Контент
Компактная линия для румянца на заводе OEM удвоила процент брака с 4% до 23% менее чем за два часа, когда предварительная смесь начала переливаться через загрузочный бункер. Операторы увеличили интенсивность вибратора, замедлили скорость ротационного пресса с 40 до 22 ударов в минуту и по-прежнему видели потрескавшиеся края и меловые центры почти на каждой десятой таблетке. Формулировка не изменилась. Содержание влаги выросло с 0,3% до 0,8% после влажной ночи, и последствия распространились на все станции, расположенные ниже по течению.
Линии по производству косметических порошков выходят из строя по пяти основным причинам: растекание, образование каналов, затопление, неустойчивый поток и слеживание. Каждый режим имеет отдельный механизм, видимый первый симптом и разную стоимость линии.
Ратолинг Это состояние потока, при котором порошок высыпается через узкий вертикальный канал над выпускным отверстием бункера, в то время как окружающий материал остается на месте. Он отличается от мостового, при котором порошок полностью пересекает выпускное отверстие и прекращает весь выброс.
Ратолинг морит прессу голодом, не останавливая ее полностью, поэтому ее труднее обнаружить, чем навести мосты. Каналирование — это та же самая группа отказов: открывается узкий путь потока, но основная часть бункера остается неподвижной до тех пор, пока внезапный спад не дестабилизирует слой. Затопление происходит, когда опустившаяся масса аэрируется и течет как жидкость, мчащаяся через питатель и переполняя полости матрицы. Неравномерный поток чередуется между свободным потоком и его отсутствием, а слеживание сплавляет частицы в комки, которые блокируют сита, питатели и заполняют башмаки.
| Режим отказа | Корневой механизм | Заметил первый симптом | Типичное воздействие |
| Ратолинг | Кгезионный порошок фиксируется на стенках бункера. | Медленная разгрузка с одной стороны бункера | Потеря мощности 10–25 % |
| Ченнелинг | Узкий канал потока открывается в неподвижном слое | Нестабильная плотность заполнения на прессе | Изменение веса до 8% |
| Наводнение | Обрушившаяся крысиная нора аэрирует порошок | Порошок высыпается бесконтрольно | Пики веса и пыль в воздухе |
| Неустойчивый поток | Сцепление чередуется со скольжением. | Старт-стоп выгрузка из бункера | Остановки прессы и отклоненные компакты |
| Выпекание | Влага и давление плавят частицы | Комки в предварительной смеси | Заблокированные каналы и труднодоступные места в компактах |
Размер частиц, форма, химический состав поверхности и влажность определяют, растекается ли косметический порошок или препятствует этому процессу. В компактных формулах эти факторы взаимодействуют, поэтому одно изменение в одном ингредиенте может привести к множеству отказов.
Чешуйки слюды скользят и сцепляются между собой; тальк мягкий, пластинчатый, его легко уплотнить; диоксид титана образует мелкие агломераты, которые плотно упаковываются. Когда в формуле они сочетаются со стеаратом цинка, небольшие изменения в распределении частиц по размерам полностью меняют поведение потока. Мелкие частицы размером менее 50 микрометров повышают сцепление, а широкое распределение по размерам способствует сегрегации во время транспортировки и наполнения.
Влага является сильнейшим дестабилизатором. При содержании воды 0,5% большинство компактных смесей все еще текут; выше 0,8% между частицами образуются жидкие мостики, и когезия удваивается. Гликоли, увлажнители и растительные экстракты мигрируют во время хранения и повышают влажность в бункере. Электростатический заряд от пневматической транспортировки и длительного перемешивания заставляет мелкие частицы прилипать к стенкам и друг к другу, усиливая те же самые неисправности.
При компактном производстве функция текучести порошка не является постоянной материала. Это состояние процесса, которое меняется в зависимости от влажности, температуры и времени.
Нарушения потока достигают пресса в виде изменения веса наполнения, а изменение веса наполнения является источником большинства дефектов прессования. Неравномерный слой порошка неравномерно заполняет полости штампа, и пресс сжимает любой полученный объем.
Недополненные прессовки получаются тонкими, мягкими и склонными к сколам по краям; Переполненные прессовки трескаются при выталкивании и оставляют остатки на поверхности пуансона. Сегрегация добавляет второй слой: во время пневматической транспортировки мелочь перемещается иначе, чем крупная слюда, поэтому цветовая гамма и укрывистость заметно меняются от одной партии к другой.
Решением является система: геометрия бункера, кондиционирование порошка, контроль влажности, контроль подачи и автоматическое прессование должны быть согласованы. Выполнение одного корректирующего действия изолированно редко приводит к следующему изменению формулы.
Бункеры массового расхода — это первая линия защиты. Если бункер опорожняется в порядке «первым пришел — первым вышел» и не образуется застойный слой, «крысиные норы» не могут образовываться, и наводнение гораздо легче контролировать.
Испытание расхода и контроль веса заполнения выявляют проблемы до того, как они перерастут в брак. Каждая новая формула, каждая партия сырья и каждое изменение влажности должны вызывать проверку потока, а не посмертное исследование.
| Метод испытания | Что он измеряет | Типичное хорошее соотношение цены и качества | Типичная стоимость проблемы |
| Угол откоса | Свободная геометрия ворса порошка | 40 градусов или меньше | Выше 45 градусов |
| коэффициент Хауснера | Удар по сравнению с объемной плотностью | 1,25 или ниже | Выше 1,4 |
| Индекс Карра | Прессуемость порошка | Ниже 15% | Выше 25% |
| Сдвиговая ячейка | Когезия и функция потока | Функция расхода выше 4 | Ниже 2 |
| Содержание влаги | Вода от Карла Фишера или NIR | Ниже 0,5% | Выше 0,8% |
Когда пресс с 36 гнездами начинает демонстрировать пилообразную форму тенденции наполнения, порошок уже начал расслаиваться. Реагируйте на шаблон, а не на кучу брака.
Слеживание начинается, когда влага мигрирует из увлажнителей, гликолей или влажного воздуха в слой порошка и образует жидкие мостики между частицами. Решение состоит в том, чтобы контролировать влажность в помещении ниже 40 % относительной влажности, запечатывать сырье и избегать штабелирования тяжелых контейнеров на бочки с порошком.
Наводнение происходит, когда крысиная нора обрушивается и падающая масса аэрируется, превращая порошок в жидкую суспензию, которая вытекает через выпускное отверстие. Геометрия бункера с массовым потоком, мешалки и контролируемая скорость разгрузки предотвращают цикл схлопывания и аэрации.
В первую очередь займитесь стадией наполнения: используйте объемный или гравиметрический контроль наполнения, поддерживайте уровень порошка выше мешалки, отсеивайте комки и проверяйте, чтобы мелкие частицы не расслаивались перед загрузочным башмаком. Затем убедитесь, что ход пуансона и время пребывания соответствуют реакции порошка.
Ни одна машина не компенсирует в полной мере нетекучий порошок, но автоматические системы прессования порошка с сервоуправляемым наполнением и уплотнением выдерживают более жесткие допуски по весу и обнаруживают изменения подачи гораздо раньше, чем ручные линии. Оборудование и порошок следует рассматривать как одну систему.
Ведите журнал партии, включающий результаты испытаний на текучесть, показания влажности, скорость прессования и твердость прессования. В течение двух недель корреляция между условиями процесса и качеством продукта становится видимой, и большинство проблем, связанных с обработкой порошков, становятся предсказуемыми.