サニタリー二軸スクリューポンプによるクリームおよび乳液移送時の製品剪断（シェア）破壊の防止

クリームや乳液は一見ポンプ輸送が容易に見えるが、そのレオロジーによって移送が化粧品製造における最もセンシティブな工程の一つとなり得る。エマルション、保湿クリーム、ボディローション、コンディショナーおよび類似製品は、多くの場合、注意深く制御された内部構造に依存している。移送中の過度な機械的ストレスは、最終製品の粘度、外観、テクスチャー、またはコンシステンシーに影響を及ぼす可能性がある。

化粧品メーカーにとって、ポンプは単独の流動装置ではなく、全体の処理システムの一部として考慮されるべきである。サニタリーツインスクリューポンプは、調合タンク、移送ライン、加熱または冷却装置、充填システム、およびCIPプロセスと統合されつつ、制御された製品移動を提供することができる。

化粧品移送において製品剪断（シェア）が重要な理由

クリームおよび乳液の配合には、オイル、水、乳化剤、ポリマー、有効成分、その他機能性成分が含まれる場合がある。それらの最終特性は、配合だけでなく、調製後の製品の取り扱い方法にも依存する。

配合がせん断（シェア）に敏感な場合、高い機械的ストレスは望ましくないことがある。流動条件の急激な変化、不必要な再循環、過度なポンプ速度、または不適切な配管配置は、製品にさらなる機械的負荷をかける可能性がある。

目的は単に十分な容量を持つポンプを選択することではない。完全な移送経路は、製品粘度、ポンプ速度、圧力、温度、および流量の間の適切な関係を維持すべきである。

二軸スクリューポンプがより穏やかな製品移送を支援する方法

サニタリーツインスクリューポンプは、2本の回転するスクリューの間に連続的に形成されるキャビティを通じて製品を移動させる。スクリューは金属接触なしで動作し、製品は吸込側から吐出側に向かって軸方向に搬送される。

この動作原理は、比較的低脈動の連続移送パターンを提供する。化粧品にとって、これはピストン式装置に伴う顕著な往復作用なしに、処理段階間で安定した流れが必要な場合に有用である。

ポンプは幅広い速度範囲でも運転可能である。必要な容量を達成するために最大速度に依存する代わりに、実際の製品およびプロセス要件に応じて運転点を選択することができる。これにより、エンジニアは異なる粘度の配合を扱う際により大きな柔軟性を得ることができる。

せん断（シェア）感受性のあるクリームや乳液にとって、単に流量を最大化することよりも、制御されたポンプ輸送がより重要である。

完全な化粧品移送システムの設計

サニタリーツインスクリューポンプは、その動作条件が周辺機器とともに考慮される場合に最も性能を発揮する。典型的な化粧品処理システムには、調合用または混合用容器、サニタリー配管、バルブ、温度制御装置、中間保持容器、充填装置、および洗浄回路が含まれる場合がある。

ポンプは製品の移送要件に応じて配置および構成されるべきである。配管径、ライン長、ベンド、バルブ、高低差、および吐出圧力は全て、製品が受ける抵抗に影響を与える。

不必要な制限を減らすことは、過剰な圧力要求を回避する助けとなり得る。同時に、システムは個々の処理段階間での一貫した移送を維持するために十分な制御を提供すべきである。

このシステムレベルのアプローチは、化粧品ラインが複数の製品を扱う場合に特に重要である。定格流量のみに基づいて選択されたポンプは、製品粘度、温度、または配合が変化した場合に同じ移送挙動を提供しない可能性がある。

温度は剪断（シェア）管理の一部である

クリームおよび乳液の粘度は温度によって実質的に変化し得る。ある温度で比較的容易に移送される製品も、冷却後には流動に対して著しく抵抗性が高くなることがある。

この理由から、加熱または冷却装置はポンプ運転とともに考慮されるべきである。適切な処理温度を維持することで、移送ライン内の不必要な抵抗を低減し、ポンプがより適切な範囲内で運転する助けとなり得る。

温度感受性のある化粧品配合を扱うシステムでは、適切な場合にジャケット付きコンポーネントも検討されるべきである。目的は単に製品を薄くすることではなく、調製から移送および充填に至るまで意図された処理条件を維持することにある。

混合タンクから充填機へ

クリームや乳液が充填機に達する前に複数の段階を通過する場合、製品品質が影響を受ける可能性がある。追加の移送ポイントごとに、圧力変動、空気混入、残留物保持、または不必要な機械的ストレスの新たな機会が生じる。

サニタリーツインスクリューポンプは、調製容器、ホールディングタンク、ろ過または処理段階、および充填装置の間に組み込むことができる。その可逆機能は、製品回収が必要な場合にさらなる柔軟性を提供することもできる。

バッチが移送された後、逆転運転はライン内に残った製品を適切な容器に向けて戻す助けとなり得る。これにより、配管やポンプ室内に残る貴重な化粧品の量を削減できる。

同じポンプは適切な洗浄シーケンス内でも使用可能である。ポンプが連続的な流路を提供するため、CIP中に洗浄媒体が内部搬送エリアを通過でき、製品移送と洗浄を完全に別個のポンプ機能として扱う必要性を低減する。

化粧品製造のための衛生設計

製品損傷の防止は化粧品機器選定の一部に過ぎない。移送システムは衛生処理と効果的な洗浄も支援しなければならない。

サニタリーツインスクリューポンプの設計では、不必要なデッドコーナーがない滑らかな内部流路を使用できる。これは、クリーム、乳液、その他粘性配合物が生産後に内部表面に残留し得る場合に重要である。

ポンプはプロセスに応じて異なるシャフトシール配置で構成可能である。材料適合性、製品温度、洗浄温度、圧力、および運転条件は全て、適切なシール構成を選択する際に考慮されるべきである。

必要な場合、電解研磨表面とサニタリー構造は、化粧品処理環境における洗浄性をさらに支援できる。

ポンプ運転を化粧品プロセスに適合させる

すべてのクリームや乳液に普遍的なポンプ速度や流量設定は存在しない。比較的低粘度の配合は、濃厚なクリームや高濃度の化粧品ベースとは異なる運転点を必要とする場合がある。

エンジニアは以下を含む完全な運転条件を評価すべきである：

• 製品粘度および温度
• 必要な移送速度
• 吸込条件
• 吐出圧力
• 配管抵抗
• 機械的ストレスに対する製品感受性
• 洗浄要件
• 充填および下流装置要件

実用的な目標は、ポンプ、配管、温度制御、タンク、バルブ、および充填装置が独立してではなく一つのプロセスとして機能する移送システムを構築することである。

より制御された化粧品加工ラインの構築

クリームや乳液にとって、過度の剪断（シェア）防止はポンプ単体では達成されない。それは加工ライン全体がどのように設計され運転されるかに依存する。

サニタリーツインスクリューポンプは、その低脈動搬送原理、可変速機能、可逆運転、幅広い粘度範囲、および衛生構造が化粧品製造の異なる段階を支援できるため、有用な基盤を提供する。調製、移送、温度制御、充填、およびCIP機器と適切に統合される場合、メーカーは衛生生産要件を維持しつつ、より大きなプロセス制御で感受性のある配合を移動させる助けとなり得る。