Die Entscheidung über die Pumpenleistung in einer Tabelle

Handelskataloge veranschaulichen, wie groß die Bandbreite an Pumpen sein kann. Silgan führt beispielsweise Pumpenlösungen im Bereich von 0,100–0,200 ml, eine 0,25-ml-Airless-Pumpe am Tubenende sowie weitere Kosmetikpumpen mit einem Fassungsvermögen von etwa 0,45 ml auf. Dies sind Beispiele für verfügbare Mechanismen – keine Branchenstandards und kein Beweis dafür, dass dieselben Fördermengen auch mit Ihrer Rezeptur funktionieren.

So berechnet man eine sinnvolle Anfangsleistung

Beginnen Sie mit der Massenberechnung, da Produktentwicklungsteams eine Dosis direkt abwiegen können und da Milliliter und Gramm nicht austauschbar sind, solange die Dichte nicht bekannt ist. Wenn ein Lieferant das Volumen angibt, rechnen Sie dieses anhand der gemessenen Dichte der fertigen Rezeptur um:

Beispiel mit Lösung

Angenommen, Verbrauchertests ergeben eine vorgesehene Portionsgröße für das Gesichtsserum von 0,36 g und die gewünschte Anwendungsanleitung lautet „zwei volle Pumpstöße“. Das technische Ziel liegt bei 0,18 g pro Pumpstoß. Beträgt die Dichte der Formulierung 1,03 g/ml, so liegt das ungefähre Volumenziel bei 0,175 ml pro Hub (0,18 ÷ 1,03). Dieser Wert dient als vorläufiges Ziel; die endgültige Spezifikation sollte auf der gemessenen Leistung der befüllten Verpackung und einer vereinbarten Toleranz basieren.

Wie sich die Anforderungen an Seren und Lotionen unterscheiden

Bei Serum sollten Kontrolle und Wiederholbarkeit im Vordergrund stehen

Ein Gesichtsserum wird normalerweise auf einer kleineren Fläche aufgetragen und kann einen hohen Preis pro Gramm haben. Eine zu hohe Ausgabemenge kann zu Verschwendung, Verklumpungen unter späteren Schichten oder einer unerwartet kurzen Haltbarkeit der Verpackung führen. Prüfen Sie, ob ein voller Druck ausreichend Dosierung gewährleistet, ob die Düse das Produkt sauber auf die Fingerspitze aufträgt und ob ein Serum mit niedriger Viskosität nach dem Betätigen verspritzt oder tropft. A kleine Airless-Pumpflasche kann eine sinnvolle Option sein, wenn der Schutz der Rezeptur und eine kontrollierte Dosierung im Vordergrund stehen, erfordert jedoch weiterhin Kompatibilitäts- und Leistungstests.

Bei Lotionen sollte die Ergiebigkeit an die Anwendungsfläche angepasst werden

Gesichts-, Hand- und Körperlotion sollten nicht automatisch mit derselben Pumpeneinstellung ausgestattet sein. Eine Pumpe mit zu geringer Fördermenge kann bei einem Körperpflegeprodukt frustrierend sein, da der Anwender wiederholt drücken muss; eine zu große Dosierung kann bei einer Gesichtsfeuchtigkeitscreme verschwenderisch sein. Testen Sie, wie viele vollständige, angenehme Pumpvorgänge erforderlich sind, um den vorgesehenen Bereich abzudecken. Boyus Sortiment an Lotionsflaschen bietet Ausgangsformate für Gesichts- und Körperpflegeprodukte, doch der Spender, der Antrieb, das Tauchrohr, der Verschluss und die Flasche müssen als ein System qualifiziert werden.

Warum die Nennleistung der Pumpe nicht der abgegebenen Dosis entspricht

Die Leistungsangaben eines Lieferanten sind eine nützliche Komponente der Spezifikation, wurden jedoch möglicherweise unter definierten Bedingungen mit einer Referenzflüssigkeit gemessen. Ihre fertige Rezeptur kann sich anders verhalten. Prüfen Sie mindestens Folgendes:

• Dichte: Bei gleichem Kammervolumen ergeben sich bei Formulierungen mit unterschiedlicher Dichte unterschiedliche Massendosen.
• Rheologie: Die Viskosität bei einer bestimmten Schergeschwindigkeit reicht als Beschreibung nicht aus. Scherverdünnung, Fließgrenze, thixotropes Rückflussverhalten und Fadenbildung beeinflussen das Einfüllen und Entleeren.
• Temperatur: Die Lagerung bei niedrigen Temperaturen kann die Beständigkeit erhöhen; Hitze kann die Viskosität verringern und das Tropfen begünstigen. Testen Sie die jeweiligen Markt- und Transportbedingungen.
• Luft und Feinstaub: Mitgeführte Luft kann zu ungleichmäßigen Strichen führen, während Perlen, Pulver oder Fasern enge Durchgänge verstopfen können.
• Geometrie des Pakets: Die Länge und der Schnitt des Einfüllrohrs, die Flaschenschulter, die Entlüftung, der Kopfraum, die Kolbenbewegung in luftdichten Verpackungen und die Dichtheit des Verschlusses spielen allesamt eine Rolle.
• Mechanik anwenden: Die Pressgeschwindigkeit, der vollständige gegenüber dem teilweisen Hub, die für die Federrückstellung vorgesehene Zeit, der Flaschenwinkel und wiederholte Schnellhübe beeinflussen die Förderleistung.

Die Viskosität dient daher als Kompatibilitätskriterium und nicht als alleiniges Kriterium für die Dosierung. Zwei Formulierungen mit derselben angegebenen Viskosität können unterschiedlich dosiert werden, wenn sich ihre Fließkurven, die Oberflächenspannung oder die Rückstellfähigkeit unterscheiden.

So misst man die Pumpenleistung mit der fertigen Formel

1. Zustandsproben. Formelcharge, Komponentenchargen, Füllstand, Montageeinstellungen, Konditionierungszeit und Temperatur dokumentieren.
2. Separat anbraten. Führen Sie vollständige Hübe aus, bis ein kontinuierlicher Durchfluss erreicht ist. Notieren Sie die Anzahl der Ansaughübe; berücksichtigen Sie unregelmäßige Ansaughübe nicht stillschweigend im Mittelwert im stationären Zustand.
3. Wäge wiederholte vollständige Hübe ab. Ein geeignetes Gefäß tarieren, das Produkt mit kontrollierter natürlicher Ausgabegeschwindigkeit dosieren und das aufgefangene Produkt wiegen. Durch Division der Masse mehrerer Hubvorgänge durch die Anzahl der Hubs lassen sich Fehler aufgrund der Waagenauflösung reduzieren.
4. Wiederholen Sie diesen Vorgang für alle Einheiten. Testen Sie mehrere Pumpen aus repräsentativen Chargen. Legen Sie den Stichprobenplan und die Abnahmegrenzen auf der Grundlage von Risiko, Prozessfähigkeit, Lieferantenvereinbarung und Qualitätsverfahren fest – nicht anhand einer willkürlichen Zahl aus dem Internet.
5. Haltbarkeit der Testpackung. Messen Sie zu Beginn, in der Mitte und am Ende des Lebenszyklus, einschließlich der Leistung bei fast leerem Behälter. Erfassen Sie Fehlschüsse, unvollständige Rückführung, Tropfenbildung, Verklumpungen, Verstopfungen und Produktrückstände.
6. Bedingungen der Herausforderung. Wiederholen Sie den Vorgang nach einer entsprechenden Wärme-/Kältebehandlung, einer Lagerungsausrichtung, einer Vibrations- oder Transportsimulation sowie einer Kompatibilitätsalterung.

Mehr als der Durchschnitt melden

Geben Sie für jedes Gerät die durchschnittliche Fördermenge pro vollem Hub, den Minimal- und Maximalwert, die Standardabweichung oder den Variationskoeffizienten, die Prime-Hübe, das Betätigungsgefühl sowie festgestellte Ausfälle an. Ein Durchschnittswert kann perfekt erscheinen, während einzelne Pumpen zu wenig oder zu viel fördern. Legen Sie fest, ob die Grenzwerte für die Durchschnittswerte der Geräte, für einzelne Hübe, für die Durchschnittswerte der Chargen oder für alle drei gelten.

ASTM D4336 beschreibt Verfahren zur Bestimmung der Fördermenge pro Betätigung mechanischer Pumpspender und verweist auf die Vorfüllung vor der Messung. Legen Sie die formelle Methode anhand der aktuell erworbenen Norm und Ihres Qualitätsmanagementsystems fest; betrachten Sie die Website eines Lieferanten nicht als Ersatz für die Norm.

Sieben kostspielige Fehler bei der Pumpenleistung

1. Angabe von lediglich “0,2 ml” ohne Toleranz, Prüfmedium, Temperatur, Hubverfahren oder Lebensphase.
2. Wasser testen, wenn es sich bei dem Produkt um ein strukturiertes Serum oder eine Emulsion handelt.
3. Verwechslung von ml und g sowie Nichtberücksichtigung der Dichte.
4. Die Freigabe einer einzigen „Golden Sample“-Probe anstelle repräsentativer Komponentenchargen.
5. Unter der Annahme, dass die Benutzer identische Teilstriche ausführen.
6. Die Überprüfung des Ausflusses sollte nur unmittelbar nach dem Befüllen erfolgen, nicht nach einer gewissen Zeit oder wenn der Behälter fast leer ist.
7. Die Auswahl der Pumpe vor der Abstimmung der Dosierungsanweisungen mit den Anwendern.

Eine praktische Zulassungsspezifikation

Die Norm ISO 22715 regelt die Verpackung und Kennzeichnung von Kosmetika, legt jedoch keine einheitliche Dosiermenge für Lotions- oder Serum-Pumpen fest. Die Dosiermenge bleibt eine produktspezifische technische und qualitätsbezogene Entscheidung. Für eine größere Auswahl an Verpackungen sehen Sie sich das Angebot von Boyu an: Verpackungsmöglichkeiten für Hautpflegeprodukte und die Dosiersysteme vor der Freigabe der Werkzeuge oder der Dekoration zu vergleichen.

Häufig gestellte Fragen

Wie hoch ist die typische Förderleistung einer Serum-Pumpe?

Es gibt kommerzielle Pumpen mit geringer Förderleistung von etwa 0,1–0,2 ml pro Hub, doch dabei handelt es sich um einen Hardware-Referenzbereich und nicht um eine allgemeingültige Anforderung für Serum. Berechnen Sie den Wert anhand der vorgesehenen Massendosis und überprüfen Sie ihn anhand der tatsächlichen Rezeptur.

Wie hoch ist die typische Förderleistung einer Lotionspumpe?

Bei Lotionspumpen ist die Auswahl viel größer, da Gesichts- und Körperlotionen für unterschiedliche Bereiche bestimmt sind. Legen Sie zunächst die Anzahl der bequemen Vollhübe fest und wählen Sie dann die Pumpen aus, die die erforderliche Menge abgeben. Fordern Sie die genaue Lieferantenzeichnung und die Testbedingungen an.

Soll die Menge in ml oder in Gramm angegeben werden?

Beides kann verwendet werden, sofern die Methode definiert ist; Gramm pro Hub sind jedoch für die gravimetrische Qualitätskontrolle praktischer. Die Umrechnung erfolgt anhand der gemessenen Formeldichte, wobei die Temperatur anzugeben ist.

Kann man mit einem halben Pumpstoß eine geringere Dosis abgeben?

Das mag zwar sein, aber Teilbewegungen lassen sich im Allgemeinen weniger gut über verschiedene Benutzer und Mechanismen hinweg reproduzieren. Wenn die Dosiskonsistenz eine Rolle spielt, sollten Sie den nominalen Vollhub auf die beabsichtigte Interaktion auslegen und das tatsächliche Benutzerverhalten überprüfen.

Garantiert eine luftfreie Flasche eine präzise Dosierung?

Nein. Airless-Systeme ermöglichen zwar eine kontrollierte Dosierung und verringern das Eindringen von Luft, doch müssen die Kammerbefüllung, die Kolbenbewegung, das Verhalten der Formulierung, die Betätigung sowie die Toleranzen der Komponenten weiterhin geprüft werden.

Wie viele Dosen sind in einer Flasche enthalten?

Um eine Schätzung zu erhalten, dividieren Sie die Nettofüllmasse durch die gemessene durchschnittliche Masse pro nutzbarem Hub. Berücksichtigen Sie anschließend die Vorfüllung und Produktreste. Eine Füllmenge von 30 g bei 0,20 g pro stabilem Hub lässt auf 150 stabile Hubäquivalente vor diesen Verlusten schließen – nicht auf garantierte 150 Verbraucherdosen.

Quellen

• ASTM D4336 – Standardprüfverfahren zur Bestimmung der Fördermenge pro Betätigung eines mechanischen Pumpspenders
• ISO 22715:2006 – Kosmetika – Verpackung und Kennzeichnung
• Silgan Dispensing – Globales Produktportfolio (Beispiel für den Förderleistungsbereich von Pumpen)
• Silgan Dispensing – ERA Airless-Pumpe auf Tube, Beispiel für eine Fördermenge von 0,25 ml
• Silgan Dispensing – Globales Produktportfolio für die Kosmetikbranche (Beispiel: 0,45 ml Ausgabemenge)