การบรรจุปริมาณไม่ถูกต้องในเครื่องบรรจุหลอดฉีดยา: สาเหตุ สัญญาณ และวิธีแก้ไข

การบรรจุปริมาณไม่ถูกต้อง เป็นหนึ่งในปัญหาที่พบได้บ่อย และเป็นปัญหาที่ควรรีบแก้ไขบนเครื่องบรรจุหลอดฉีดยา — Syringe Filling Machine ปัญหานี้อาจเกิดขึ้นได้หลายรูปแบบ เช่น หลอดฉีดยามีน้ำยาไม่พอ มีน้ำยาเกิน ปริมาณบรรจุแกว่งระหว่างรอบการทำงาน หัวบรรจุบางหัวคลาดเคลื่อนมากกว่าหัวอื่น หรือเครื่องเกิดความคลาดเคลื่อนเฉพาะเมื่อเดินเครื่องด้วยความเร็วสูง

ทำไมปัญหาการบรรจุปริมาณไม่ถูกต้องจึงต้องรีบแก้ไข?

สัญญาณที่บ่งบอกว่าเครื่องบรรจุหลอดฉีดยากำลังบรรจุปริมาณไม่ถูกต้อง

ปัญหาปริมาณบรรจุผิดพลาดไม่ได้แสดงชัดเจนตั้งแต่ต้นกะเสมอไป บางกรณีเครื่องทำงานปกติเมื่อทดสอบด้วยความเร็วต่ำ แต่เมื่อเข้าสู่การผลิตต่อเนื่องหรือเพิ่มความเร็ว ค่าความคลาดเคลื่อนจึงเริ่มสูงขึ้น สัญญาณที่พบบ่อย ได้แก่:

สาเหตุที่พบบ่อยที่ทำให้เครื่องบรรจุหลอดฉีดยาบรรจุปริมาณผิดพลาด

1. ปั๊มบรรจุหรือปั๊มเพอริสตัลติกคลาดเคลื่อนจากการสอบเทียบ

ปั๊มเป็นชิ้นส่วนที่กำหนดปริมาณของเหลวที่ถูกส่งเข้าสู่หลอดฉีดยาโดยตรง เมื่อปั๊มลูกสูบ ปั๊มบรรจุ หรือปั๊มเพอริสตัลติกสึกหรอ ระยะชักผิดพลาด ความเร็วรอบผิด หรือไม่ได้สอบเทียบใหม่หลังใช้งานเป็นเวลานาน ปริมาณบรรจุจริงจะคลาดเคลื่อนจากค่าที่ตั้งไว้

สำหรับปั๊มเพอริสตัลติก ท่อซิลิโคนที่แข็งตัว แฟบ ยืด หรือสูญเสียความยืดหยุ่น ก็อาจทำให้ปริมาตรบรรจุเปลี่ยนไป เครื่องอาจยังทำงานได้ตามปกติ แต่ปริมาณบรรจุจะแกว่งในแต่ละรอบ

ปั๊มบรรจุหรือปั๊มเพอริสตัลติกบนเครื่องบรรจุหลอดฉีดยา

2. ท่อจ่ายวัตถุดิบมีฟองอากาศหรือดูดอากาศเข้า

ฟองอากาศเป็นสาเหตุที่พบได้บ่อยมากของการบรรจุขาด เมื่อมีอากาศอยู่ในท่อ ส่วนหนึ่งของจังหวะปั๊มจะไม่ได้ใช้ดันของเหลว แต่ใช้ในการอัดอากาศแทน ผลคือปริมาณของเหลวที่เข้าสู่ syringe ต่ำกว่าที่ต้องการ ระดับน้ำยาไม่เท่ากัน และบางครั้งเกิดฟองในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป

ฟองอากาศมักเกิดจาก fitting ขันไม่แน่น ท่ออ่อนเสื่อม หัวดูดรั่ว ถังจ่ายใกล้หมด ผลิตภัณฑ์เกิดฟองง่าย หรือขั้นตอนการไล่น้ำยาเข้าระบบยังไม่เพียงพอ

3. หัวจ่าย เข็มจ่าย หรือวาล์วจ่ายอุดตัน/สึกหรอ

หากหัวจ่ายอุดตันบางส่วน อัตราการไหลจะลดลงและปริมาณบรรจุจริงจะต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้ ในทางกลับกัน หากวาล์วปิดไม่สนิท เครื่องอาจมีน้ำยาหยดหลังจบรอบ ทำให้ปริมาณเพิ่มขึ้นแบบควบคุมไม่ได้ หรือทำให้พื้นที่บรรจุสกปรก

สำหรับผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูง แห้งง่าย ตกผลึกง่าย หรือมีส่วนประกอบที่เกาะติดง่าย ต้องตรวจสอบปลายเข็มจ่ายบ่อยขึ้น เพียงหัวจ่ายหนึ่งหัวมีคราบสะสม ก็เพียงพอที่จะทำให้ผลลัพธ์ระหว่างหลอดฉีดยาคลาดเคลื่อน

ภาพระยะใกล้ของหัวจ่ายหรือเข็มจ่ายของเครื่องบรรจุหลอดฉีดยา

4. ความหนืดของผลิตภัณฑ์เปลี่ยนแปลง

แม้ตั้งค่าพารามิเตอร์เดียวกัน แต่หากความหนืดของสารละลายเปลี่ยนตามอุณหภูมิ เวลากวน ส่วนประกอบสูตร หรือสภาพการเก็บรักษา ปริมาณบรรจุอาจคลาดเคลื่อนได้ ยิ่งของเหลวมีความหนืดสูง การไหลยิ่งมีโอกาสหน่วงตัว ยืดเป็นเส้น หยด หรือไม่ตัดกระแสได้เด็ดขาด

ดังนั้น เมื่อแก้ไขปัญหาปริมาณบรรจุผิดพลาด ไม่ควรตรวจสอบเฉพาะเครื่องจักรเท่านั้น แต่ควรตรวจสอบสภาพของผลิตภัณฑ์ด้วย เช่น ความหนืด อุณหภูมิ เวลาค้างในถัง ระดับการกวน และเงื่อนไขการจ่ายวัตถุดิบ

5. เซ็นเซอร์ เซอร์โว หรือ timing การควบคุมไม่สอดคล้องกัน

เครื่องบรรจุหลอดฉีดยามักมีหลายการเคลื่อนไหวที่ต้องประสานกันอย่างแม่นยำ เช่น การนำถาด/nest เข้าตำแหน่ง การลดหัวจ่าย การปั๊มน้ำยา การยกหัวจ่ายกลับ และการส่งต่อไปยังขั้นตอนปิดจุก หากเซ็นเซอร์ตำแหน่ง เซอร์โว สกรูส่งกำลัง มอเตอร์สเต็ป หรือจังหวะเปิด/ปิดวาล์วคลาดเคลื่อน ปริมาณบรรจุอาจไม่เสถียร

ความผิดพลาดเล็กน้อยของ timing อาจทำให้หัวจ่ายยังไม่เข้าตำแหน่งแต่เริ่มปั๊มแล้ว หรือหัวจ่ายยกขึ้นเร็วเกินไปก่อนที่กระแสน้ำยาจะสิ้นสุด ผลคือเกิดการกระเด็น ฟองอากาศ การหยด หรือบรรจุขาด

6. ตั้งค่าการทำงานผิดพลาด

หลังจากเปลี่ยนผลิตภัณฑ์ เปลี่ยนขนาด syringe เปลี่ยนปั๊ม เปลี่ยนท่อซิลิโคน หรือบำรุงรักษากลไก ต้องตรวจสอบค่าที่ตั้งบน HMI อีกครั้ง พารามิเตอร์ เช่น ความเร็วการบรรจุ เวลา delay ระยะชักปั๊ม suck-back ความลึกของเข็มจ่าย และความเร็วขึ้น/ลงของหัวจ่าย ล้วนมีผลต่อปริมาณบรรจุ

ตารางวินิจฉัยเบื้องต้นปัญหาการบรรจุปริมาณไม่ถูกต้อง

ขั้นตอนการตรวจสอบเมื่อเครื่องบรรจุปริมาณผิดพลาด

เมื่อต้องแก้ไขปัญหานี้ ควรตรวจสอบตามลำดับเพื่อหลีกเลี่ยงการซ่อมผิดจุด เป้าหมายไม่ใช่แค่ทำให้เครื่องกลับมาทำงานได้ แต่ต้องทำให้ปริมาณบรรจุกลับมาเสถียร ทำซ้ำได้ และสอดคล้องกับข้อกำหนดการควบคุมคุณภาพ

ควรทำอย่างไรเพื่อลดปัญหาปริมาณบรรจุผิดพลาดซ้ำ?

เมื่อใดควรเรียกช่างเทคนิคมาตรวจสอบเครื่อง?

ธุรกิจควรตรวจสอบเชิงลึกเมื่อปัญหาปริมาณบรรจุผิดพลาดเกิดซ้ำ เมื่อปรับค่าพารามิเตอร์แล้วเครื่องยังไม่เสถียร หรือเมื่อค่าความคลาดเคลื่อนเพิ่มขึ้นตามเวลาการใช้งาน โดยเฉพาะหากเครื่องใช้กับผลิตภัณฑ์ที่ต้องควบคุมอย่างเข้มงวด การผลิตต่อโดยยังไม่ทราบสาเหตุชัดเจนอาจเพิ่มอัตราคัดทิ้งและความเสี่ยงด้านคุณภาพ