Kuluçkahane

Kuluçka Makinelerinin Çalışma Prensipleri-Havalandırma, Karbondioksit, Nem Ve Sıcaklık İlişkisi

Kuluçka makinelerinin çalışma prensibi

Embriyonun gelişimi ile ilgili uygun işlemin devam edilebilmesi için yumurtanın çevrilmesi ve ona özel bir sıcaklığın yumurta içinde devam ettirilmesi gereklidir. Çoğu makine, elektrikle veya sıcak suyla çalışan ısıtıcıya ve soğuk suyun boruların içinde dolaştığı soğutma sistemine sahiptir. Bununla birlikte makine beli sıcaklık ve nem değerlerine ayarlanarak sabitlenir.

Makinelerin çalışma mantığında temel olarak; sıcaklık düştüğünde ısıtıcılar devreye girer, eğer embriyonun ürettiği ısıdan dolayı sıcaklık hedef değerin üzerine çıkarsa makine fazla ısıyı yok etmek için soğutma borularına daha fazla soğuk su göndermeye başlar. Eğer makine içindeki bağıl nem set edilen değerin üstüne çıkarsa havalandırma kapakları açılır ve makine havalandırmaya başlar. Nemin düşük olması halinde ise makinenin içindeki rutubeti artırmak için spreyler devreye girer.

Havalandırmanın çalışma prensibi:

Makineler, hem yeterli oksijenin içeriye girmesi hem de karbondioksit ve buharlaşan suyun dışarıya atılmasını sağlamak için havalandırma yapmak zorundadır. Bununla birlikte yapılan havalandırmanın soğutma kapasitesi, makineleri kısmen etkilemektedir. Isınan havanın bir kısmı soğuk suyun borulardan dolaşması ile bir kısmı da iç ortamdaki havanın değişimi ile soğutulur. Makinelerin çoğu hava değişimi olmadan tamamen bağımsız olacak şekilde yeterli soğutma kabiliyetine sahip değildir.

Eğer 100.000 yumurtalık bir makine için gerekli havalandırmayı hesaplayacak olursak, bu sayıdaki embriyonun ihtiyacı olan oksijene ve ortama saldığı karbondioksite bakmamız gerekecektir. Bu ihtiyaç miktarı, 18.gün transfer zamanında tekli basım yapılan makineler için 250 m3/saatten fazla olurken çoklu basım yapılan makineler için 100-150m3/saat civarındadır. Bununla birlikte sıcaklığın artması halinde makineler yüksek ısıyı dışarıya atabilmek için bu değerlerden daha fazla havalandırma yaparak fazladan soğutma yapmak isteyecektir. Her şeye rağmen tekli basım yapılan makineler için saatte 250 m³ havalandırma değeri yeterlidir.

Buharlaşma (Evaporasyon) ile soğutma

Makinelerin içindeki nemin çok az olduğu durumlarda ve nemlendirmenin zorunlu olduğu hallerde nozıllar’dan içeriye spreyle su verilir. Bu suyun içeride buharlaşması ile makinedeki aşırı ısının bir kısmı uzaklaştırılacaktır. Makine içindeki ısının çoğu, embriyolar tarafından sağlandığı dikkate alındığında bu durum yumurtalar üzerinde soğuma etkisi yaparak embriyo sıcaklığını düşürecektir. Makine içinde buharlaşma (evaporasyon) ile oluşan ısı kaybının homojen olmaması esas problemdir. Fan ve spreye yakın olan yumurtalar buharlaşmadan daha fazla faydalanacağı için daha fazla ısı kaybedecektir.

Spreylerden uzak olan yumurtalar ise buharlaşmanın az olmasından dolayı daha az enerji transfer edecek ve daha az soğuyacaktır. Bunun anlamı, spreylerin yüksek miktarda çalışması genelde yumurtalar arasında üniform olmayan sıcaklık değerlerine sebep olmaktadır. Spreye yakın olan yumurtalar daha fazla soğurken uzak olanlarda ısı kaybı pek olmayacaktır. Nozılların yerine su tamburu kullanılması halinde bu etki daha az olacaktır.  

 

Havalandırma ve nem

Havalandırmanın başlaması ile dışarıdan makine içine kuru hava girecek ve genelde nemlendiriciler devreye girecektir. 37.5°C ve 55% nemli her m3 hava yaklaşık 22 g su taşır. Eğer dışarıdan alınan kuru hava ile makine içinde yumurtalardan salınan hava birleştiğinde ortaya çıkan yeni karışım 22 g/m3 ‘ den daha az su içeriyorsa nemlendiriciler çalışmaya başlar.

İnkübasyon süresince yumurtaların yaklaşık 12-14% su kaybetmesi gerekir. Bu yaklaşık her gün için % 0,6-0,7 veya saatte % 0.025-0.03 su kaybı demektir. Eğer makinemizde 100.000 yumurta varsa ver her biri 60 g geliyorsa toplam yumurta ağırlığı 6000 kg olacaktır. Bu durumda yumurtaların saatte ortalama 1500 1800 g su kaybetmeleri gerekir. Makinelerin 250 m3/saat havalandırma yapacak şekilde çalıştığı dikkate alınırsa, yumurtalar tarafından her m³havaya 6-7 g su eklenecektir.  Eğer 125 m3/saat kapasite ile havalandırma yapılırsa bu durumda yumurtalar tarafından ortama 12-14 g su ilave edilirken, 500 m3/saat ile havalandırma yapılması halinde ise ortama saatte 3-3,5 g/m3 su eklenecektir.

Makine içindeki her m3 havada 22 gram su tutulması gerekiyor ve yumurtaların da ortama saatte 6-7 g su saldıkları dikkate alındığında, nemlendiricilerin devreye girmemesi için içeriye giren her m3 havanın en az 15-16 g su içermesi gerekir. 28 °C ve 65% R.H. içeren her m³ hava yaklaşık 16 g su ihtiva eder. Eğer dış ortamdan alınan bu özellikteki hava ile havalandırma yapılırsa makine içinde spreyler çalışmayacaktır.

Bununla birlikte aynı özellikte hava ile 500m³/saat havalandırma yaparsak (500 m3/saat havalandırma ile ortama 6-7 gram değil sadece saatte 3-3,5 g/m3su buharı salınır),  nemlendiriciler devreye girerek her m3 hava için ilave 3g su eklemek zorunda kalacak ve bu saatte 1,5 litre su anlamına gelecektir.

Eğer makineler az havalandırma yaparlarsa makinelerin içindeki nem çok yükselecek damperler açılacak veya yumurtalar gerekli nemi (veya ağırlığı) kaybetmeyecektir. Havalandırma için kullanılan havanın miktarı ile nem ve sıcaklık değeri, makinenin soğuması üzerinde sıcaklık bakımından doğrudan, sprey çalışması halindeki sonuçları dikkate alındığında ise dolaylı etki yapacaktır.

Karbondioksite göre havalandırma

Günümüzde üretilen yeni nesi makinelerin çoğu karbondioksit seviyesini dikkate alarak havalandırma yapmaktadır. Bu sistemde, makine içindeki karbondioksit düzeyi belli bir seviyeye set edilir (örneğin 4000 ppm-dış ortamdaki hava yaklaşık 300-350 ppm içermektedir) eğer makine içindeki karbondioksit seviyesi bu değerin üzerine çıkarsa damperler açılır ve makine havalandırma yapmaya başlar.

Aslında yüksek veya düşük karbondioksit seviyesinin embriyo üzerinde etkisi kesin olarak bilinmese de en azından sıcaklık ve nem ile ilgili etkileri tahmin edilmektedir.

Havalandırmanın başlaması ile 300 ppm karbondioksit içeren taze hava makine içine alınır ve makine içindeki karbondioksit seviyesi düşer. Eğer havalandırma ayarları yapılırken makine içinde yüksek karbondioksit seviyesi dikkate alınmışsa, makine uzun süre kapalı tutulacak demektir. Havalandırma ayarları düşük karbondioksit seviyesine göre set edilmişse damperler açılacak ve daha fazla havalandırma yapılacaktır.

Karbondioksit seviyesinin nemlendiriciler üzerine etkisine bakacak olursak yüksek karbondioksit miktarı makinede spreylerin daha az çalışmasına neden olacaktır. Düşük karbondioksit düzeyi havalandırma miktarını artıracak ve bu daha fazla göreceli kuru havanın içeriye girmesine ve dolayısıyla daha çok spreyin çalışmasına neden olacaktır. Makinedeki spreylerin belli bir sıklıkla çalışmasını sağlamanın en güzel yolu, makine dış ortamından içeriye alınan havanın nem düzeyini kontrol etmektir. Yani makinenin karbondioksit seviyesini değiştirmemiz durumunda, gelişim odasındaki havanın nem miktarını da ayarlamamız gerektiği anlamına gelir. Hepimizin kabul edeceği gibi bu uygulama pratik olarak oldukça zordur. Sonuç olarak karbondioksit set değerlerini değiştirmemiz halinde spreyin çalışma sıklığına etki edeceğimizi mutlaka bilmemiz gerekir.   

Embriyo ve yumurtalar

Dikkate almamız gereken bir diğer konu ise basılan tüm yumurtalar su buharı salarak makine içindeki nem değerini değiştirirken, sadece döllü yumurtaların embriyonik gelişimden dolayı karbondioksit ürettiğidir. Bunun anlamı eğer biz karbondioksiti dikkate alarak havalandırma yapıyorsak döllülük değerini de dikkate almalıyız. Aksi takdirde makine içindeki nem değerini dolayısıyla sıcaklık seviyesini bozmak işten bile olmayacaktır.

Eğer döllülük değeri az ise makine içinde üretilen karbondioksit miktarı da düşük olacaktır ve aynı karbondioksit seviyesini elde etmek için makineyi daha uzun süre kapalı tutmamız gerekecektir. Bunun neticesinde makine içindeki bağıl nem artacak ve sprey daha az çalışacaktır. Eğer daha yüksek nem değerini dikkate alarak havalandırma ayarlarını yaparsak, damperlerin açılma sıklığı embriyoların ürettiği metabolik ısıyı atmak için yeterli düzeyde olmayacak ve inkübasyon süresince yumurtalar yeterli düzeyde nem kaybetmeyeceklerdir.

Döllülüğün yüksek olmasına paralel makine içinde yüksek karbondioksit düzeyi gerçekleşecek ve damperlerin açılma sıklığının artmasıyla daha fazla taze, soğuk ve kuru hava içeriye çekilecektir. Neticede bu durum makinelerdeki spreylerin çalışarak ortam nemini artırmasına neden olacaktır.  

 

Sahada neler yapılıyor

Karbondioksite göre yapılan havalandırma makinedeki nemi, spreyleme miktarını ve spreyleme miktarından dolayı yumurtalardaki sıcaklık dağılımını etkilemektedir. Dolayısıyla makinelerde karbondioksit seviyesi ile ilgili bir set değeri belirlerken çok dikkatli olunmalıdır.  Daima hatırlamamız gereken bir diğer konu ise döllülük değerinin kendisinin doğrudan bunlara etki etmesidir.  

Makinedeki karbondioksit seviyesi sıcaklık dağılımını ve nem kaybını etkilememelidir. Bundan dolayı spreyin devreye girme sıklığı, yumurtalardaki sıcaklık dağılımı ve yumurtanın inkübasyonun sonunda yeterli nemi istenilen düzeylerde veya kabul edilen sınırlar içinde kaybedip kaybetmediği kontrol edilmelidir.

Eğer yumurtanın nem kaybını yeterli değilse (en az %11 olmalıdır) karbondioksit düzeyi daha az tutularak daha fazla havalandırma yapılmalı ve dolayısıyla içerde biriken nemin dışarıya atılması sağlanmalıdır.

Damperlerin açılma sıklığı ve miktarı fazla oluyorsa ve sprey istediğimizden daha fazla çalışıyorsa, yüksek karbondioksit seviyesi set ederek makine içindeki havanın nem seviyesini artırabiliriz.  

Makine ayarlarına daha fazla müdahale edebileceğimiz için tekli basım makineler dikkate alınmıştır. Bu yazıda tekli basım makinelerinden bahsettik. Eğer çoklu basım konuşulacaksa seçeneklerimiz çok daha sınırlı olsa da bahsedilen prensipler yine aynı olacaktır.

Kaynak: Ron Meijerhof, Senior Technical Specialist

During incubation the embryo, as any living organism, needs oxygen and produces carbon dioxide, metabolic water and metabolic heat. Ekim 2006

Çeviren: Dr Dilek GÖKÇEYREK