Propelan aerosol adalah zat yang memberikan tekanan yang diperlukan untuk mengeluarkan produk dari wadah aerosol. Mereka membantu mendorong formulasi melalui katup dan aktuator, menciptakan semprotan, kabut, busa, atau aliran.

Pemilihan propelan mempengaruhi kinerja semprotan produk aerosol, tekanan, kompatibilitas formulasi, keamanan, dan proses pengisian. Dua kategori utama adalah propelan gas cair dan propelan gas terkompresi.

Apa Fungsi Propelan Aerosol?

Dalam kemasan aerosol konvensional, propelan disimpan di bawah tekanan di dalam wadah. Ketika katup terbuka, tekanan mendorong produk keluar melalui katup dan aktuator.

Banyak propelan aerosol merupakan gas cair. Pada suhu penyimpanan normal, mereka dapat berbentuk cair dan uap di dalam wadah bertekanan. Saat produk dikeluarkan, sebagian propelan cair menguap untuk mengisi ruang uap, membantu menjaga tekanan sementara propelan cair tetap ada.

Propelan juga dapat bertindak sebagai pelarut atau pengencer dalam beberapa formulasi. Misalnya DME memiliki sifat pelarut dan dapat kompatibel dengan bahan tertentu. Namun, kesesuaiannya bergantung pada formulasi spesifik dan bahan kemasan.

1. Propelan Gas Cair

Propelan gas cair disimpan sebagai cairan di bawah tekanan dan menghasilkan uap yang membantu memberi tekanan pada wadah aerosol. Contoh umum termasuk CFC, HCFC, HFC, LPG, dan DME.

(1) CFC (Klorofluorokarbon)

CFC secara historis digunakan dalam produk aerosol karena karakteristik tekanannya yang berguna dan sifat mudah terbakar yang rendah. Namun, bahan-bahan tersebut merusak lapisan ozon dan telah dihapuskan atau dibatasi di banyak penerapan dan pasar.

(2) HCFC (Hidroklorofluorokarbon)

HCFC diperkenalkan sebagai alternatif transisi terhadap CFC. Meskipun potensi penipisan ozon secara umum lebih rendah, namun hal ini masih dapat berdampak pada lapisan ozon dan memerlukan pengendalian bertahap. Penggunaannya saat ini bergantung pada bahan, aplikasi, dan peraturan setempat.

(3) HFC (Hidrofluorokarbon)

HFC tidak mengandung klorin dan umumnya tidak merusak lapisan ozon. Beberapa telah digunakan dalam aplikasi aerosol yang memerlukan tekanan tertentu atau karakteristik mudah terbakar. Namun, banyak HFC yang mempunyai potensi pemanasan global yang tinggi dan tunduk pada pembatasan terkait iklim.

(4) LPG (Gas Petroleum Cair)

LPG tingkat aerosol umumnya mengandung propana, butana, isobutana, atau campuran gas-gas tersebut. Ini banyak digunakan dalam produk aerosol rumah tangga, perawatan pribadi, otomotif, dan industri.

LPG sering dipilih karena ketersediaannya, biayanya, dan karakteristik tekanannya yang dapat disesuaikan. Bahan ini mudah terbakar, sehingga formulasi, desain wadah, operasi pengisian, dan penyimpanan harus memperhitungkan risiko kebakaran dan ledakan.

(5) DME (Dimetil Eter)

DME digunakan dalam berbagai produk aerosol rumah tangga, perawatan pribadi, dan industri. Ia memiliki sifat pelarut dan dapat membantu melarutkan atau bercampur dengan bahan formulasi tertentu.

DME mudah terbakar. Kompatibilitasnya dengan formulasi produk, pelapis wadah, komponen katup, dan segel harus dinilai sebelum digunakan.

2.  Propelan Gas Terkompresi

Propelan gas terkompresi disimpan sebagai gas di bawah tekanan. Dalam banyak kemasan aerosol konvensional, gas menempati ruang utama di atas produk.

Saat produk disalurkan, gas mengembang ke ruang kepala yang semakin besar, sehingga tekanan wadah biasanya menurun. Hal ini dapat menyebabkan kinerja semprotan melemah saat wadah dikosongkan.

Gas terkompresi yang umum digunakan dalam aplikasi aerosol termasuk nitrogen, karbon dioksida, dan argon. Nitrous oksida juga digunakan dalam beberapa aplikasi, tetapi perilaku fasanya bergantung pada tekanan dan suhu; dalam kondisi aerosol yang khas, ia mungkin hadir sebagai gas cair.

(1) Nitrogen (N₂)

Nitrogen adalah gas inert dan tidak mudah terbakar yang digunakan dalam beberapa produk aerosol dan sistem bag-on-valve (BOV). Ini cocok bila formulasinya harus tetap terpisah dari propelan.

(2) Karbon Dioksida (CO₂)

Karbon dioksida digunakan dalam aplikasi aerosol tertentu. Bahan ini tidak mudah terbakar, namun dapat larut dalam beberapa formulasi dan dapat mempengaruhi sifat produk. Kesesuaiannya tergantung pada formulasi dan kinerja penyaluran yang diperlukan.

(3) Argon (Ar)

Argon adalah gas inert dan tidak mudah terbakar yang digunakan dalam aplikasi khusus. Ini kurang umum dibandingkan nitrogen pada produk aerosol pada umumnya, dan penggunaannya bergantung pada persyaratan kinerja, ketersediaan, dan biaya.

(4) Nitrous Oksida (N₂O)

Nitrous oksida digunakan dalam aplikasi khusus tertentu, termasuk beberapa produk yang berhubungan dengan makanan. Perilakunya di bawah tekanan berbeda dengan gas seperti nitrogen, dan tidak boleh dianggap dapat dipertukarkan dengan nitrogen. Meskipun tidak mudah terbakar, namun dapat mendukung pembakaran.

3. Gas Cair vs. Gas Terkompresi

Ini adalah kecenderungan umum. Kinerja sebenarnya tergantung pada propelan, formulasi, suhu, wadah, katup, dan sistem penyaluran.

4. Cara Memilih Propelan Aerosol

Pemilihan propelan harus didasarkan pada produk aerosol yang lengkap, bukan hanya gas itu sendiri. Faktor penting meliputi:

 

l Kompatibilitas formulasi:  Dapatkah propelan bercampur dengan produk, atau tetap kompatibel tanpa mempengaruhi kualitasnya?

l Performa penyemprotan:  Apakah memberikan tekanan, laju pelepasan, dan pola penyemprotan yang diperlukan?

l Desain paket: Apakah produk akan bersentuhan langsung dengan propelan, atau dipisahkan dengan kantong BOV?

l Keamanan: Apakah risiko mudah terbakar, tekanan, pengisian, penyimpanan, dan transportasi ditangani dengan benar?

l Kompatibilitas wadah dan katup:  Dapatkah komponen kemasan menahan tekanan dan tetap kompatibel dengan formulasi?

l Persyaratan peraturan: Apakah propelan diizinkan untuk produk dan target pasar yang dituju?

l Proses pengisian:  Apakah produk memerlukan pengisian aerosol konvensional atau sistem pengisian BOV?

 

Pilihan akhir harus diverifikasi melalui formulasi dan pengujian kemasan, menggunakan spesifikasi pemasok dan peraturan yang berlaku.

Kesimpulan

Propelan aerosol memberikan tekanan yang diperlukan untuk mengeluarkan produk aerosol. Gas cair seperti LPG dan DME banyak digunakan dalam sistem aerosol konvensional, sedangkan gas terkompresi seperti nitrogen dan karbon dioksida digunakan dalam aplikasi tertentu, termasuk banyak sistem BOV.

Propelan yang tepat bergantung pada formulasi, kinerja semprotan, pengemasan, keamanan, persyaratan pengisian, dan peraturan setempat. Memahami perbedaan antara gas cair dan gas terkompresi membantu produsen memilih propelan yang sesuai dan merancang produk aerosol yang andal.