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液体 粘度 粘度は流体の流れに対する抵抗であり、しばしば内部摩擦として説明されます。高粘度の液体（粘度が高く、流れが遅い）は動きにくく、低粘度の液体（粘度が低く、流れやすい）は動きやすいです。実際には、粘度はパスカル秒（Pa·s）またはセンチポアズ（cP）で測定され、1 cP = 0.001 Pa·s（室温の水は1 cP）です。粘度は、充填時に液体がノズル、ポンプ、パイプをどのように流れるかに大きな影響を与えます。自動充填ラインでは、機械の設計を製品の粘度に適合させることが重要です。不適切な機械を使用すると、充填精度の低下、処理能力の低下、製品の無駄につながる可能性があります。一般的に、 より高い 粘度が高いと自然の流れが遅くなるため、特別な対策（ポンプ、圧力、ピストン）が必要になりますが、 より低い 粘度の高い液体は、重力充填や単純なレベル充填に頼ることがよくあります。この記事では、粘度とそれが様々な充填機に与える影響、粘度範囲別の運用上の課題、そして正確かつ効率的な充填を実現するためのエンジニアリングのベストプラクティスについて説明します。
粘度の科学
粘度とは何ですか?
粘度は、流体のせん断抵抗または流れ抵抗を定量化します。ニュートンの粘性法則では、流体層間のせん断応力は速度勾配に比例します。 τ = μ (du/dy)ここで、μ（動粘度）は比例定数です。したがって、粘度は液体の「厚み」を表します。高μの流体（蜂蜜、シロップなど）は流動するのに大きな力が必要ですが、低μの流体（水、アルコールなど）は容易に流れます。粘度は通常、Pa·s（SI）またはセンチポアズ（cP）で表されます。1 Pa·s = 1000 cPなので、1 cP = 0.001 Pa·sです。例えば、20℃の水は約1 cPですが、一般的な蜂蜜は約2000～3000 cPです。
流体は大きく分けて 2 つのカテゴリに分類されます。 ニュートン式 そして 非ニュートン流体ニュートン流体（水、油）は、せん断速度に依存せず一定の粘度を持ち、せん断応力とせん断速度の関係は直線となる。最も一般的な流体は、 非ニュートン流体つまり、粘度はせん断速度または時間とともに変化します。例えば、ケチャップや塗料のようなせん断減粘性流体（擬塑性流体）は、流れが速いほど粘度が下がりますが、せん断増粘性流体（コーンスターチと水のスラリー）は、応力を受けると粘度が高くなります。一部の材料（ビンガムプラスチック、例えばマヨネーズ）には、流動するために超える必要がある降伏応力があります。充填機では、非ニュートン流体挙動のため、ポンプ速度や撹拌機の動作によって流量が変化するため、装置はそのような変化に対応する必要があります。
充填システムにおける粘度と流動ダイナミクス
充填システムにおける流体力学は粘度に依存します。 レイノルズ数 (Re = ρuL/μ) は層流と乱流を予測します。μが高いとReは低くなり（粘性力が支配的な層流）、μが低い場合や速度が速い場合はReは高くなります（乱流）。実際には、特に粘性製品の場合、ほとんどのボトリングおよび包装の流れは層流または遷移流であるため、設計者は粘性力が支配的な流れを想定することがよくあります。
ポンプやパイプによって流体にせん断応力（面積あたりの力）が加わります。ニュートンの法則によれば、各流体層は応力τ = μ（du/dy）で他の層を滑り抜けます。ポンプとノズルはこのせん断応力を克服する必要があります。高粘度の流体では、必要なせん断力を発生させるために、より強力なポンプやピストンが必要です。逆に、低粘度の流体はせん断応力は小さくなりますが、高速では飛散したり乱流が発生したりする可能性があります。
温度は粘度に大きく影響します。ほとんどの液体は温まると粘度が下がります。例えば、蜂蜜は加熱すると流動性が格段に向上します。充填機はこの点を考慮する必要があります。わずかな温度変化でも粘度が変化し、流量が変化する可能性があります。安定した生産においては、温度管理（加熱タンクまたは室温調節）が粘度の安定化に役立ちます。温度が変動する場合、オペレーターは充填時間、ポンプ速度、または背圧設定を調整して、粘度の変化を補正することがよくあります。一般的に、温度を上げると粘度が低下し、流動性が向上するため、非常に粘度の高い製品（温かいワックス、オイルなど）を事前に加熱しておくと、充填がスムーズになります。
充填機の種類と粘度範囲
自動充填ラインでは、粘度と製品特性に合わせて様々なタイプの機械が使用されます。以下に、一般的な充填剤とその理想的な粘度範囲をまとめます。
重力充填機
重力式充填機は、充填ヘッドの上部に配置された貯留タンクを利用しています。バルブが開くと、液体が容器に流れ落ちます。 重力のみで、一定時間または一定レベルまで充填します。この設計はシンプルで経済的ですが、流動性が低く粘度が低い流体にのみ適しています。代表的な用途としては、水、ジュース、牛乳、低粘度の液体化学薬品などが挙げられます。重力式充填機はポンプがないため、重い流体を押し出すことができません。バルブが開いたときに素早く流れ出るように、流体を薄くする必要があります。充填は通常、時間制御で行われます（例えば、バルブを1秒間開くと約100mlの水を充填します）。非常に低粘度の製品の場合、液だれや飛び散りを最小限に抑えるために、特殊な液だれ防止ノズルや泡制御インサートを使用する場合もあります。
重力充填機の重要なポイント:
- 動作原理： 高架供給タンク、重力による時間ベースの充填。
- 粘度範囲: 低粘度（「水のように薄い」）の液体にのみ最適です。
- 例: ボトル入りの水、薄い飲み物、軽質油、アルコール。
- 制限事項: 濃厚な液体や泡状の液体には適していません。液体の粘度が高すぎたり動きが遅すぎたりすると充填不足になります。
オーバーフローフィラー（レベルフィラー）
オーバーフロー式充填機は、低粘度の充填ソリューションとして、充填レベルの視覚的な一貫性が重要な透明ボトルによく使用されます。この充填機もリザーバーを使用し、重力またはポンプで液体が満杯になるまで充填します。 オーバーフロー 別々の戻りラインから供給されます。実際には、二重ノズルがボトルを所定の高さまで充填し、余分な液体（および泡）は供給タンクに戻ります。これにより、すべての容器が同じ高さまで充填されます。製品はスムーズにオーバーフローする必要があるため、オーバーフローフィラーには低粘度から中粘度の液体、つまり水のような液体、シロップ、または非常に薄いソースが必要です。非常に粘度の高い液体や微粒子を多く含む液体は処理できません（オーバーフローバルブが詰まるためです）。
オーバーフローフィラーの重要なポイント:
- 動作原理： レベルまで満たすと、余分な液体はタンクに戻ります (レベル検知/ノズル)。
- 粘度範囲: 低粘度から中粘度（水からシロップ）に最適です。濃厚なクリームや固形物には適していません。
- 例: ジュース、ソーダ、軽いソース、化学薬品、泡状洗剤。
- 利点: 一貫したレベルの外観。コンテナの容量が変わっても充填高さを自動調整します。
- 制限事項: 粘度の高い製品やパルプ状の製品には適していません。オーバーフロー ラインにゴミがないようにしてください。
ポンプフィラー（ギア/ローブ/ポンプ駆動）
ポンプ式充填機は、容積式ポンプ（ギアポンプ、ローブポンプ、またはペリスタルティックポンプなど）を用いて液体を供給源から容器へ移送します。ギアポンプ式充填機では、各回転ギアが1回転ごとに一定量の液体を輸送します（容積式充填）。ローブポンプも同様に、ローブ状のローター間に液体ポケットを閉じ込めることで機能します。ポンプの種類は、製品の粘度と感度に合わせて選択されます。ギアポンプとローブポンプは、 幅広い粘度中程度のシロップから濃厚なペーストまで、大きな固形物がなければ、あらゆる液体に対応します。正確な容積制御が可能で、ポンプの回転数をカウントすることで一定の容積が得られます。通常、各ポンプはサーボモーターで駆動され、正確な速度制御と、流体ハンマーのないスムーズな始動・停止を実現します。
ポンプ式充填機の重要なポイント:
- 動作原理： 容積式ポンプはホッパー/ドラムから液体を引き出し、サイクルごとに設定された量を吐出します。
- 粘度範囲: 中粘度から高粘度（シロップ、オイル、クリーム、微粒子を含むスラリー）を扱います。
- 例: サラダドレッシング、エンジンオイル、グリセリン、シャンプー、小さな粒子を含む一部の食品。
- 利点: 高精度と再現性（ギアのパルスタイミング）を備え、連続運転が可能です。ギア／ローブポンプは、他の多くのポンプよりも研磨性またはせん断性の液体に対する耐性に優れています（流体はローター間を流れるだけです）。サーボ駆動により、機械サイクルとは独立して充填速度を厳密に制御できます。
- 制限事項: 重力式/オーバーフロー式充填機よりも複雑でコストがかかります。騒音が発生する場合があり、液体の供給量が非常に多い場合や大きな固形物の場合は、詰まりが発生するリスクがあります。ポンプ充填の場合は、始動/停止時の液だれを防ぐため、液だれ防止弁が必要になる場合があります。
ピストンフィラー
ピストン（プランジャー）式充填機は、シリンダーとピストンの機構を用いて製品を計量します。各サイクルにおいて、ピストンは後退（チャンバー内に液体を吸引）し、その後前進して一定量を排出ノズルから押し出します。この容積移動作用は非常に強力であるため、ピストン式充填機は次のような用途に最適です。 非常に高粘度の流体 あるいは、大きな浮遊物質や微粒子を含む液体を充填します。充填量はピストンのストローク長によって設定されるため、流体の粘度に関わらず正確な充填量が得られます。多くの卓上型またはインライン型のピストンフィラーは、大規模な自動ラインに組み込むことができます。
ピストンフィラーの重要なポイント:
- 動作原理： シリンダーは吸引によって充填され（ピストンが引っ込みます）、その後ピストンが圧力をかけて液体を吐出します。
- 粘度範囲: 中高粘度から高粘度（ケチャップ、クリーム、ペースト、ジェル、塊のあるソース）に適しています。
- 例: ケチャップ、ハチミツ、ローション、ペイント、ヨーグルト、チャンクソース。
- 利点: 極めて正確な容積計量により、重力やスムーズな流れに頼ることなく、粘度の高い製品や粒子状の製品を処理できます。瓶や大型容器への充填に最適です。
- 制限事項: サイクルベース（ギアポンプのように連続運転は不可） - 速度はピストン速度によって制限されます。機械的な複雑さ（バルブ、シール）が増すため、メンテナンスの負担が増します。また、ピストン速度が高い場合、せん断に敏感な製品ではせん断が発生する可能性があります。
蠕動（チューブ）充填剤
蠕動式充填機は、回転するローラーの間に挟まれたフレキシブルホースまたはチューブを使用します。ローラーが圧力をかけることで液体が前方に押し出され、その背後に真空状態が生じるため、正確な計量が可能になります。液体はチューブのみに接触し（ポンプ機構には接触しないため）、非常に衛生的で、敏感な液体や危険な液体の充填に最適です。蠕動式充填機は、バイオテクノロジー、医薬品、化粧品などの分野において、低粘度から中粘度の液体や少量バッチの充填によく使用されます。
蠕動充填剤の重要なポイント:
- 動作原理： 液体は閉じたチューブに収められており、回転ローラーがチューブに沿って液体を「押して」分配します。
- 粘度範囲: 低～中粘度（サラサラ～クリーミーな液体）に適しています。チューブ抵抗が高くなるため、非常に濃厚なペーストを作るのは困難です。
- 例: 滅菌医薬品、試薬、高純度化学薬品、繊細な香料、一部のゲル。
- 利点: 極めてクリーン（詰まりの原因となるバルブなし）で、チューブの交換や滅菌も容易です。せん断に弱い液体やスラリーにも優しく、腐食性／研磨性の流体にも対応可能です（適切なチューブを使用）。ギアの歯数または時間による正確な計量が可能です。
- 制限事項: 流量が制限されているため（充填ヘッド1つにつきチューブ1本）、高速バルク充填には適していません。チューブは消耗品です。非常に高粘度の材料には適していません（ホースが太すぎると、圧縮に耐えられない場合があります）。
粘度クラス別の運用上の課題
粘度クラスごとに、充填ラインに異なる課題が生じます。
低粘度（薄い液体）: 水のように薄い液体（水、アルコール、酸）は流動性が高く、充填時に液だれやはね返りを引き起こす可能性があります。注意深く制御しないと、充填速度が速いと充填量がオーバーしたり、液が飛び散ったりする可能性があります。Apex Filling Systemsは、「薄い液体は適切に制御しないと、オーバー充填やはね返りにつながる可能性があります」と述べています。サイクル間のノズルからの液だれや、液の沈降が不安定なことがよくある問題です。充填時間を制御し、液だれ防止/排水防止バルブノズルを使用することが重要です。また、ビールや洗剤などの泡が発生する場合もあるため、泡抑制装置や初期充填速度を遅くする必要がある場合もあります。一般的に、低粘度の充填には、余分な液をキャッチして無駄を防ぐために、タイトなバルブタイミングやオーバーフローシステムが必要です。
中粘度（半流動性）: 半粘性製品（シロップ、液体石鹸、ソース）は遅く流れ、非ニュートン挙動を示すことがあります。流量は変化する可能性があります。たとえば、飲料濃縮物などのずり減粘性流体はポンプ圧力によって薄くなるため、流量はストローク中に増加し、その後、ずりが減少するにつれて低下する可能性があります。この可変粘度は、考慮に入れないと計量の一貫性を損なわせる可能性があります。泡立ちも発生する可能性があります（多くの洗浄液、ビール、炭酸飲料、または発泡ソース）。せん断に敏感な製品（特定のクリームやポリマー溶液など）は、ポンプで強く押しすぎると粘度が低下する可能性があります。ポンプ/ノズルを慎重に選択すると役立ちます。敏感な流体には、穏やかな蠕動ポンプまたは低せん断ロータリーポンプを使用できます。多くの場合、製造業者は安定した流量を維持するために、ポンプ速度制御と調整可能な背圧を組み合わせて使用します。 注記： Apex は、「泡立ち、せん断感度、その他の仕様などの微妙な違いによって、充填機のタイプの選択が左右される可能性がある」と述べ、中粘度の製品にはカスタム ソリューション (脱気、泡センサー、特殊なノズル設計など) が必要になることが多いことを強調しています。
高粘度（濃い液体）: 非常に粘度の高い液体（クリーム、ジェル、ペースト）は流動性が低く、最も問題となることがあります。ポンプはサイクル終了前にシリンダーを完全に排気できない可能性があり、充填不足やエアポケットが発生します。ノズルは詰まったり、製品を引っ張ったりする可能性があるため、広い口径と液だれ防止機能が必要です。洗浄は困難で、残留物が壁に付着するため、CIP（定置洗浄）システムと堅牢なシールが必要です。高粘度の充填には、モーターまたはピストンから非常に大きな力（トルク）が必要です。十分な圧力がないと、充填量が不足する可能性があります。実際、「粘度の高い液体は適切な圧力がないと完全に吐出されず、容器が充填不足になる可能性があります。」この問題に対処するため、機械は容積式要素（ピストンまたは高圧ポンプ）を使用し、ノズルは大型化され、加熱または振動されることがよくあります。過度のせん断は液体を加熱したり、質感を低下させたりする可能性があります。粘度の高い製品を充填した後の清掃には時間がかかり、粘着性の残留物はフラッシングまたは機械によるスクレーピングが必要になる場合があります。 (すべての粘性クラスにおいて、クリーンな供給とポンプの設計が重要です。)
まとめると、低粘度の課題は 流れが速すぎて水しぶきが上がる中粘度の課題は 流動不安定性と泡立ち高粘度の課題は 不完全な充填、詰まり、および高い駆動要件適切な機械の選択と調整により、これらの問題は軽減されます。たとえば、薄い液体にはオーバーフロー ノズルまたは泡制御ノズルを使用し、濃い液体には幅広で短いノズルを備えたピストン フィラーを使用します。
機械選択におけるエンジニアリング上の考慮事項
特定の液体用の充填機を選択または設計する場合、エンジニアは粘度がほぼすべてのコンポーネントにどのような影響を与えるかを考慮する必要があります。
ポンプ/ドライブのサイズ: 粘度が高い場合、より大型で低速なポンプや高耐久性ピストンが必要になります。ポンプの押しのけ容積（1回転あたりの容積）は、流体抵抗を克服する必要があります。粘性流体を移動させる能力からギアポンプやローブポンプが選ばれることが多いですが、これらのポンプには高いトルク（つまり、より大きなモーターやギアボックス）が必要です。サーボ駆動のポンプとピストンは、サーボが流体に合わせて速度とトルクを正確に制御できるため、一般的です。例えば、ギアポンプの充填機は通常サーボ駆動であるため、ポンプの回転は機械のサイクルとは独立して細かく制御できます。
ノズルの形状: 粘度によってノズルのサイズと形状が決まります。液体が薄い場合は小型で高速なノズルが使用できますが、液体が濃い場合は より広いボア 摩擦と液だれを減らすため、ノズルは短くすることがよくあります。粘性の高い製品の場合は、容器の開口部にフィットする最大のノズルを使用することがベストプラクティスです。一部の機械では、調整可能なノズルや多段ノズル（大きなオリフィスとより微細な制御インサート）が使用されています。液だれ防止バルブやカットオフプランジャーも、液だれを防ぐ上で重要です。
充填速度: 高粘度の液体は、完全な吐出と圧力スパイクの抑制のため、充填速度を遅くする必要があります。空圧式またはサーボ式の制御を調整し、液体がすべてのラインから排出されるのに十分な充填時間を確保する必要があります。濃厚なクリームやペースト状の液体の場合は、 ボトムアップ充填 （容器の底にあるノズルが充填が進むにつれて上昇する）は、気泡を最小限に抑えるためによく使用されます。一般的に、粘性の高い製品の場合、生産速度（1分あたりの容器数）は低くなります。エンジニアは流量を次のように計算します。 Q = AvQ = A v （面積×速度）なので、粘度によって速度が半分になる場合は、時間を2倍にするか、ノズル面積を増やす必要があります。緩やかな立ち上がりプロファイル（ソフトスタート）は、急激な圧力上昇を防ぐのに役立ちます。
容積変位法と重力法： 一定の粘度閾値を超える製品では、重力または圧力重力では不十分なため、通常は容積式ポンプ（ギア、ローブ、ピストン）が必要になります。「容積式充填剤「重量充填」とは、重量や流量ではなく、容量で計量する機械（ギアポンプ、ピストンポンプ、ペリスタルティックポンプなど）を指します。これらは粘性製品のハンドリングにおいて主力製品です。低粘度製品の場合は、よりシンプルな「重量充填」システム（正味重量充填機）または容量フロー充填システムで十分な場合があります。どちらを選択するかは、液体が自重で流れるかどうかによって決まります。
加熱と粘度制御： 多くの用途では、加熱ジャケットまたはインラインヒーターが粘性液体を最適な充填温度まで希釈するために追加されます。一貫した温度制御は粘度の変動を防ぎます。例えば、ソースを40℃に維持することで、粘度を狭い範囲内に維持できます。一部の充填機には、ホッパーまたはノズル用のヒーターが内蔵されています。加熱が不可能な場合は、機械が充填パラメータを動的に調整することもあります。例えば、温度が低下して粘度が上昇すると、PLCが充填時間を長くしたり、ポンプのトルクを上げたりすることができます。包装加圧コンセプトでは、温度フィードバックを利用して調整を行うことがよくあります。
材質とシール： 高粘度または研磨性の製品（微粒子を含むペーストや粘着性のある接着剤など）は、機械を摩耗させる可能性があります。部品はステンレス鋼または耐摩耗性合金を使用し、膨張や固着しない堅牢なシール（高負荷ガスケット、Oリング）を使用する必要があります。一部の研磨油は、ポンプギアに特殊なコーティングが必要です。エンジニアは、化学的適合性（例：シールに腐食性化学物質や硬化する糖など）を検証する必要があります。また、ねじ込み継手、チューブ、ホースは、過度の圧力損失や詰まりを防ぐために適切なサイズを選択する必要があります。
センサーと制御: 粘性ラインでは、センサー（流量計、背圧レギュレーター）がより一般的に使用されます。下流に流量計を設置することで、粘度の変動があっても正確な吐出量を確認できます。ホッパー内のレベルセンサーは、ポンプの液不足を防ぎます。一部のシステムでは、圧力センサーを使用してノズルの詰まり（高圧）やポンプの充填不足（圧力低下）を検知します。
まとめると、高粘度アプリケーションでは、設計者はサーボ制御の容積式ポンプ、幅広ノズルまたは加熱ノズル、低速サイクル、そして堅牢な材料の使用を求められるのが一般的です。低粘度アプリケーションでは、より高速でシンプルなシステムが可能になりますが、綿密な飛散防止設計が必要です。適切なエンジニアリングにより、自動充填ラインは粘度変化に対してスムーズに動作することが保証されます。
ベストプラクティスと最適化のヒント
粘度範囲全体にわたって一貫した正確な充填を実現するために、工場ではいくつかのベスト プラクティスを採用しています。
流量と圧力の校正: 必ず実際の製品で機械のキャリブレーションを実施してください。流量計または重量フィードバックを用いてポンプ速度とバルブタイミングを調整してください。各流体／温度における最適な設定を記録してください。例えば、ギアポンプを1mLあたりの回転数をカウントしてキャリブレーションすることで、粘度による滑りを補正できます。擬塑性流体は10ml/sと100ml/sで挙動が異なる可能性があるため、フル稼働速度で充填を検証してください。
適切なノズルを選択してください: 容器に合う最大のノズル径を使用し、抵抗を最小限に抑えてください。背の高い容器の場合は、飛び散りを抑えるために、延長ノズルまたは底上げノズルを使用してください。液だれ防止バルブや伸縮式ノズルは、液だれしやすい液体の場合、流れをきれいに止めるのに役立ちます。粘性の高い液体の場合は、液だれを防ぐため、コーティングまたはPTFEライニングのノズルをご検討ください。
充填速度とプロファイルを最適化します。 高粘度の液体の場合は、充填速度を緩めてください。空気を押し出し、空隙の発生を防ぐため、ボトムアップ充填（容器底部のノズル）が推奨されます。多段階充填を採用し、液体を流動させるため高速で充填し、容器が満たされるにつれてオーバーフローを防ぐため速度を落とします。充填終了後、必要に応じて滞留時間を設け、液体を沈降させます。泡立ちやすい液体の場合は、充填後に一時停止して泡が上昇するのを待つか、上流で真空脱気を実施してください。
温度管理を維持する: 温度によって粘度が大きく変化する製品の場合は、温度を安定させましょう。加熱を使用する場合は、最適な粘度範囲（コールド充填ラインの場合は製品の流動点付近）に設定します。あるいは、充填エリアを空調設備のある室内で運転します。可能であれば、粘度と温度の関係を記録し、それに応じて機械のパラメータを調整します。
定置洗浄（CIP）と衛生： 粘性の残留物は配管やバルブ内に付着します。洗浄しやすいようにシステムを設計し、製品が溜まりやすいデッドゾーンを最小限に抑えましょう。CIPスプレーボール、高圧洗浄、製品に適合した強力な洗剤を使用してください。運転後は、ホースとノズルを溶剤または温水で洗い流してください。ガスケット、シール、バルブは粘度の高い液体の負荷により摩耗が早まるため、頻繁にメンテナンス点検を実施してください。Icon Equipment社は、ペリスタルティックシステムはバッチ間でチューブを迅速に交換し、部品を消毒できるため、この点で有利であると指摘しています。CIPを使用していても、粘着性の高い液体の場合は手作業による洗浄や分解が必要になる場合があります。
充填前コンディショニングを使用する: 充填前に液体から空気を抜いてください。例えば、シロップやソースを真空タンクで脱気すると、充填中に発生する気泡が少なくなります（気泡は精度に影響します）。ピストン式充填機の中には、液体を吸い込む前にシリンダー内をわずかに真空にするタイプもあり、これも空気の混入を防ぐのに役立ちます。
ボトムアップ充填を実装する: 前述の通り、この技術（ノズルを下にして上向きに上昇させる）は、粘性の高い製品に有効で、飛散や空気の巻き込みを軽減します。特に、クリームやジェルを扱うピストン式充填機やノズルのみの充填機に有効です。
粘度の変化を監視する: 一部のプロセスでは、液体が時間の経過とともに粘度が上昇することがあります（例：重合、沈降）。可能であれば、定期的に粘度を測定し、充填剤を調整してください。自動粘度計プローブを供給ラインに設置することも可能です（多くの場合、研究開発や高付加価値プロセスで使用されます）。
列車運行会社: 粘度が充填にどのように影響するかをスタッフに理解させましょう。温度変化や容器サイズの変更といった単純な操作も検知できます。標準作業手順（SOP）には、粘度チェックと機械の調整を含める必要があります。オペレーターには、逸脱（例：「このバッチは12月の方が7月よりも注入速度が遅かった」）を記録し、それに合わせて調整するよう促しましょう。
これらの実践に従うことで、製造業者は、扱いが難しい流体であっても、自動充填ラインの正確な制御を実現できます。粘度が変化するたびに、流量、ノズルの高さ、タイミングを再評価する必要があります。目標は常に、充填の均一性とプロセスの効率性を維持し、調整のためのダウンタイムを最小限に抑えることです。
液体粘度が充填機に与える影響 よくある質問
透明性は私たちの基盤です ユンドゥチームそのため、以下に、当社の充填機に関して最もよく寄せられる質問と回答を掲載します。
粘度は液体の流れに対する抵抗の度合いを表す指標です。粘度は、充填機内のポンプ、ノズル、パイプを製品がどれだけ容易に通過できるかを決定します。
粘度は流量、充填精度、そして機械の種類の選択に影響します。液体が薄い場合は、はねたり滴り落ちたりする可能性がありますが、液体が濃い場合は、より強力なポンプやピストン式充填機が必要になります。
重力式充填機とオーバーフロー式充填機は、水のような液体に最適です。迅速かつ経済的な充填が可能ですが、飛散や泡立ちを防ぐため、液だれ防止ノズルが必要です。
シロップやシャンプーなどの中粘度液体は、正確な容積制御が可能なギアポンプやローブポンプ充填機を使用して充填されることが多いです。
ピストンフィラーは、ペースト、ジェル、クリームなどの充填に最も信頼性が高く、容積式充填機を用いて重い液体を正確に容器に充填します。
ほとんどの液体は加熱すると粘度が下がります。製品温度を制御することで粘度が安定し、充填精度と充填速度を一定に保つことができます。
薄い液体は、ノズルから飛び散ったり、泡立ったり、漏れたりすることがあります。時間指定充填、泡制御ノズル、液だれ防止システムを使用することで、無駄を減らし、精度を向上させることができます。
粘度の高い液体は流れが遅く、標準ノズルでは詰まる可能性があります。ワイドボアノズルや加熱ノズルは抵抗を軽減し、スムーズで正確な吐出を実現します。
ボトムアップ充填では、ノズルを容器内に下げ、充填時にノズルを上げます。この方式により、気泡の発生を防ぎ、粘度の高い製品や泡状の製品の飛び散りを軽減します。
ポンプ速度、ノズルサイズ、充填時間、温度制御を調整します。実際の製品を使用して機械を校正することで、一貫性と精度の高い充填結果が得られます。
