什么因素會降低蠕動泵的灌裝效果

閱讀：2181發布時間：2021-8-27

　　回吸Suck-back 功能對填充重量精度有直接影響。與蠕動泵相關的其它參數(如速度)和實驗裝置(如管路長度)似乎也會影響灌裝重量精度，但其影響方式不一致，且不可重復。

　　通常使用內徑尺寸小于/等于1.0mm的灌裝針和管道來進行低量(小于0.5mL)填充，但為了讓實驗更好地了解回吸對灌裝重量精度的影響，在文章后續研究中使用了內徑為大于/等于1.5mm的灌裝針，畢竟小尺寸通徑的管路和灌裝針會增加其回吸控制的難度，特別是對于粘性液體。

　　灌裝過程中，液滴滴落Dripping是不被期望見到的，因為它可能導致液體產品灌裝時的飛濺/起泡等問題，也可能導致灌裝重量變化。

　　一滴液體(例如水或粘度相似的液體)的體積通常約為0.05ml。對于0.3 mL的目標填充體積(3%相當于+/-0.009 mL)，此尺寸的液滴可以很容易地使填充重量超出3%的精度范圍。

　　因此回吸是一個重要的功能，它使蠕動泵反轉，在每次灌裝動作結束時將液體流拉回到灌裝針中，以防止殘余液體滴入已灌裝的容器中。此外，在長時間的工藝中斷期間，針尖部的液滴凝固可能導致灌裝針堵塞，而回吸可防止灌裝針堵塞(參考文章：設備停機對高濃度單抗灌裝的影響)。

　　文章作者認為灌裝重量的變化可能來自兩個來源：“枕空”(pillow-void)脈動和灌裝針尖部不一致的液體流動行為。泵的脈動和機械控制是泵固有的，因此不在文章研究范圍內。由于作者發現回吸和液體性質始終影響填充重量精度，因此進行了進一步研究，包括照片分析(目視觀察)，以更好地了解灌裝針尖部不一致的液體流動行為是否是填充重量變化的根本原因。

　　那什么又導致了回吸高度的變化呢？兩個潛在根源：

　　(1)液體從灌裝針尖部流出的破裂(breakup)情況

　　液體性質、液體與噴嘴尖部材料的相互作用以及泵的回吸作用在內的多種因素可能會影響液流的破裂點。

　　比如液體特性，如表面張力、密度和粘度，可能會影響液體射流的破裂方式。根據物理原理詳細研究了粘度的影響。一般來說，一股稀薄的液體可以分裂成許多離散的小液滴或大液滴。形成一個大水滴的情況是一個“干凈”的分離。而粘彈性液體流可以在破裂前形成細長的細絲。因此，用高精度填充高粘度液體可能更具挑戰性。

　　(2) 泵輥 roller 停止或反轉對填充結束時的壓降變化

　　除了液體破碎位置外，另一個可能影響填充重量精度的因素是，當泵滾軸停止(無回吸)或反向(回吸)時，泵送作用產生的壓力變化。

　　所以，減小回吸高度變化是提高蠕動泵灌裝精度的關鍵。液體特性、液體/灌裝針相互作用的影響以及回吸過程中的壓力變化是填充重量變化的固有因素。

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