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什么因素會(huì)降低蠕動(dòng)泵的灌裝效果

點(diǎn)擊次數(shù)：2730 更新時(shí)間：2021-08-27

　　回吸Suck-back 功能對(duì)填充重量精度有直接影響。與蠕動(dòng)泵相關(guān)的其它參數(shù)(如速度)和實(shí)驗(yàn)裝置(如管路長(zhǎng)度)似乎也會(huì)影響灌裝重量精度，但其影響方式不一致，且不可重復(fù)。

　　通常使用內(nèi)徑尺寸小于/等于1.0mm的灌裝針和管道來(lái)進(jìn)行低量(小于0.5mL)填充，但為了讓實(shí)驗(yàn)更好地了解回吸對(duì)灌裝重量精度的影響，在文章后續(xù)研究中使用了內(nèi)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(huì)增加其回吸控制的難度，特別是對(duì)于粘性液體。

　　灌裝過(guò)程中，液滴滴落Dripping是不被期望見(jiàn)到的，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致液體產(chǎn)品灌裝時(shí)的飛濺/起泡等問(wèn)題，也可能導(dǎo)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(duì)于0.3 mL的目標(biāo)填充體積(3%相當(dāng)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(gè)重要的功能，它使蠕動(dòng)泵反轉(zhuǎn)，在每次灌裝動(dòng)作結(jié)束時(shí)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(zhǎng)時(shí)間的工藝中斷期間，針尖部的液滴凝固可能導(dǎo)致灌裝針堵塞，而回吸可防止灌裝針堵塞(參考文章：設(shè)備停機(jī)對(duì)高濃度單抗灌裝的影響)。

　　文章作者認(rèn)為灌裝重量的變化可能來(lái)自兩個(gè)來(lái)源：“枕空”(pillow-void)脈動(dòng)和灌裝針尖部不一致的液體流動(dòng)行為。泵的脈動(dòng)和機(jī)械控制是泵固有的，因此不在文章研究范圍內(nèi)。由于作者發(fā)現(xiàn)回吸和液體性質(zhì)始終影響填充重量精度，因此進(jìn)行了進(jìn)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(dòng)行為是否是填充重量變化的根本原因。

　　那什么又導(dǎo)致了回吸高度的變化呢？?jī)蓚€(gè)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(zhì)、液體與噴嘴尖部材料的相互作用以及泵的回吸作用在內(nèi)的多種因素可能會(huì)影響液流的破裂點(diǎn)。

　　比如液體特性，如表面張力、密度和粘度，可能會(huì)影響液體射流的破裂方式。根據(jù)物理原理詳細(xì)研究了粘度的影響。一般來(lái)說(shuō)，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(gè)大水滴的情況是一個(gè)“干凈”的分離。而粘彈性液體流可以在破裂前形成細(xì)長(zhǎng)的細(xì)絲。因此，用高精度填充高粘度液體可能更具挑戰(zhàn)性。

　　(2) 泵輥 roller 停止或反轉(zhuǎn)對(duì)填充結(jié)束時(shí)的壓降變化

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

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

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