仓库温、湿度的控制与调节
出处:按学科分类—工业技术 四川大学出版社《化学试剂技术管理应用手册》第153页(4594字)
试剂储存环境的温度、湿度是影响试剂变质的主要因素之一。如何根据气候的变化和地区的特点来控制和调节仓库的温度、湿度,使仓库温度与湿度保持在试剂储存所需的范围内,是试剂管理工作者在试剂管理中的重要问题。
温度有三种标度。摄氏温标:量符号为t,单位符号为℃表示。摄氏温度是目前国际上实用的温标,我国日常生活和工作中均采用此种温标。华氏温标:这是一种古老的温标,至今仍在许多国家使用。华氏温度用符号f表示,单位符号为.摄氏温度与华氏温度的关系是:f=t÷1.8+32.绝对温标:这是热力学温度,量符号为T,单位符号为K,摄氏温度t与热力学温度T之间的关系是:T=t+273.15.
影响仓库温度变化的因素有:室外气温的变化,库房建筑条件的影响,试剂的堆码方式,货堆大小,库房内部管理方式的影响,库房所处地理位置与方位的影响。
湿度是表示大(空)气中所含水蒸气的程度,它会随着温度的变化而发生相应的变化。湿度的表示方法有绝对湿度、相对湿度、含湿量、混合比、饱和差、露点等多种表示。这里我们主要介绍绝对湿度、相对湿度、含湿量。
绝对湿度即每立方米湿空气中所含有的水蒸气量,单位为kg/m3湿空气(千克/立方米湿空气)。绝对湿度用起来很不方便,因为在水分蒸发和凝结时,湿空气中的水蒸气质量是变化的,而且湿空气的容积还随湿度而变化。因此,即使水蒸气质量不变,由于湿空气容积的改变,绝对湿度亦将相应地变化。所以它不能确切地反映湿空气中的水蒸气量的多少。而干空气在温度和湿度发生变化时,其质量不变,含湿量仅随水蒸气量而变化,因此它可以方便地度量空气中的水蒸气量。
相对湿度是在一定温度时空气中水蒸气分压和同温度下饱和水蒸气分压之比。
公式中湿空气中饱和水蒸气压是一个随温度而变的值。相对湿度表示空气接近饱和的程度。相对湿度小说明空气中饱和程度小,吸收水蒸气的能力强,液态水在空气中挥发得快,通常认为空气比较干燥;相对湿度大则说明空气饱和程度大,吸收水蒸气的能力弱,水分不易挥发,空气显得比较潮湿。当相对湿度为100%时指的是饱和了水蒸气的空气,反之,相对湿度为零时指的是干空气。仓库的相对湿度一般应保持在40%~75%为宜。如在40%以下即显过于干燥,而高于75%则显过于潮湿。
含湿量为每千克干空气所含有的水蒸气的质量d,若湿空气中含有1kg干空气及dkg水蒸气,则湿空气质量为(1+d)kg。由于干空气和水蒸气在常温下都可当作理想气体,且空气中气体分子的自由度很大,因此湿空气中干空气和水蒸气是均匀混合的,两者具有相同的容积。含湿量与大气压P和空气中水蒸气压Pq的关系表示为:
从公式中可以看出,当大气压强一定时,水蒸气压(Pq)愈大,含湿量愈大;如果含湿量(d)不变,水蒸气分压将随着大气压强的增加而上升,随着大气压力的减小而下降。
经过前面的介绍,可以看出,空气的含湿量、绝对湿度、相对湿度和温度之间存在着一种固定的对应关系:在温度不变的情况下,饱和水蒸气压不变,绝对湿度越大,空气的相对湿度也越大;绝对湿度越小,相对温度也越小。在绝对湿度不变的情况下,即空气中的水蒸气分压不变时,温度越高,相对湿度越小;温度越低,相对湿度也越大。在相对湿度不变的情况下,温度越高,即饱和水蒸气压越大,绝对湿度也越大;温度越低,即饱和水蒸气压越小,绝对湿度也就越小。
综上所述,气温发生变化就会直接影响试剂仓库空气的湿度。所以,要使仓库内的空气湿度适合储存试剂,就必须控制与调节仓库内的温、湿度。
控制与调节温度、湿度的基本方法有:
(一)通风
通风可使库房内外的空气进行交换,达到调节仓库内温、湿度的目的。同时还可以散发和降低仓库内空气中的有害气体,有害粉尘的浓度,改善劳动卫生条件。通风可分为自然通风和机械通风。
1.自然通风是仓库内外气体的自然交换。其原理是利用库房内外空气容重差引起的自然重力(或室外风力)而进行的通风换气。库房内外温差越大,大气压强差也越大,空气流动速度也就越快。如果库房内温度高于库房外时,库房外的空气就从库房下部的进风口或大门口进入库房内,从库房上部的出风口流出库外。自然通风要注意避免过大的自然风力进入试剂库房,以免过大的风力夹带的灰尘引起仓库内储存的试剂被污染。自然通风是一种既经济又有效的措施。
2.机械通风是在库房上部安装换气扇或在库房的下部安装送风扇,利用机械力加速库房内外空气的交换。有的库房还在进风处加装空气过滤设备,以提高进入库房内空气的洁净度。机械通风可随时进行,不受自然条件的限制,便于控制。但应注意,危险品库不宜使用。
通风必须根据所储存试剂的性质和对温度、湿度的要求,以及不同地区的气候条件和季节变化的不同情况,认真对比库房内外温湿度情况,然后选择适当时机,进行通风。选择通风时机一般先检查干湿度计,查出当时库内外的温、湿度,然后按下列条件进行比较,考虑能否通风。当库内温度、相对湿度都高于库外时,可较长时间开启门窗通风;当库内温度,相对湿度都低于库外时,应密闭门窗,不可通风;当库外温度约高于库内,但不超过3℃,而绝对湿度和相对湿度均低于库内时,亦可通风;库外温度高于库内3℃以上,虽绝对湿度和相对湿度都低于库内,亦不能通风,因热空气进入库内后,由于其温度降低,相对湿度能立即增加,使试剂更易受潮;库外绝对湿度和相对湿度都高于库内,虽库外温度低于库内,亦不能通风,否则带进潮气;另外还可结合天气经验,一般天气晴朗或虽阴天但云块不黑并有东北风、北风或西北风时可以通风,但要对比一下库内外温、湿度再进行;雨天、大雾、雨后初晴以及沿海地区刮南风、东南风时则不宜通风。
通风有如下益处:第一,可调节温度。在夏季库房内温度较高时,可利用夜间通风的方法来降低库房内温度;冬季当库房外气温高于库房内温度时,也可利用通风来提高库房内温度。第二,通风散湿。首先查看库房内外温湿度仪,当库房外的绝对湿度低于库房内的绝对湿度时,可进行通风散湿。经常通风可调节仓库温、湿度,保持库房干燥,防止试剂受潮、长霉变质。
(二)物理化学方法调节温、湿度
利用通风调节温、湿度的方法是既简单、经济又行之有效的方法,但受季节、气候变化等因素的限制,有时难于达到试剂要求的低温低湿。对于酶类,生化试剂类等低温储存的试剂以及硝酸盐等特别易潮解的试剂,则需要采取一定的物理化学措施来降温、降湿。
1.制冷机降温。一般用制冷机降温降湿的有普通冰箱、低温冰箱、超低温冰箱,温度可以下降到零上几度到零下几十度。通常,普通冰箱冷藏室保存指2℃~8℃,冷冻室保存指0℃以下;低温冰箱保存指-20℃;超低温保存指-70℃.冰箱内部由于外界湿空气的进入,往往显得潮湿,因此对需要低温储存但极易吸湿的少量试剂,采用试剂放在干燥剂中用塑料袋密封或试剂放在盛干燥剂的干燥器中再存于冰箱。
2.制冷剂降温。这种方法在降温试剂的领用和低温试剂的运输途中,应用比较广。目前低温试剂的运输一般采用干冰和冰袋(冰箱致冷剂)降温,泡沫盒盛装,也有用冷藏车或液氮罐运输。干冰是液体二氧化碳通过膨胀制成,最低温度可达-20℃,吸热挥发不留残渣,不污染容器和试剂,保持时间一般密封可保持三天,进口干冰密封可保持七天。冰袋是利用蓄冷技术制成,无毒、无味、无副作用,具有节电、反复使用、保鲜等特点;保持温度一般在零度左右,保持时间一般密封可保持三天,冰袋一般可以反复使用两年。液氮可保持低温在-196℃,液氮罐放液氮可保持低温27天。在运输时,可根据试剂的低温要求,试剂的量多少,运输时间的长短来选择不同规格,不同量的制冷剂。
3.遮光降温。库房温度因日光的直接照射会有升高。对此,可加厚屋顶隔热层,库房的窗户涂成白色,使用防紫外线的厚窗帘布等来降温。
4.地下室或半地下室降温。地下室或半地下室及地窖保凉、保暖。由于地温的日变化和年变化一般是随地面的深度增加而降低,因此,保护层厚,吸热散热缓慢,温度变化小。在炎热的夏季,地下室、半地下室、地窖温度较地面低,可以储存一般怕热试剂。但地下室、半地下室、地窖的湿度比较大,应采取一些降湿防潮措施。在冬季地下室、半地下室、地窖的温度一般比地面高,可作防冻库房,库存一些防冻试剂。
5.密封防潮。利用一些导热性差,隔潮性较好或不透气的材料,把存放化学试剂的地方尽可能地严密封闭,防止潮气的进入。在我国南方和沿海地区这一点尤为重要。
(1)整室密封。在室外湿度很大时,可将门窗用密封材料封严,将通风口堵塞,使室内外空气不产生对流。密封后库房湿度较高,可用除湿机降湿,除湿机除湿方便、快捷,目前仓库普遍采用。
(2)货架密封。货架上需防潮的试剂,采用塑料纸或防潮纸对货架进行严封。
(3)小室密封。对那些易潮解的贵重小包装试剂,可用铁箱、塑料盒、干燥器等密封,同时要放入一定量的干燥剂吸湿。
干燥剂质量的好坏不仅要看它是否有良好的干燥强度和较大的干燥容量,而且还要看其价格是否便宜。常用的吸湿剂有:生石灰、无水氯化钙和变色硅胶等,目前使用较多的是变色硅胶。变色硅胶是一种良好的吸湿剂,每千克能吸收水分0.4kg~0.5kg。变色硅胶物理化学性质稳定,吸湿前后均为固体、不变形、不沾、不燃、不污染试剂,无毒、无腐蚀性,只变色(由蓝色吸湿后变成粉红色)。吸湿后经130℃~150℃烘干脱水,颜色由粉红色又变成蓝色,可以反复使用。变色是因为指示剂无水氯化钴(CoCl2)是蓝色的,而当它吸水变成含水氯化钴(CoCl2·6H2O)后是粉红色的。但某些有机试剂(如丙酮、醇、吡啶等)会溶出氯化钴或改变氯化钴的颜色。