Aerozoliniai raketiniai degalai yra medžiagos, užtikrinančios slėgį, reikalingą produktui iš aerozolio talpyklos išpilti. Jie padeda prastumti kompoziciją per vožtuvą ir pavarą, sukuriant purškimą, rūką, putas ar srovę.

Propelento pasirinkimas turi įtakos aerozolinio produkto purškimo efektyvumui, slėgiui, kompozicijos suderinamumui, saugai ir užpildymo procesui. Dvi pagrindinės kategorijos yra suskystintos dujos ir suslėgtos dujos.

Ką veikia aerozolinis propelentas?

Įprastoje aerozolio pakuotėje propelentas laikomas esant slėgiui talpyklos viduje. Kai vožtuvas atsidaro, slėgis išstumia gaminį per vožtuvą ir pavarą.

Daugelis aerozolinių raketinių medžiagų yra suskystintos dujos. Esant normaliai laikymo temperatūrai, jie gali egzistuoti kaip skystis ir garai slėginėje talpykloje. Kai produktas išleidžiamas, dalis skystojo raketinio kuro išgaruoja, kad papildytų garų erdvę, o tai padeda išlaikyti slėgį, kol skystas raketinis kuro lieka.

Kai kuriose kompozicijose propelentas taip pat gali veikti kaip tirpiklis arba skiediklis. Pavyzdžiui, DME turi tirpiklių savybių ir gali būti suderinama su tam tikrais ingredientais. Tačiau jo tinkamumas priklauso nuo konkrečios sudėties ir pakavimo medžiagų.

1. Suskystintos dujinės raketos

Suskystintos dujinės raketinės medžiagos yra laikomos kaip skystis esant slėgiui ir gamina garus, kurie padeda padidinti slėgį aerozolio talpykloje. Įprasti pavyzdžiai yra CFC, HCFC, HFC, LPG ir DME.

(1) CFC (chlorfluorangliavandeniliai)

CFC istoriškai buvo naudojami aerozoliniuose gaminiuose dėl jų naudingų slėgio charakteristikų ir mažo degumo. Tačiau jie pažeidžia ozono sluoksnį ir buvo palaipsniui panaikinti arba apriboti daugelyje programų ir rinkų.

(2) HCFC (hidrochlorfluorangliavandeniliai)

HCFC buvo pristatyti kaip pereinamojo laikotarpio alternatyva CFC. Nors jų ozono sluoksnio ardymo potencialas paprastai yra mažesnis, jie vis tiek gali paveikti ozono sluoksnį ir yra palaipsniui kontroliuojami. Dabartinis jų naudojimas priklauso nuo medžiagos, naudojimo ir vietinių taisyklių.

(3) HFC (hidrofluorangliavandeniliai)

HFC neturi chloro ir paprastai neardo ozono sluoksnio. Kai kurie iš jų buvo naudojami aerozoliams, kuriems reikia ypatingo slėgio ar degumo charakteristikų. Tačiau daugelis HFC turi didelį pasaulinio atšilimo potencialą ir jiems taikomi su klimatu susiję apribojimai.

(4) SND (suskystintos naftos dujos)

Aerozolių SND paprastai yra propano, butano, izobutano arba šių dujų mišinių. Jis plačiai naudojamas namų apyvokos, asmens priežiūros, automobilių ir pramoninių aerozolių gaminiuose.

SND dažnai pasirenkamos dėl jų prieinamumo, kainos ir reguliuojamų slėgio charakteristikų. Jis yra degus, todėl formuluojant, talpos konstrukcijoje, pildymo operacijose ir sandėliuojant turi būti atsižvelgiama į gaisro ir sprogimo riziką.

(5) DME (dimetilo eteris)

DME naudojamas įvairiuose buities, asmens priežiūros ir pramoniniuose aerozoliuose. Jis turi tirpiklių savybių ir gali padėti ištirpinti arba sumaišyti su tam tikrais preparato ingredientais.

DME yra degus. Prieš naudojimą reikia įvertinti jo suderinamumą su produkto sudėtimi, talpyklos danga, vožtuvų komponentais ir sandarikliais.

2.  Suslėgtos dujos

Suslėgtos dujinės raketos laikomos kaip dujos esant slėgiui. Daugelyje įprastų aerozolių pakuočių dujos užima viršutinę erdvę virš gaminio.

Kai produktas išleidžiamas, dujos išsiplečia į didėjančią viršutinę erdvę, todėl konteinerio slėgis paprastai sumažėja. Dėl to purškimo efektyvumas gali susilpnėti, kai talpa ištuštėja.

Įprastos suslėgtos dujos, naudojamos aerozoliuose, yra azotas, anglies dioksidas ir argonas. Azoto oksidas taip pat naudojamas kai kuriose srityse, tačiau jo fazinis elgesys priklauso nuo slėgio ir temperatūros; įprastomis aerozolio sąlygomis jis gali būti suskystintų dujų pavidalu.

(1) Azotas (N2)

Azotas yra inertiškos, nedegios dujos, naudojamos kai kuriuose aerozoliniuose gaminiuose ir maišelio ant vožtuvo (BOV) sistemose. Jis gali būti tinkamas, kai formulę reikia atskirti nuo raketinio kuro.

(2) Anglies dioksidas (CO₂)

Anglies dioksidas naudojamas kai kuriuose aerozoliuose. Jis yra nedegus, bet gali ištirpti kai kuriose kompozicijose ir gali turėti įtakos produkto savybėms. Jo tinkamumas priklauso nuo formulės ir reikiamo dozavimo efektyvumo.

(3) Argonas (Ar)

Argonas yra inertinės, nedegios dujos, naudojamos specializuotose srityse. Jis yra mažiau paplitęs nei azotas bendruose aerozoliniuose gaminiuose, o jo naudojimas priklauso nuo veikimo reikalavimų, prieinamumo ir kainos.

(4) Azoto oksidas (N2O)

Azoto oksidas naudojamas tam tikrose specializuotose srityse, įskaitant kai kuriuos su maistu susijusius produktus. Jo elgesys esant slėgiui skiriasi nuo dujų, tokių kaip azotas, elgsenos, todėl jis neturėtų būti laikomas azotu keičiamu. Nors jis pats nėra degus, jis gali palaikyti degimą.

3. Suskystintos dujos prieš suslėgtas dujas

Tai bendros tendencijos. Faktinis veikimas priklauso nuo raketinio kuro, sudėties, temperatūros, talpyklos, vožtuvo ir dozavimo sistemos.

4. Kaip pasirinkti aerozolinį raketinį kurą

Propelento pasirinkimas turėtų būti pagrįstas visu aerozoliniu produktu, o ne tik pačiomis dujomis. Svarbūs veiksniai apima:

 

l Formulės suderinamumas:  ar raketinis kuras gali susimaišyti su produktu arba išlikti suderinamas nepakenkiant jo kokybei?

l Purškimo efektyvumas:  ar jis užtikrina reikiamą slėgį, išleidimo greitį ir purškimo būdą?

l Pakuotės dizainas: ar produktas tiesiogiai susilies su raketiniu kuru, ar bus atskirtas BOV maišu?

l Sauga: ar tinkamai atsižvelgta į degumo, slėgio, užpildymo, laikymo ir transportavimo riziką?

l Talpyklos ir vožtuvo suderinamumas:  ar pakuotės komponentai gali atlaikyti slėgį ir išlikti suderinami su sudėtimi?

l Norminiai reikalavimai: ar raketinis kuras leidžiamas numatytam produktui ir tikslinei rinkai?

l Pildymo procesas:  ar gaminiui reikia įprasto aerozolio užpildymo ar BOV pildymo sistemos?

 

Galutinis pasirinkimas turėtų būti patikrintas atliekant formulės ir pakuotės bandymus, naudojant tiekėjo specifikacijas ir taikomus reglamentus.

Išvada

Aerozoliniai propelentai užtikrina slėgį, reikalingą aerozoliniams produktams išpilti. Suskystintos dujos, tokios kaip SND ir DME, plačiai naudojamos įprastose aerozolių sistemose, o suslėgtos dujos, tokios kaip azotas ir anglies dioksidas, naudojamos tam tikrose srityse, įskaitant daugelį BOV sistemų.

Tinkamas raketinis kuras priklauso nuo formulės, purškimo efektyvumo, pakuotės, saugos, užpildymo reikalavimų ir vietinių taisyklių. Suskystintų ir suslėgtų dujų skirtumų supratimas padeda gamintojams pasirinkti tinkamą raketinį kurą ir sukurti patikimą aerozolinį gaminį.