KR100824348B1 - Incubator for gnotobiotic mini pigs - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 인큐베이터의 작동 시스템을 나타낸 다이어그램이고,1 is a diagram showing the operating system of the incubator,
도 2는 인큐베이터의 분해 사시도이고,2 is an exploded perspective view of the incubator,
도 3은 조립된 인큐베이터의 사시도이고,3 is a perspective view of the assembled incubator,
도 4는 인큐베이터 내부 대기를 조절하고 순환시키는 제어시스템을 나타낸 것이고,4 shows a control system for regulating and circulating the atmosphere inside the incubator,
도 5는 인큐베이터의 상부를 오픈한 상태의 실물사진이다.Figure 5 is a real picture of the open top of the incubator.
<도면에 사용된 부호에 대한 간략한 설명> <Brief description of symbols used in the drawings>
1 : 인큐베이터의 전면 2 : 인큐베이터 후면 3 : 고무장갑 설치구 1: front of incubator 2: rear of incubator 3: rubber glove mounting
4 : 전면 벽면 히터 5 : 컨트롤 박스 6 : 외기 유입 필터 4: front wall heater 5: control box 6: outside air inlet filter
7 : 무균수 제조장치 8 : 엔트리포트(Entry Port) 9 : 급이 장치 7: sterile water production apparatus 8: entry port 9: feed device
10 : 바닥부 11 : 배설물 배출장치 12 : 자연배기필터 10: bottom 11: excreta discharge device 12: natural exhaust filter
13 : 내부 순환 필터 14 : 후면 벽면 히터 15 : 급수 장치 13: internal circulation filter 14: rear wall heater 15: water supply device
16 : 배기 솔레노이드밸브 17 : 상부급수 물탱크 18 ; 안쪽장금장치 16: exhaust solenoid valve 17: upper feed water tank 18; Inner Locking Device
19 : 패스박스(Pass Box) 20 : 토출구 21 : 상부공급 덕트 22 : 배기 덕트 23 : 하부공급 덕트 24 : 유체 흐름 모형 25 : 고무장갑 설치구 덮개 19: Pass Box 20: Outlet 21: Upper supply duct 22: Exhaust duct 23: Lower supply duct 24: Fluid flow model 25: Rubber glove mounting cover
본 발명은 무균 미니돼지 사육시설에 있어서 무균유지, 자동 무균수 공급, 온도, 압력, 습도 등을 최적 생육조건에 알맞도록 자동조절하여 최적으로 제어하여 미니 돼지의 생육과 습성에 맞춰 사육하기에 유용한 미니돼지용 인큐베이터 및 제어 시스템에 관한 것이다. 무균돼지(gnotobiotic pigs)라 함은 세균에 감염되지 않도록 무균실(isolator)에서 키운 돼지를 말한다. 이 돼지는 태반이 6겹으로 두꺼워 어미 돼지의 감염세균 및 면역 세포가 태아 돼지에게 전달되지 않는 점을 이용해 제왕절개를 통해 무균 상태로 생산되는데, 이 미니돼지의 세포를 떼어내 인간의 면역유전자(예, hDAF)를 주입하고, 돼지의 면역유발 유전자를 제거한 뒤 복제 돼지를 무균적으로 생산, 유지하면 사람에게 장기를 이식할 수 있는 장기 이식용 돼지가 된다. 특히, 심장·췌장 등 장기의 크기는 물론, 해부학·생리학적으로도 사람과 비슷해 이식용 장기로 알맞은 특성을 나타낸다.The present invention is useful for breeding according to the growth and habits of mini pigs by automatically controlling sterile maintenance, automatic sterile water supply, temperature, pressure, humidity, etc. according to optimum growth conditions in the sterile mini pig breeding facility. A mini pig incubator and control system. Sterile pigs (gnotobiotic pigs) are pigs raised in an isolator to prevent bacterial infection. The pig is produced in a sterile state by caesarean section because the placenta is thick with six layers and the infected bacteria and immune cells of the mother pig are not delivered to the fetus pig. For example, when hDAF) is injected, the pig's immunogenic genes are removed, and cloned pigs are produced and maintained aseptically, it becomes an organ transplant pig that can transplant organs to humans. In particular, the size of organs, such as the heart and pancreas, as well as anatomical and physiologically similar to humans, exhibits the proper characteristics as an organ for transplantation.
본 발명은 이러한 무균돼지를 사육하는데 사용되는 인큐베이터에 관한 발명으로서, 내부를 멸균상태로 유지함과 동시에 내부의 온도, 습도, 대기 상태를 최적 생육 조건으로 제어할 수 있는 미니 무균 돼지용 인큐베이터에 관한 발명이다. The present invention relates to an incubator used to breed such sterile pigs, the invention relates to a mini sterile pig incubator capable of controlling the internal temperature, humidity, and atmospheric conditions at optimum growth conditions while maintaining the interior in a sterile state. to be.
통상적인 자돈(仔豚) 사육용 인큐베이터는 인큐베이터 내부의 대기 온도, 바닥온도 등을 측정하는 온도 측정기, 그리고 대기중의 습도를 측정하는 습도계 등으로 구성하는 것이 일반적이며, 이들 각 측정기에서 출력되는 신호를 이용하여 인큐베 이터 내부의 환경을 제어한다. In general, a piglet incubator is composed of a temperature measuring instrument for measuring the atmospheric temperature, floor temperature, etc. inside the incubator, and a hygrometer for measuring the humidity in the air. To control the environment inside the incubator.
국내 공개특허공보 특2002-0089952호에는 "포유 자돈용 인큐베이터의 환경제어장치 및 방법"이 개시되어 있는데, 이 발명에서는 써모커플(thermocouple)을 이용하여 인큐베이터 각 내부의 온도를 측정하는 측정부와, 상기 측정된 데이터를 디지탈로 변환하는 아날로그 디지탈 변환부, 측정된 디지털 데이터를 분석하여 프로그램으로 처리된 신호를 출력하는 제어부 및 제어부의 명령에 따라 공기의 온도를 조절하는 적외선 등, 습도를 조절하는 가습기, 바닥의 온도를 조절하는 보온 매트로 구성되는 인큐베이터가 공개되어 있다. 상기 인큐베이터는 통상적인 자동 사육용 인큐베이터로서 내부 환경이 멸균된 상태로 유지될 수는 없는 구조로 인하여 무균 돼지의 생산 및 사육에는 이용될 수 없다. Korean Unexamined Patent Publication No. 2002-0089952 discloses "Environmental Control Apparatus and Method for Incubating Piglet Incubators". In the present invention, a measuring unit for measuring the temperature inside each incubator using a thermocouple, Humidifier for adjusting the humidity, such as an analog digital conversion unit for converting the measured data into a digital, a control unit for analyzing the measured digital data to output a signal processed by the program and infrared rays for adjusting the temperature of the air according to the command of the control unit An incubator consisting of a thermal insulation mat for controlling the temperature of the floor is disclosed. The incubator is a conventional automatic breeding incubator and cannot be used for the production and breeding of sterile pigs due to its structure in which the internal environment cannot be kept sterile.
또한, 온도조절수단, 습도조절수단, 환기량조절수단, 포유제어수단, 포유자돈유인수단 등을 구비한 포유자돈용 인큐베이션 시스템을 개시하고 있으나, 무균 상태의 돼지 사육에는 사용될 수 없는 발명이다. In addition, the present invention discloses an incubation system for mammal pigs provided with a temperature control means, a humidity control means, a ventilation amount control means, a mammal control means, a piglet attracting means, etc., but the invention cannot be used for breeding pigs in aseptic conditions.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 온도 및 습도의 제어가 가능하고, 멸균 상태로 사료의 공급 및 급수가 가능하고, 미니 돼지의 관리를 무균 상태로 키워낼 수 있는 인큐베이터를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide an incubator capable of controlling temperature and humidity, supplying and feeding water in a sterile state, and cultivating the management of mini pigs aseptically.
상기한 발명의 목적을 달성하기 위하여 자돈이 생육하고 생활하는 발판 부위를 그 외 주변보다 온도 높게 유지할 수 있도록 설계하였으며, 이러한 온도 조절을 통 하여 자돈의 복부부위의 온도를 주변보다 높게 유지할 수 있고 그 결과 자돈의 설사병을 예방하고 활동력을 유지시킬 수 있다. In order to achieve the above object of the present invention, it is designed to maintain the scaffold where piglets grow and live at a higher temperature than the surroundings, and through this temperature control, the temperature of the abdominal region of the piglets can be kept higher than the surroundings. As a result, it is possible to prevent diarrhea in piglets and maintain their activity.
또한, 무균 상태의 내부대기를 순환필터를 사용하여 리싸이클링 시킴으로써 외부 공기를 강제 공급시킬 경우 발생하는 인큐베이터 내부기압의 급격한 상승현상을 억제하는 것도 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제이다. In addition, it is another technical problem to be solved by the present invention to suppress the sudden rise of the internal pressure of the incubator generated by forced supply of external air by recycling the internal atmosphere in a sterile state using a circulating filter.
도 1은 본 발명에 따른 인큐베이터에 장착된 각 장치 및 그 장치의 작동 시스템을 나타낸 다이어그램이다.1 is a diagram showing each device mounted in an incubator according to the present invention and an operating system of the device.
도 2는 인큐베이터의 분해 사시도 이다. 이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 2 is an exploded perspective view of the incubator. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 공지의 온도조절시스템, 습도조절시스템, 환기시스템 및 급수시스템이 상호 유기적으로 자동 컨트롤에 의하여 작동되어 무균상태에서 미니돼지가 최적의 생육조건에서 성장할 수 있는 인큐베이터이다. 온도조절시스템은 ON/OFF 또는 PID(Proportional integral derivative control)제어에 의해 이루어진다. 습도조절시스템은 수위센서 및 습도센서에 의해 이루어진다. 환기시스템은 외부공기의 정제필터(프리필터, 미디움필터, 해파필터), 내부순환필터(프리필터, UV필터, 활성탄필터), 자연배기필터(해파필터), 압력센서, 송풍팬, 상부토출덕트, 하부토출덕트, 상부배기덕트 및 배기밸브의 상호작용에 의해 이루어진다. 급수시스템은 정수필터(샌드필터, 프리카본필터, R/O필터, 포스트카본필터), 메인물탱크(오존발생장치), 펌 프, 급수물탱크(오존제거장치, 무균유지 UV램프), 급수구(건식 니플) 및 분무기(소독, 청소용)로 이루어져 있다. 인큐베이터는 그 전면(1)과 후면(2)의 재질을 투명한 아크릴을 사용하여 자돈의 사육상태를 관찰할 수 있도록 하였다. 아크릴 전면에는 고무장갑이 장착된 설치구(3)가 설치되어 있으며, 작업자가 상기 장갑을 끼고 인큐베이터 내부에서 작업할 수 있도록 설계하였다. 좌측면에는 사료, 용기 등 필요기구를 인큐베이터 내부로 반입시 멸균처리를 하는 멸균처리실이 구비되고, 우측면에는 무균 시술실에서 분만한 미니돼지 새끼를 인큐베이터로 이동시키는 엔트리 포트(Entry Port)가 설치되어 있다. 열손실을 차단하고 항온을 유지하기 위하여 인큐베이터 내부의 온도를 제어하는데, 여기에는 인큐베이터 전면부와 후면부에 설치되는 히터(4,14), 인큐베이터 내부의 온도를 측정하는 써미스터(thermistor), 그리고 온도조절기(controller)가 사용된다. 온도 측정용 써미스터는 인큐베이터 내부의 온도를 대표할 수 있는 위치에 설치되는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 자돈이 생활하는 공간에 최대한 근접하도록 설치하였다. 상기한 히터(4,14)를 각각 인큐베이터의 전면부와 후면부에 설치함으로써 자돈이 주로 생활하는 인큐베이터 발판 부위의 온도를 주변부에 영향을 받지 않고 설정온도에 따라 조절할 수 있도록 유지하는 것이 가능하며, 이로 인하여 돼지의 설사병을 예방할 수 있는 장점이 있다. 온도조절기는 인큐베이터 컨트롤 박스(5) 내부에 설치하였다. 이때 온도조절기는 ON/OFF 제어 또는 PID제어 방식의 것을 모두 사용가능하지만, 더욱 정교한 온도 제어를 위해서는 PID방식을 사용하는 것이 바람직하다. 외부와의 열전이 차단 및 열효율을 높이기 위하여 인큐베이터 전면부(1)와 후면부(2)를 제외하고는 모든 부 분이 이중 판넬로 구성되어 있으며 판넬과 판넬 사이는 단열재로 충전되어 있다. 인큐베이터 내부의 상대습도는 40% 이상으로 유지되는 것이 바람직하다. 이를 위하여 습도 센서와 수위센서로 구성되는 습도조절장치를 사용한다. 인큐베이터 내부의 대기 상태를 자돈의 생육에 최적한 상태로 유지시키기 위하여 주배기 및 흡기시 내부 순환공기와 외부 유입공기의 비율이 조정 가능한 환기장치를 사용한다. 상기한 환기장치는 외기 유입필터(6), 내부순환필터(13) 및 배기필터(12)로 구성된다. 이때 내부 순환 공기와 외부 유입 공기의 비율을 조정하는 것은 인큐베이터 내부의 열손실과 습기손실을 최소화하고 외부에서 유입되는 오염원을 최대한 배제하기 위한 것으로서 본 발명의 특징기술의 하나이다. 본 발명에서는 내부 순환공기와 외부 유입공기의 비율을 조절하기 위해 각기 다른 종류의 필터유닛 및 블로워를 사용하고, 이들 공기의 유량을 각각 조절 가능하도록 한다. 유량은 토출구에 유량 조절밸브를 설치하여 조절한다. 무균 상태의 유지 및 유해가스의 제거에 필터가 사용되는데, 외기 유입필터(6)는 1차 프리필터, 2차 미디움필터, 3차 헤파필터(hepa)로 구성되며 공기의 여과를 위하여 팬 송풍기를 사용하는 것이 바람직하다. 내부 순환필터는 1차 프리필터, 2차 UV필터, 3차 활성탄필터로 구성되며 팬 송풍기를 사용하면 충분하다. The present invention is an incubator in which a known temperature control system, a humidity control system, a ventilation system, and a water supply system are operated by mutually organic control automatically so that mini pigs can grow under optimal growth conditions in aseptic conditions. The temperature control system is achieved by ON / OFF or Proportional integral derivative control (PID) control. The humidity control system is made by the water level sensor and the humidity sensor. Ventilation system includes external air purification filter (pre filter, medium filter, sea filter), internal circulation filter (pre filter, UV filter, activated carbon filter), natural exhaust filter (sea filter), pressure sensor, blower fan, upper discharge duct , By the interaction of the lower discharge duct, the upper exhaust duct and the exhaust valve. Water supply system is a water filter (sand filter, pre carbon filter, R / O filter, post carbon filter), main water tank (ozone generator), pump, water tank (ozone removal device, sterile maintenance UV lamp), water supply It consists of a bulb (dry nipple) and a nebulizer (disinfection, cleaning). The incubator made it possible to observe the rearing condition of the piglets using the transparent acrylic material of the front (1) and rear (2). An acrylic front is provided with a rubber glove mounting device (3), and designed to allow the worker to work inside the incubator wearing the glove. On the left side, there is a sterilization chamber for sterilization when bringing necessary equipment such as feeds and containers into the incubator, and on the right side, an entry port for moving a small piglet delivered from an aseptic procedure room to the incubator is installed. have. The temperature inside the incubator is controlled to block heat loss and maintain a constant temperature, including
또한, 배기필터(12)는 자연배기로 공기가 유출되도록 구성하는데, 여기에 헤파필터를 장착하여 외부의 오염원이 내부로 유입되지 못하도록 하며, 인큐베이터 내부의 압력을 일정하게 유지하는 역할을 수행하며, 압력센서와 배기 솔레노이드 밸브를 사용하여 압력을 조절 및 유지한다. 상기한 본 발명의 인큐베이터는 다음의 도 4와 같은 공기의 흐름(24)을 가진다.
도 4를 참조하면, 인큐베이터 상단의 원형 공기 공급덕트(21)와 보조 히터가 장착된 하단의 공급덕트(23)에서 토출되는 공기는 상단에 설치된 배기덕트(22)를 통하여 배기되며, 상기 배기된 공기는 내부 순환필터(13)에서 정화된다. In addition, the
Referring to FIG. 4, the air discharged from the circular
또한, 고무장갑이 부착된 설치구(3)에는 인큐베이터 내부에서 덮개(25)를 부착하게 되어 있다. 상기 덮개는 고무장갑이 부착된 설치구(3)를 완전히 밀폐하는 기능을 한다. 본 발명에서 이런 기능을 둔 이유는 인큐베이터 내부로 정화된 공기를 충전할 경우 내부의 기압이 대기압보다 높아지는 현상이 발생하는데 이때 장갑이 팽창하여 부풀어 오르는 것을 방지하고 장갑의 표면적으로 내부 온도를 빼앗기지 않게 하기 위함이다. 무균수 제조장치(7)는 UV와 오존을 이용하여 물속에 포함된 미생물을 멸균하여 공급하며, 이때 무균수 제조장치를 통과한 물에는 오존이 일부 잔존할 수 있으므로 잔류 오존을 제거할 수 있는 UV 필터를 사용하고, 상부 급수 물탱크에서 UV살균 등을 조사하여 잔류 오존 제거 및 멸균상태를 유지한다. 멸균 패스박스(pass box)(19)는 사료 및 기자재를 멸균 처리하여 인큐베이터 내부로 공급하고 사용한 기자재 등을 배출하는 기능을 한다. 상기 멸균 패스박스의 통로 안쪽과 바깥쪽에 각각 동일한 구성의 장금장치가 설치되어 사료 및 기자재를 투입한 후 바깥쪽 잠금장치(미도시)로 잠그고 멸균시스템을 작동시켜 멸균을 한 후 안쪽 장금장치(18)를 열고 인큐베이터 내부로 공급한다. 이 패스박스 내부에는 UV 멸균 시스템을 사용하는데, UV램프의 파장은 253.7nm, 출력은 15mW/㎠ 정도면 충분하다. 자동 및 수동 급이가 가능하고 높낮이가 조절되는 급이 장치(9)는 스텐레스스 틸(Stainless steel)재질을 사용한다. 역삼각형 형태의 스텐레스스틸봉으로 바닥부(10)를 형성함으로써 바닥부는 자돈이 활동하는데 편리하고 배설물의 배출이 용이하다. 또한, 바닥부(10)의 하부는 배설물의 배출이 용이하도록 배출장치(11)를 설치한다. 배출장치는 2개의 밸브로 구성되어 있어 오염물 배출시에 1차밸브와 2차밸브를 순차적으로 작동시켜 외부 오염원이 내부로 유입되는 것을 방지한다. 무균 돼지의 생육상태에 따라 높낮이의 조절이 가능하도록 급수 장치를 설치하고 급이 장치와 반대편에 배출장소를 설치하여 돼지 습성에 따른 배변장소를 일정하게 유도할 수 있도록 설계하였다. In addition, the cover 25 is attached to the
본 발명에 따른 인큐베이터는 내부를 무균 상태로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 먹이의 급이 및 배설물의 배출이 용이하고, 자돈이 주로 생활하는 인큐베이터 발판 부위의 온도를 주변부에 영향을 받지 않고 설정온도에 따라 조절할 수 있는 효과가 있다. 최적의 사육조건의 제어로 종래의 무균 돼지용 인큐베이터가 자돈을 수일 정도 밖에 사육시킬 수 없는 반면 본 발명에 따른 인큐베이터는 자돈을 계속 사육할 수 있는 장점이 있다.The incubator according to the present invention not only maintains the inside in a sterile state, but is also easy to feed and discharge of food, and adjust the temperature of the incubator scaffold where piglets live mainly according to the set temperature without being affected by the surroundings. It can be effective. While the conventional sterile pig incubator can raise piglets for only a few days by controlling optimal breeding conditions, the incubator according to the present invention has the advantage of continuing breeding piglets.
Claims (6)
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KR1020070006789A KR100824348B1 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Incubator for gnotobiotic mini pigs |
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