膠塞清洗機的設計結構和清洗工藝 ，醫(yī)藥行業(yè)廣泛應用的清洗設備,部分工藝的介紹.

1、概述 
膠塞清洗機是用于藥瓶膠塞沖洗、清洗、漂洗、硅化、沖洗、滅菌、干燥及自動加料和出料等多道工序聯(lián)合處理的一種新型現(xiàn)代化制藥設備的通稱，可在自動控制下，分別完成各工序的處理，zui后自動出料，具有不轉序、無交叉污染、質量好、效率高、勞動強度低等特點。膠塞清洗處理，在20世紀90年代前，制藥廠大部分采用人工分序處理，效率低，交叉污染大，勞動強度高。溫州亞光機械制造有限公司于1996年與有單位的合作，首先研制出我國*代DQX型的超聲波干法滅菌膠塞清洗機，當時對天然膠塞的清洗、硅化、滅菌、干燥等各工序的處理均達到了良好 的效果，效率高，處理質量好，自動進出料，勞動強度氏，特別對超聲波清洗新工藝的應用，取得了良好 的效果，當時經(jīng)過多次實驗，對一臺8萬支每批的清洗機采用超聲波清洗的澄明度差的粉粉針膠塞，只要兩次5-10分鐘的粗洗和一次精洗就可達到相應工藝規(guī)定的澄明度要求，并經(jīng)過顯微觀察檢驗，膠塞毫無損傷痕跡。 
經(jīng)過多年來的艱苦努力和不斷創(chuàng)新，現(xiàn)在已發(fā)展到第三代產品，以KJCS系列全自動濕法超聲波清洗機為主體，滿足了制藥企業(yè)的不同要求和需要，已有700多臺各種規(guī)格型號的清洗機在全國各地制藥企業(yè)中在線運行。本文從超聲波清洗原理出發(fā)，對其結構特點和整個膠塞清洗工藝作一闡述，目的是能讓人們更好應用此類設備。 

2、關鍵部件的結構特點 
膠塞清洗機的關鍵部件由清洗筒（籠）、清洗水箱（清洗箱）、超聲波、熱風口、進出料門、水管路、真空泵、主傳動機構等部件組成。 
2.1清洗筒（籠） 
清洗筒的材質為316L，經(jīng)數(shù)控沖床沖出特型小孔后，彎卷成篩孔圓筒后，內表面拋光至RA0.2微米，外表面拋光至Ra0.4微米，清洗筒的容積大小，對膠塞的清洗質量影響極大，當容積小而裝量大時，會嚴重產生膠塞“皮屑 ”和清洗不好現(xiàn)象。選用合理容積比（裝膠塞容積與清洗筒容積比）是很重要的，經(jīng)過我們的試驗優(yōu)化，其容積比不要大于0.4（一般選 0.33-0.35） 
進料口位于清洗桶壁上，由于圓弧拉板緊貼筒體表面由人工拉開和關閉。進料后拔下臨時進料管，在清洗箱內就不留任何附加零件，有利于不產生污染。 
出料口設計得比較大，分370和380兩種，其好處有以下兩點，一是出料時不會產生擠壓，由于出料膠塞的的溫度還比較高時，一經(jīng)擠壓磨擦膠塞易產生“皮屑”出料口大就了膠塞的安全出料。二是可做維修清洗人孔，在經(jīng)過較長時間的運行后，有可能因硅化時在內筒壁上重復生成硅化膜，簿膜內還夾有毛點等其它臟物，使內壁不潔凈，這些臟物是很難處理的，一般方法清理不下來，而不清理掉這不能繼續(xù)使用。 
為使使用過程中保持清洗筒內壁的高度清潔，在設計時將出料口加大，以便維修人員進入筒內進行人工打磨拋光，修復如新，延長清洗機的使用壽命。 
由于出料口的加大 ，出料口的直徑也加大，引起出料門的軸向推力大，幫現(xiàn)在設計使用的出料門是一個多功能出料門，它不僅具有在的力矩放大比和橫梢鎖緊閉結構，還具有操作輕巧安全、隔熱、單向自鎖安全等優(yōu)點，此裝置的技術是我公司的。 
2.2清洗水箱上（清洗箱） 
清洗箱是清洗機的關鍵部件之一，不同清洗對象的設計功能要求也不相同，但基本功能應符合以下要求： 
2.2.1清洗箱與清洗筒的直徑比要合理。為了減少外形尺寸和節(jié)約材料，把直徑設計的過小，會使清洗筒外壁與清洗箱內壁距離太小，因清洗筒慢速轉動時產生的徑向水流與清洗箱內壁相撞后又產生反向水流而影響溢流效果。所以應盡力將清洗箱的直徑設計大一些，合理一些。 
2.2.2溢流槽是排隊清洗下來的漂浮物的通道。其槽口的水平位置高度，首先要保證清洗筒中的膠塞堆積上平面到溢流口水位有合理的距離，使膠塞隨著清洗桶慢速轉動能產生一定的漂浮狀態(tài)，這樣才能使膠塞有翻轉的可能，易于排出臟物。 
2.2.3由于清洗桶和清洗箱的內壁在長期的負荷運行后，會產生一定厚度的污垢，影響膠塞的清洗，特別被硅化膜黑覆蓋的污垢，有的會疊加覆蓋。產生這種現(xiàn)象后，必須加以清除，對清洗桶外壁和清洗箱內的清除，一般采用以下方法： 
（1）選用超聲波清洗機清洗已具有在清洗膠塞的同時也對內外壁進行清洗，不易被清洗膠塞時排出的臟物重新粘結在筒壁和箱壁上，另外，當清洗液排放完后，裝在清洗箱上部的多個旋轉處清洗頭，將強有力的噴射水流噴沖在所有壁面上，臟物隨水流沖刷而清除掉。不會那么容易產生污垢粘接，安全運行時間是很長的。 
（2）根據(jù)眾多用戶長期運行反應的意見來看，需要進行強力拋光清除處理的很少。在上海處理過一臺，在進行強力清除污垢時，必須將清洗桶從清洗箱拆除，拉至箱外，進行人工打磨和拋光，使其修復如新。一般清洗箱做分體設計，無縫聯(lián)接密封結構。 
以上兩個關鍵部件，是決定一臺清洗機的功能好壞的技術水平至關重要的內容，再加上的制造工藝，嚴格的質量控制保證，就可以生產出穩(wěn)定的高質量的清洗機。 

3膠塞的清洗工藝 
膠塞清洗機的清洗工藝是指進料、沖洗、粗洗、精洗、硅化、沖洗、滅菌、干燥、再熱干燥和自動出料等全過程的工藝。根據(jù)用戶要求不同，有的只需要一部分工序，如處理不免洗的粉針膠塞，處理膠塞的相應工藝質量指標和GMP要求高，處理難度大，就需要全程序進行處理。膠塞廠的膠塞處理對清洗工序要求高，而對滅菌和水分要求低，一次批量可達20多萬支（以20西林瓶塞為準）時間要快，而對免洗的凍干丁基膠塞的處理，則要求簡而快，清洗工序只簡單的漂洗，水份要求不高，時間短，難度也低。因此，清洗機的外形尺寸基本參數(shù)，處理時間也是各不相同 的，所以要對比一臺清洗機的性能，一看主要關鍵部件的設計功能；二看工序工藝的技術水平看各工序處理后的質量指標（水分、潔凈度、無菌） 
3.1 進料 
我國20世紀90年代初，從國外引進和清洗機，均為人工加料，由于進料量大，勞動強度也大，工藝方法不夠*。亞光公司首先采用了真空抽吸加料，取得了良好效果，具有效率高，質量好同時又減輕了勞動強度的特點。 
3.2沖洗 
沖洗分預沖洗、、置換式?jīng)_洗和CIP自沖洗。如果沒有以上的沖洗程序，對膠塞的清洗工序則會產生不利的影響。 
3.2.1預清洗：當膠塞加料完成后，在清洗桶慢速轉動狀況下，由中心噴管對桶內膠塞進行強力噴淋，對膠塞表面進行噴洗，使粘附膠塞表面較大較重的經(jīng)沖洗后從清洗箱中排出 。 
3.2.2置換式?jīng)_洗：當膠塞粗洗后并排完水，在加充注射水之前，對清洗桶進水管線內壁、清洗箱內壁、清洗桶外壁的各個方位*沖洗干凈。中心管噴洗，則對膠塞表面及“臍眼”深處用純化水進行沖洗干凈，以免將該處的污物及純化水帶入下一工序。 
3.2.3CIP沖洗：膠塞在經(jīng)硅化并排完水后，應在清洗桶慢速轉動下，立即進行的CIP清洗，將粘附在箱壁，桶壁上的臟物*沖洗干凈，為下一批膠塞的清洗做準備。 
3.3清洗 
膠塞的清洗是清洗機的關鍵工序，由于膠塞的形狀復雜，體積雖小，但表面積又很大，特別是是各種大輸液膠塞、管狀膠塞、針筒活塞等，其臍眼‘很深或管孔小而長，連清洗液都進不去。另外，粘附在膠塞表面和臍眼深處的臟物均具有一定的強度，不可能在清洗液中一泡就能自動被剝離清除掉。所以清洗膠塞是一個復雜而重要的工序。因而，對不同材質、外形、質量和不同用途的膠塞，應采用不同的清洗方法。 
3.3.1超聲清洗的基本原理 
超聲波清洗源于20世紀60年代，經(jīng)過科學家們的不斷努力、試驗和研究，超聲波清洗不僅有滿意的清洗效果，而且清洗效率*。有的復雜工作，用很長時間和很大勞動強度也洗不干凈，但用超聲波清洗只需幾秒或幾十秒就可達到100%洗凈。因此，隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，超聲波清洗技術已逐步達到很高水平和其具有的優(yōu)異特性，現(xiàn)已廣泛用于機械制造、航空、醫(yī)遼衛(wèi)生、儀表儀器、電子、橡膠制品、印刷等工業(yè)領域。 
超聲波清洗裝置由兩部分組成，即超聲波發(fā)生器（超聲波電源）和換能器。超聲波發(fā)生器將50HZ的工頻電源轉變成20KHZ以上的高頻電信號，通過高頻電纜輸送到換能器上，多個換能器是緊密地固定在密閉的震動箱內，震動箱一般是裝在清洗箱的底部。當換能器被加上高頻電壓后，它的壓電陶瓷元件在電場的作用下，將高頻電能轉換成強有力的高頻機械震動并發(fā)送到清洗液中，這種震動幅度很小，（約幾微米）但具有很高的加速度，仿佛是一個小活塞。當多個換能器被施加相同頻率及電位的電壓時，就合成一個巨大的活塞做高頻往復機械震動，這種震動在清洗液中傳播，即產生“空化作用”，被清洗的物件，在液體中的空化作用下，達到清洗的目的。 
由于超聲波的頻率很高，可以說是連續(xù)不斷的在進行，因此清洗液中由于空化現(xiàn)象所產生的氣泡數(shù)量也難以計數(shù)且無處不在，故對工件的清洗非常*，即使是結構復雜，臍眼很深縫隙很小的極復雜的工件的內部清洗，只要能浸漬在清洗液中，就可以得到清洗。又因為每個氣泡體積非常小，雖然它的破裂能量很高，但對于清洗工件表面和液體來說，不會產生機械破壞和損傷。 
空化效果則與超聲波在清洗液中的功率密度有關功率密度越高，空化效果越強，清洗效果越好，清洗速度也越快，對于不同材質的清洗物件，應采用不同功率密度的超聲功率，才能達到理想的清洗效果。因此，超聲功率除進行初步計算外，還可以輔以下列方法進行測定調 整 ：（1）錫箔打孔法（2）掛片實驗（3）手感試驗。超聲波的頻率經(jīng)過確定后，一般不做調節(jié)，而功率則可任意調節(jié)，可由0至zui大功率輸出。以滿足工作要求。同時，超聲波對膠塞的清洗，因膠塞具有*的弱性特點，更易達到 臟物被剝離、分解和脫落的目的。 
3.3.2清洗系統(tǒng) 
超聲波清洗是一種清洗新工藝，新技術，是清洗系統(tǒng)中的一個主要組成部分，需要其它工藝部分的合理配置、有機組合才能達到理想的清洗目的。 
3.3.2.1清洗液量的合理配置。膠塞的比重比水大，狀態(tài)是下沉水面堆積成一個扇形膠塞堆。根據(jù)清洗容量的大小其扇形面zui大高度可達300-500mm所以任何清洗方式被清洗下來的污垢想通過這么厚的膠塞堆積層后排出是很困難的，如排不出的這些臟物，只能在膠塞堆積層之間轉移和相互污染。因此，在清洗時，一要保證清洗液上水位要高出堆積膠塞的上平面一個合理的距離。二要使清洗桶慢轉動，在攪拌葉的帶動下，使膠塞堆積層松動并使膠塞在清洗液中呈漂浮狀態(tài)。這樣就可拉大膠塞堆積想到之間的距離，清洗下來的臟物容易在膠塞之間的曲徑上浮至清洗液表面，輕漂臟物經(jīng)溢流口 排出，比重大的則被循環(huán)水泵抽出。 
3.3.2.2溢流排污的動態(tài)條件。 
清洗下來的臟物升至清洗表面后，如何又使其向徑向兩側流動，穿過清洗桶桶壁上致密的。