Решение о производительности насоса в одной таблице

Коммерческие каталоги наглядно демонстрируют, насколько широким может быть диапазон технических характеристик. Например, компания Silgan предлагает насосные системы объемом 0,100–0,200 мл, безвоздушный насос на тубе объемом 0,25 мл, а также другие насосы для косметической продукции объемом около 0,45 мл. Это примеры доступных механизмов — а не стандарты данной категории и не доказательство того, что такие же объёмы подачи подойдут для вашей формулы.

Как рассчитать разумную начальную мощность

Начинайте с расчета по массе, поскольку команды по разработке продукции могут непосредственно отмерить дозу, а миллилитры и граммы не являются взаимозаменяемыми величинами, если плотность неизвестна. Если поставщик указывает объем, пересчитайте его, используя измеренную плотность готовой формулы:

Пример с решением

Предположим, что в ходе потребительских испытаний установлено, что рекомендуемая порция сыворотки для лица составляет 0,36 г, а в инструкции по применению указано: «два полных нажатия на дозатор». Технический показатель составляет 0,18 г на одно нажатие. Если плотность формулы составляет 1,03 г/мл, приблизительный объемный показатель составляет 0,175 мл на одно нажатие (0,18 ÷ 1,03). Это значение является ориентировочным; окончательная спецификация должна основываться на результатах измерений производительности заполненной упаковки и согласованном допуске.

В чём заключаются различия между требованиями к сыворотке и лосьону

При работе с сывороткой уделяйте первостепенное внимание контролю и воспроизводимости результатов

Сыворотка для лица, как правило, наносится на небольшой участок кожи и может иметь высокую стоимость за грамм. Чрезмерный выпуск средства может привести к его растрате, образованию комочков под последующими слоями или неожиданно короткому сроку годности упаковки. Оцените, позволяет ли одно полное нажатие дозировать средство в нужном количестве, аккуратно ли сопло наносит средство на кончик пальца и не разбрызгивается ли или не капает ли сыворотка с низкой вязкостью после нажатия. A небольшой флакон с безвоздушным насосом может стать подходящим вариантом, когда приоритетными задачами являются защита состава и контролируемое дозирование, однако в этом случае по-прежнему необходимо провести испытания на совместимость и проверку производительности.

При использовании лосьона следует соотносить расход с площадью нанесения

Лосьон для лица, лосьон для рук и лосьон для тела не должны автоматически использовать один и тот же параметр дозировки. Насос с низкой производительностью может вызвать раздражение при использовании средства для тела, поскольку пользователю приходится нажимать на него несколько раз; слишком большая доза может привести к растрате увлажняющего крема для лица. Проверьте, сколько полных и удобных нажатий требуется для нанесения средства на предполагаемый участок кожи. Boyu’s ассортимент флаконов для лосьонов предусматривает исходные форматы для средств по уходу за лицом и телом, однако дозатор, насос, погружная трубка, крышка и флакон должны пройти сертификацию в качестве единой системы.

Почему номинальная производительность насоса не соответствует подаваемой дозе

Производительность поставщика является полезным показателем характеристик компонента, однако она могла быть измерена с использованием эталонной жидкости в определённых условиях. Ваша готовая рецептура может вести себя иначе. Оцените, как минимум:

• Плотность: При одинаковом объёме камеры для смесей с различной плотностью получаются разные массовые дозы.
• Реология: Вязкость при одной скорости сдвига не даёт полного представления о процессе. Сдвиговое разжижение, предел текучести, тиксотропное восстановление и нитеобразование влияют на заполнение и разгрузку.
• Температура: Хранение в холодильной камере может повысить стойкость; нагрев может снизить вязкость и усилить стекание. Проведите испытания с учетом соответствующих рыночных и транспортных условий.
• Воздух и твердые частицы: Попадание воздуха в систему может привести к неравномерности хода, а гранулы, порошки или волокна могут забивать узкие проходы.
• Геометрия упаковки: Важное значение имеют: длина и форма погружной трубки, плечо бутылки, вентиляция, свободное пространство над содержимым, движение поршня в безаווירных упаковках и герметичность крышки.
• Используйте механику: Скорость пресса, полный или частичный ход, время, отводимое на восстановление пружины, угол наклона бутылки и повторяющиеся быстрые ходы влияют на качество подачи.

Таким образом, вязкость служит критерием совместимости, но сама по себе не является фактором, определяющим производительность. Две формулы с одинаковой номинальной вязкостью могут демонстрировать разные показатели дозирования, если у них различаются кривые расхода, поверхностное натяжение или способность к восстановлению.

Как измерить производительность насоса с помощью готовой формулы

1. Образцы в рабочем состоянии. Запишите данные о партии смеси, партиях компонентов, уровне наполнения, параметрах сборки, времени подготовки и температуре.
2. Приготовьте отдельно. Выполняйте полные ходы до тех пор, пока поток не станет непрерывным. Запишите количество начальных ходов; не учитывайте нерегулярные начальные ходы при расчете среднего значения в установившемся режиме.
3. Измерьте количество повторных полных ходов. Установите тару на подходящую емкость, дозируйте продукт с контролируемой естественной скоростью и взвесьте полученный продукт. Деление массы, полученной за несколько ходов, на количество ходов позволяет уменьшить погрешность, связанную с разрешением весов.
4. Повторите для всех единиц. Проведите испытания нескольких насосов из репрезентативных партий. Определите план отбора проб и пределы приемлемости на основе оценки рисков, технологической способности, соглашения с поставщиком и процедур обеспечения качества — а не на основе произвольных данных, найденных в Интернете.
5. Срок годности тестового набора. Измерьте показатели на ранней, средней и поздней стадиях срока службы, включая работу при почти пустом баке. Фиксируйте случаи пустых выстрелов, неполного возврата, капания, образование нитей, засоры и остатки продукта.
6. Условия соревнований. Провести повторные испытания после соответствующей термообработки (в условиях высокой или низкой температуры), проверки ориентации при хранении, моделирования вибрации или транспортировки, а также испытаний на совместимость с учетом старения материалов.

Сообщить о показателе выше среднего

Для каждого устройства укажите среднюю массу за полный ход, минимальное и максимальное значения, стандартное отклонение или коэффициент вариации, ходы с отметкой «*», ощущения при приведении в действие, а также замечания по поводу неисправностей. Среднее значение может выглядеть идеальным, в то время как отдельные насосы могут выдавать меньший или больший объем. Согласуйте, к чему будут применяться предельные значения: к средним значениям по устройствам, к отдельным ходам, к средним значениям по партиям или ко всем трём показателям.

Стандарт ASTM D4336 описывает методы определения объема, выдаваемого за одно нажатие, у дозаторов с механическим насосом и предусматривает предварительную прокачку перед измерением. Для определения официальной методики используйте актуальную версию приобретенного стандарта и вашу систему управления качеством; не рассматривайте веб-сайт поставщика в качестве замены стандарта.

Семь дорогостоящих ошибок, связанных с производительностью насосов

1. Указание только “0,2 мл” без допусков, рабочей среды, температуры, метода хода или стадии жизненного цикла.
2. Проверка воды, если речь идет о структурированной сыворотке или эмульсии.
3. Путаница между мл и г и игнорирование плотности.
4. Утверждение одного эталонного образца вместо репрезентативных партий компонентов.
5. Предполагается, что пользователи будут выполнять одинаковые частичные движения.
6. Проверку выхода следует проводить только сразу после наполнения, а не после выдержки или когда емкость почти пуста.
7. Выбор насоса до согласования инструкций по дозированию с пользователями.

Практическая спецификация утверждения

Стандарт ISO 22715 регулирует упаковку и маркировку косметических средств, однако он не устанавливает универсальный объем дозы для помпы лосьона или сыворотки. Выбор объема дозы остается инженерным и качественным решением, зависящим от конкретного продукта. Для более широкого выбора упаковок ознакомьтесь с предложениями компании Boyu варианты упаковки средств по уходу за кожей и сравнить системы дозирования до утверждения инструментов или декоративного оформления.

Часто задаваемые вопросы

Какова типичная производительность серум-насоса?

Существуют коммерческие насосы с низкой производительностью — около 0,1–0,2 мл за ход, но это лишь ориентировочный диапазон для оборудования, а не универсальное требование к сыворотке. Расчет следует производить исходя из предполагаемой массовой дозы и проверять с помощью фактической формулы.

Какова типичная производительность дозатора для лосьона?

Насосы для лосьонов охватывают гораздо более широкий диапазон, поскольку лосьоны для лица и для тела предназначены для разных зон. Сначала определите количество удобных полных ходов, а затем отберите насосы, обеспечивающие необходимый расход. Запросите у поставщика точные чертежи и условия испытаний.

Следует ли указывать объем в мл или вес в граммах?

Можно использовать любой из этих показателей, если метод определён, однако граммы на удар являются более удобными для гравиметрического контроля качества. Пересчитайте значение с использованием измеренной формульной плотности и укажите температуру.

Может ли половинное нажатие на поршень обеспечить меньшую дозу?

Возможно, но частичный ход, как правило, менее воспроизводим для разных пользователей и механизмов. Если важна стабильность дозы, разрабатывайте номинальный полный ход с учетом предполагаемого взаимодействия и проверяйте реальное поведение пользователей.

Гарантирует ли флакон с безвоздушной системой точную дозировку?

Нет. Безвоздушные системы позволяют обеспечить контролируемую дозировку и сократить повторное попадание воздуха, однако все равно необходимо проводить испытания, связанные с заполнением камеры, движением поршня, поведением состава, срабатыванием механизма и допусками на компоненты.

На сколько доз хватит одной бутылки?

Для расчета приблизительного количества необходимо разделить чистую массу наполняемого препарата на измеренную среднюю массу на один рабочий ход. Затем следует учесть потери при заправке и остатки препарата. Наполнение массой 30 г при 0,20 г на один стабильный ход предполагает 150 эквивалентов стабильных ходов до учета этих потерь — но это не гарантирует 150 потребительских доз.

Источники

• ASTM D4336 — Стандартные методы испытаний для определения производительности механического насосного дозатора за одно нажатие
• ISO — ISO 22715:2006 «Косметические средства. Упаковка и маркировка»
• Silgan Dispensing — Глобальный ассортимент продукции (пример диапазона производительности насосов)
• Silgan Dispensing — ERA Airless Pump-on-Tube, пример дозирования объемом 0,25 мл
• Silgan Dispensing — Глобальный ассортимент продукции для индустрии красоты (пример объёма дозирования 0,45 мл)