凝膠預灌封注射器灌裝機如何去泡
在凝膠預灌封注射器灌裝機的灌裝過程中,氣泡的存在會嚴重影響產品質量、穩定性以及使用安全性。因此,有效的脫泡措施至關重要。
一、真空脫泡原理與應用
真空脫泡是基于壓力差促使氣泡膨脹并逸出的原理。在灌裝機的設計中,可設置專門的真空腔室或對灌裝管路及儲存容器進行真空處理。首先,將凝膠原料引入真空環境下的暫存容器,利用真空泵將內部壓力降低至合適水平,一般在 -0.06MPa 至 -0.09MPa 之間。在這種低壓狀態下,凝膠中的氣泡會迅速膨脹并上浮至液面破裂。對于高粘度凝膠,可能需要延長在真空環境中的停留時間,從數分鐘到數十分鐘不等,以確保氣泡充分脫除。同時,在灌裝過程中維持灌裝頭區域的局部真空,可防止新氣泡的混入,保障灌裝到注射器中的凝膠無氣泡殘留。
二、攪拌脫泡的實施要點
攪拌脫泡通過機械力破壞氣泡結構并促進其聚集上浮。在凝膠預灌封注射器灌裝機中,攪拌裝置的設計需要適配凝膠特性。對于低粘度凝膠,可采用較高轉速的渦輪式攪拌槳,以快速產生強烈的剪切力,促使氣泡破裂合并。而對于高粘度凝膠,則需選用錨式或螺帶式攪拌槳,以較低轉速緩慢攪拌,避免過度剪切導致凝膠結構破壞。攪拌時間也需精準控制,通常在 5 - 20 分鐘之間,攪拌完成后,停止攪拌并靜置片刻,讓氣泡有足夠時間上升至液面,然后再進行灌裝操作,從而減少灌裝時氣泡的裹挾。
三、超聲波脫泡的優勢與操作
超聲波脫泡利用高頻聲波在凝膠中產生的空化效應來消除氣泡。在灌裝機的凝膠輸送管道或儲存罐上安裝超聲波發生器,其頻率范圍多在 20 - 100kHz。超聲波在凝膠中傳播時,交替的壓縮和稀疏區域使氣泡核不斷膨脹與收縮,最終破裂消失。對于不同粘度和成分的凝膠,需調整超聲波的功率和作用時間。例如,低粘度凝膠可采用相對較低功率,作用時間在 3 - 8 分鐘;高粘度凝膠則需提高功率,作用時間可能延長至 10 - 15 分鐘。在超聲波脫泡過程中,要注意避免因過度超聲導致凝膠局部過熱或性質改變,可通過循環冷卻系統或間歇超聲的方式來控制溫度。
四、離心脫泡的運用與考量
離心脫泡依據離心力使氣泡與凝膠分離。在灌裝機系統中集成小型離心裝置,將含有氣泡的凝膠置于離心管或特制的離心容器內,以一定的轉速旋轉。轉速的選擇取決于凝膠的密度和粘度,一般在 1000 - 5000rpm 之間。離心時間通常為 3 - 10 分鐘,在離心力作用下,氣泡向旋轉中心移動并聚集在頂部,而脫泡后的凝膠則位于底部。之后,可通過底部出口將凝膠輸送至灌裝環節。但需注意,離心過程可能對凝膠的微觀結構產生一定影響,對于對結構穩定性要求極高的凝膠產品,需在使用前進行充分的驗證和優化。
在凝膠預灌封注射器灌裝機的實際操作中,往往需要綜合運用多種脫泡方法,根據凝膠的具體性質、生產工藝要求以及設備條件等因素,靈活調整脫泡參數,才能確保在灌裝過程中高效、穩定地去除氣泡,生產出高質量、無氣泡缺陷的凝膠預灌封注射器產品,滿足醫藥、化妝品等行業對產品質量和安全性的嚴格要求。
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