动物笼具清洗机的工作原理及其在实验动物管理中的重要性

　　一、行业背景与实验动物管理需求
 

　　1.1 实验动物在科研中的地位
 

　　实验动物是生命科学研究、药物开发、疫苗评价、医疗器械测试等领域的核心工具。为保证实验结果的科学性、可重复性，必须严格控制动物饲养环境的生物安全性与实验一致性。笼具作为动物直接接触的生活空间，其清洁度直接影响动物的健康与实验数据的可靠性。
 

　　1.2 笼具清洗的挑战
 

　　传统手工清洗存在以下问题：
 

　　清洁：缝隙、角落容易残留粪便、垫料、毛发及微生物。
 

　　劳动强度大：批量饲养(数百至上千笼)时清洗效率低。
 

　　交叉污染风险：人工操作易在不同笼具间传播病原体。
 

　　水资源与清洁剂浪费：缺乏定量控制。
 

　　因此，引入自动化、标准化的笼具清洗设备成为现代实验动物设施(Animal Facility)的重要发展方向。
 

　　1.3 行业趋势
 

　　国际AAALAC(国际实验动物评估和认可委员会)及国内《实验动物管理条例》均要求笼具清洗达到规定的卫生标准。
 

　　大型科研机构与GLP(良好实验室规范)实验室普遍采用全自动笼具清洗机，并与屏障环境、IVC(独立通风笼具)系统联动，实现全程可追溯管理。
 

　　伴随生物安全等级提升(如ABSL-2/3实验室)，笼具清洗的消毒灭菌要求更加严苛，高温高压、化学消毒等方式被整合进清洗流程。
  

　　二、动物笼具清洗机的工作原理
 

　　动物笼具清洗机本质上是集清洗、漂洗、消毒（可选）、干燥于一体的自动化设备，可分为通道式（隧道式）与舱式（批量式）两类。
 

　　2.1 基本工作流程
 

　　预冲洗（Pre-rinse）​
 

　　用常温或温水冲掉笼具表面松散的污物(粪便、垫料、饲料残渣)，减少主清洗阶段的污染负荷。
 

　　部分机型配有可拆卸喷头或旋转喷臂，覆盖笼内外表面。
 

　　主清洗（Main Wash）​
 

　　加热清水(通常40~60℃)与环保型清洁剂混合，通过高压泵输送至喷淋系统，形成强力水流冲击笼具各个部位。
 

　　利用机械冲刷与化学作用的双重效应去除油脂、蛋白质残留及微生物膜。
 

　　清洗时间、温度、清洁剂浓度可由PLC程序精确控制。
 

　　漂洗（Rinse）​
 

　　用洁净的流动温水或纯水去除残留的清洁剂，防止化学物质危害动物。
 

　　多级漂洗可确保无清洁剂成分残留。
 

　　消毒（Disinfection，可选）​
 

　　热消毒：高温热水(≥80℃)或蒸汽进行热力灭菌。
 

　　化学消毒：注入食品级或医用级消毒剂(如过氧乙酸、次氯酸钠)，作用一定时间后再次漂洗。
 

　　紫外线消毒：部分设备在干燥段配置UV灯，杀灭表面微生物。
 

　　干燥（Drying）​
 

　　利用热风(60~90℃)或压缩空气吹扫，快速去除笼具表面水分，避免细菌在潮湿环境中繁殖。
 

　　干燥可防止二次污染，并减少动物入住前的准备时间。
 

　　2.2 核心系统组成
 

　　输送系统：链条/网带输送笼具连续通过各工位(通道式)，或采用转盘/推车进出清洗舱(舱式)。
 

　　供水与加热系统：包括水箱、过滤器、加热装置(电加热、蒸汽加热)。
 

　　喷淋系统：多角度可调喷臂，确保覆盖笼具内外、上下表面。
 

　　清洁剂投加系统：定量泵自动配比与投放。
 

　　排水与过滤系统：收集污水并进行初步固液分离，降低环境污染。
 

　　控制系统：PLC+HMI人机界面，实现工艺参数设定、运行状态监控、报警与数据记录。
 

　　三、在实验动物管理中的重要性
 

　　3.1 保障生物安全与动物健康
 

　　去除病原微生物：有效切断细菌、病毒、寄生虫的传播链，降低交叉感染风险。
 

　　减少环境应激：清洁干燥的笼具可减少动物因环境不洁引发的皮肤病、呼吸道感染等。
 

　　3.2 提高工作效率和标准化水平
 

　　批量处理：一次性清洗数十至上百笼，显著缩短清洗周期。
 

　　过程可控：温度、时间、清洁剂浓度均由程序固定，避免因人为因素造成清洁质量波动。
 

　　可追溯：设备可记录每批次清洗参数，便于审计与质量追踪。
 

　　3.3 节约资源与环保
 

　　节水节电：循环利用热水与过滤水，较手工清洗减少30%~50%用水量。
 

　　减少化学品浪费：定量投加清洁剂，降低过量使用造成的成本与环境负担。
 

　　3.4 满足法规与认证要求
 

　　符合AAALAC、ISO 9001/GLP等标准对设施卫生的规定。
 

　　在申请或维持动物实验许可证时，可作为设施现代化与规范化管理的重要依据。
 

　　四、选型与维护建议
 

　　4.1 选型要点
 

　　适配笼具规格：尺寸、材质(聚丙烯、不锈钢)应与设备兼容。
 

　　清洗能力匹配产能：根据每日笼具周转量选择通道长度或舱容量。
 

　　消毒方式选择：根据生物安全等级选用热消毒或化学消毒。
 

　　节能环保：优先选配水循环过滤、余热回收系统。
 

　　4.2 维护要点
 

　　每日：检查喷嘴通畅、过滤网清洁、水位与水温正常。
 

　　每周：清洗喷淋臂、检查输送链条润滑、校准清洁剂投加量。
 

　　每月：深度清洁水箱与管路、检查加热元件与温控系统。
 

　　每年：全面检修泵组、更换老化密封件、验证消毒效果(如生物指示剂测试)。
 

　　五、结语
 

　　动物笼具清洗机通过自动化、标准化、可追溯的清洗流程，不仅显著提升了实验动物设施的卫生管理水平，更在保障动物福利、确保实验数据可靠性、满足法规要求等方面发挥着不可替代的作用。随着科研对生物安全和实验质量要求的不断提高，笼具清洗机将在实验动物管理中扮演越来越关键的角色，其智能化与节能环保的发展也将推动整个行业向更高效、更可持续的方向迈进。