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什么因素会降低蠕动泵的灌装效果
点击次数：1871 更新时间：2021-08-27
回吸Suck-back 功能对填充重量精度有直接影响。与蠕动泵相关的其它参数(如速度)和实验装置(如管路长度)似乎也会影响灌装重量精度，但其影响方式不一致，且不可重复。
通常使用内径尺寸小于/等于1.0mm的灌装针和管道来进行低量(小于0.5mL)填充，但为了让实验更好地了解回吸对灌装重量精度的影响，在文章后续研究中使用了内径为大于/等于1.5mm的灌装针，毕竟小尺寸通径的管路和灌装针会增加其回吸控制的难度，特别是对于粘性液体。
灌装过程中，液滴滴落Dripping是不被期望见到的，因为它可能导致液体产品灌装时的飞溅/起泡等问题，也可能导致灌装重量变化。
一滴液体(例如水或粘度相似的液体)的体积通常约为0.05ml。对于0.3 mL的目标填充体积(3%相当于+/-0.009 mL)，此尺寸的液滴可以很容易地使填充重量超出3%的精度范围。
因此回吸是一个重要的功能，它使蠕动泵反转，在每次灌装动作结束时将液体流拉回到灌装针中，以防止残余液体滴入已灌装的容器中。此外，在长时间的工艺中断期间，针尖部的液滴凝固可能导致灌装针堵塞，而回吸可防止灌装针堵塞(参考文章：设备停机对高浓度单抗灌装的影响)。
文章作者认为灌装重量的变化可能来自两个来源：“枕空”(pillow-void)脉动和灌装针尖部不一致的液体流动行为。泵的脉动和机械控制是泵固有的，因此不在文章研究范围内。由于作者发现回吸和液体性质始终影响填充重量精度，因此进行了进一步研究，包括照片分析(目视观察)，以更好地了解灌装针尖部不一致的液体流动行为是否是填充重量变化的根本原因。
那什么又导致了回吸高度的变化呢？两个潜在根源：
(1)液体从灌装针尖部流出的破裂(breakup)情况
液体性质、液体与喷嘴尖部材料的相互作用以及泵的回吸作用在内的多种因素可能会影响液流的破裂点。
比如液体特性，如表面张力、密度和粘度，可能会影响液体射流的破裂方式。根据物理原理详细研究了粘度的影响。一般来说，一股稀薄的液体可以分裂成许多离散的小液滴或大液滴。形成一个大水滴的情况是一个“干净”的分离。而粘弹性液体流可以在破裂前形成细长的细丝。因此，用高精度填充高粘度液体可能更具挑战性。
(2) 泵辊 roller 停止或反转对填充结束时的压降变化
除了液体破碎位置外，另一个可能影响填充重量精度的因素是，当泵滚轴停止(无回吸)或反向(回吸)时，泵送作用产生的压力变化。
所以，减小回吸高度变化是提高蠕动泵灌装精度的关键。液体特性、液体/灌装针相互作用的影响以及回吸过程中的压力变化是填充重量变化的固有因素。
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