Produkty w aerozolu są wszędzie – lakiery do włosów, środki owadobójcze, farby, środki czyszczące, spraye medyczne… Kluczem do ich równomiernego i spójnego rozpylania jest dojrzały i rygorystyczny proces napełniania aerozolem. Ten artykuł w możliwie przejrzysty sposób przeprowadzi Cię przez cały proces, od surowców po gotowe puszki aerozolowe.
1. Na czym polega proces napełniania aerozolem?
Proces napełniania aerozolu odnosi się do pełnego zestawu technik produkcyjnych obejmujących zamknięcie koncentratu produktu (składniki aktywne + rozpuszczalniki + dodatki) wraz z propelentem (gazem wytwarzającym ciśnienie) wewnątrz puszki aerozolowej oraz zainstalowanie zaworu w taki sposób, że po naciśnięciu przycisku przez konsumenta produkt zostanie dozowany w postaci mgły, piany lub strumienia cieczy.
Obecnie na świecie istnieją tylko dwie główne metody napełniania aerozoli: metoda napełniania na zimno (proces tradycyjny) i metoda napełniania ciśnieniowego (nowoczesny, powszechnie stosowany proces). Zostały one opisane poniżej.
2. Proces napełniania na zimno
Proces napełniania na zimno jest starszą metodą, której podstawową zasadą jest działanie w niskiej temperaturze.
(1) Kroki operacyjne
Głębokie chłodzenie: Koncentrat produktu i skroplony gaz pędny (taki jak propan lub butan) schładza się oddzielnie do temperatury około -30°C do -40°C, aby zapewnić, że gaz pędny pozostanie w stanie ciekłym.
Napełnianie produktu: Ochłodzony płynny koncentrat wstrzykuje się najpierw do puszki aerozolowej.
Dodaj propelent: Zaraz potem dodaj schłodzony ciekły propelent do tej samej puszki.
Uszczelnienie zagniatane: Szybko umieść zawór i trwale uszczelnij go na otworze puszki poprzez mechaniczne zaciśnięcie.
Rozgrzewanie i testowanie szczelności: Pozostawić puszkę aerozolową do naturalnego ogrzania do temperatury pokojowej; paliwo odparowuje i rozszerza się, wytwarzając ciśnienie. Na koniec zanurz wszystkie puszki w gorącej kąpieli wodnej i obserwuj, czy nie pojawiają się pęcherzyki (wycieki).
(2) Zalety i wady
Zalety: Proces jest prosty i odpowiedni dla materiałów pędnych lub produktów wrażliwych na ciepło.
Wady: Niezwykle wysokie zużycie energii (wymaga wydajnego sprzętu chłodniczego); wilgoć w powietrzu może zamarznąć w niskich temperaturach i przedostać się do puszki, potencjalnie powodując rdzę lub zablokowanie zaworu.
Obecnie metodę napełniania na zimno stosuje się głównie w przypadku niektórych aerozoli farmaceutycznych lub specjalnych produktów przemysłowych; jest rzadko używany w przypadku towarów ogólnego użytku.
3. Proces napełniania ciśnieniowego
Proces napełniania ciśnieniowego jest obecnie najpowszechniej stosowaną metodą na świecie. Jest wykonywany w temperaturze pokojowej i zapewnia dużą szybkość i niski koszt.
(1) Kroki operacyjne
Napełnianie produktu: Do pojemnika z aerozolem wstrzyknąć płynny koncentrat o temperaturze pokojowej.
Zakładanie i zaciskanie: Umieścić zawór na otworze puszki i ścisnąć go mechanicznie za pomocą zaciskarki, tworząc uszczelkę.
Ładowanie paliwa pędnego: Za pomocą specjalnej maszyny do napełniania ciśnieniowego paliwo jest wtłaczane do puszki pod wysokim ciśnieniem przez trzpień zaworu. Propelentem może być gaz skroplony (taki jak butan) lub gaz sprężony (taki jak azot).
Test szczelności w gorącej kąpieli wodnej: Każdą puszkę zanurza się w gorącej łaźni wodnej o temperaturze około 54°C w celu sprawdzenia, czy nie występują pęcherzyki wyciekające. Jednocześnie gorąca woda zmiękcza uszczelkę zaworu, wzmacniając efekt uszczelnienia.
Instalacja siłownika: Po zakończeniu testów instalowana jest dysza (siłownik) i nasadka, a gotowy produkt jest gotowy do wysyłki.
(2) Zalety i wady
Zalety: Nie wymaga chłodzenia, niskie zużycie energii; wysoka wydajność produkcji; nadaje się do większości produktów konsumenckich (lakiery do włosów, środki czyszczące, dezodoranty itp.).
Wady: Nie nadaje się do wszystkich paliw (na przykład sprężone gazy pod wysokim ciśnieniem są trudne do wtryskiwania przez zawór).
4. Porównanie dwóch procesów
Projekt |
Metoda napełniania na zimno |
Metoda napełniania ciśnieniowego |
Temperatura pracy |
-30°C do -40°C |
Temperatura pokojowa |
Czas wtrysku paliwa pędnego |
Przed zamknięciem (stan płynny) |
Po zamknięciu (wstrzyknięcie przez zawór) |
Wymagane chłodzenie |
Tak (wysokie zużycie energii) |
NIE |
Wydajność produkcji |
Niski |
Wysoki |
Typowe zastosowania |
Leki, niektóre farby specjalistyczne |
Lakier do włosów, detergenty, środki owadobójcze, dezodoranty |
Koszt |
Wysoki |
Niski |
Streszczenie
Proces napełniania aerozolu nie jest skomplikowany, ale wymaga niezwykle wysokich standardów precyzji i bezpieczeństwa. W nowoczesnej produkcji przemysłowej napełnianie ciśnieniowe stało się preferowaną metodą dla zdecydowanej większości produktów aerozolowych ze względu na jego wydajność, opłacalność i wszechstronność. Niezależnie od zastosowanej metody, każda puszka aerozolu musi przejść rygorystyczny test szczelności w gorącej kąpieli wodnej, zanim będzie mogła zostać oznakowana i dostarczona konsumentom.
