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環境Q&A

大腸菌測定のダーラム管について 

登録日: 2003年02月05日 最終回答日:2003年02月10日 水・土壌環境 その他(水・土壌環境)

No.1727 2003-02-05 19:21:18 NORTH

河川や飲料水などの大腸菌群を測定する際(最確数法など)、試験管にダーラム管を入れてオートクレーブにかけると、ダーラム管内の空気がすべて抜けてしまいます。
とても単純な質問なのですが、なぜ抜けてしまうのでしょうか?
圧がかかった水がダーラム管内の空気を追い出してしまうのでしょうか?
物理的な現象はさっぱりわからないので、もしわかる方がいらっしゃれば教えてください。
よろしくお願い致します。

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No.1742 【A-1】

Re:大腸菌測定のダーラム管について

2003-02-06 20:58:21 きた

>圧がかかった水がダーラム管内の空気を追い出してしまうのでしょうか?
 「水」の一部が気体(水蒸気)になっているのではないでしょうか。やかんなどの沸騰とオートクレーブ内が同じようなのか分かりませんが、120℃で約2気圧だということなので、多分、沸騰でかまの上部空間に追い出されるのではないでしょうか。沸騰の状態が異なるとしても、水蒸気の体積がかなり多くなると思います。
 また、温度が高いので液中に溶解する空気は少なくなっているのではないでしょうか。(圧力が高いと溶解する量も多くなるので、計算したら逆かもしれませんが)
 水蒸気蒸留用のフラスコを見たことがありますが、それからするとそんな気がします。
(私も培地を作製したことはあるのですが、作業に追われていたようで、「なぜか」ということを考えていませんでした。)

No.1759 【A-2】

Re:大腸菌測定のダーラム管について

2003-02-07 22:27:00 きた

HPに取扱説明があり、また、かまの中の空気を追い出すという説明もありました。

http://micro.fhw.oka-pu.ac.jp/lecture/exp/protocol/sterile/sterilization.html
加圧蒸気滅菌法(オートクレーブ)

http://ffpsc.agr.kyushu-u.ac.jp/sffps/contents2/autoclaveuse.htm
オートクレーブ使用方法

http://www.h2.dion.ne.jp/~tairaha/kouatsujooki.htm
オートクレーブ滅菌

しかし、次の意味が分かりませんでした。
http://www.cosmokai.com/manualpage/manual04.html
(5) 滅菌する培地で試験管を使用するものは、加温溶解した培地を試験管に必要量分注してからオートクレーブをかけます。乳糖ブイヨン培地やBGLB培地などのダラーム管を用いてガスの発生を検査する培地は、滅菌後流水で急冷します(自然放冷するとダラーム管内に空気が残留してしまうことがあります。)

No.1764 【A-3】

Re:空気を追い出す原因について

2003-02-08 17:40:49 きた

>物理的な現象
は自分では解決できなかったので、HPで探しました。
次と安全弁について考えると解決できるようです。

http://homepage1.nifty.com/unoma/merumaga(rironn)/6.htm web 化学講義
第6回 蒸気圧
「【問題3】
内容積10 Lの容器に水0.1molと乾燥空気(酸素と窒素の割合が1:4の混合物)5.0gを入れて密閉し、容器全体をゆっくり加熱した。容器内の温度・・・は125℃であった。水の体積および水に溶解する空気の量を無視して次の問いに答えよ。・・・
(答)
∴全圧 = 1 + 5.31 = 6.31(atm)

No.1769 【A-4】

Re:大腸菌測定のダーラム管について

2003-02-09 13:10:35 きた

先のHPでは「滅菌の開始 STARTパネルをおすとインディケータランプ(RUN,赤色)がつき滅菌が始まる.
最初は100℃まで温度があがる.内部の空気が排気弁から排出されると弁は閉まり内部気圧が2気圧まで上昇する.タイマーは2気圧121℃になると作動を始める.」
とありますので、
100℃で水蒸気の分圧が大気圧と等しくなる(いくらでも気化する)ことを利用してかまの中の空気を排気弁から追い出し、弁を閉じて121℃に加熱すると水の分圧(蒸気圧)である2気圧まで上昇するようですね。
 2気圧としているところから考えると、器具を作る過程で121℃という温度にすることを決めたのでしょうか。
 

回答に対するお礼・補足

たくさんの回答、ありがとうございました。
蒸気圧の勉強が足りなかったようで、教えていただいた問題をやりつつ、勉強したいと思います。

No.1781 【A-5】

Re:大腸菌測定のダーラム管について

2003-02-10 15:19:59 LP

水は水蒸気になると体積が約1000倍になります。水蒸気が水に戻るときは約1000分の1になります。
オートクレーブ内部の空間も飽和水蒸気で満たされ,ダーラム管の中も同じように飽和水蒸気で満たされるとすると内部にあった空気は追い出され,結果空気が抜けたことになると思います。

また,気体は2種類あって(液体の気体(蒸気),ガス)水蒸気は前者です。
空気には大量の水蒸気を飽和することができること=水蒸気に空気を飽和することも可能・・・なので,飽和水蒸気とお湯の交換が活発な状態では時間の経過とともに空気は徐々になくなっていくのではないかと思われます。

いずれかの理由だと思います。(専門家ではないので的外れかもしれません)

回答に対するお礼・補足

ありがとうございました。

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