Chất đẩy khí dung là những chất cung cấp áp suất cần thiết để phân phối sản phẩm từ bình chứa khí dung. Chúng giúp đẩy công thức qua van và bộ truyền động, tạo ra tia phun, sương mù, bọt hoặc dòng.

Việc lựa chọn chất đẩy ảnh hưởng đến hiệu suất phun, áp suất, khả năng tương thích công thức, độ an toàn và quy trình làm đầy của sản phẩm bình xịt. Hai loại chính là chất đẩy khí hóa lỏng và chất đẩy khí nén.

Chất đẩy khí dung có tác dụng gì?

Trong gói khí dung thông thường, chất đẩy được lưu trữ dưới áp suất bên trong thùng chứa. Khi van mở, áp suất sẽ đẩy sản phẩm ra ngoài qua van và bộ truyền động.

Nhiều chất đẩy khí dung là khí hóa lỏng. Ở nhiệt độ bảo quản bình thường, chúng có thể tồn tại dưới dạng chất lỏng và hơi bên trong thùng chứa có áp suất. Khi sản phẩm được phân phối, một số chất đẩy lỏng sẽ bay hơi để bổ sung không gian hơi, giúp duy trì áp suất trong khi chất đẩy lỏng vẫn còn.

Chất đẩy cũng có thể hoạt động như dung môi hoặc chất pha loãng trong một số công thức. Ví dụ, DME có đặc tính dung môi và có thể tương thích với một số thành phần nhất định. Tuy nhiên, sự phù hợp của nó phụ thuộc vào công thức và vật liệu đóng gói cụ thể.

1. Chất đẩy khí hóa lỏng

Chất đẩy khí hóa lỏng được lưu trữ dưới dạng chất lỏng dưới áp suất và tạo ra hơi giúp tạo áp suất cho bình chứa khí dung. Các ví dụ phổ biến bao gồm CFC, HCFC, HFC, LPG và DME.

(1) CFC (Chlorofluorocarbon)

CFC trước đây được sử dụng trong các sản phẩm bình xịt vì đặc tính áp suất hữu ích và tính dễ cháy thấp của chúng. Tuy nhiên, chúng làm hỏng tầng ozone và đã bị loại bỏ hoặc hạn chế trong nhiều ứng dụng và thị trường.

(2) HCFC (Hydrochlorofluorocarbon)

HCFC được giới thiệu như là chất thay thế chuyển tiếp cho CFC. Mặc dù khả năng làm suy giảm tầng ozone của chúng nhìn chung thấp hơn nhưng chúng vẫn có thể ảnh hưởng đến tầng ozone và phải được kiểm soát theo từng giai đoạn. Việc sử dụng hiện tại của chúng phụ thuộc vào chất, ứng dụng và quy định của địa phương.

(3) HFC (Hydrofluorocarbon)

HFC không chứa clo và thường không làm suy giảm tầng ozone. Một số đã được sử dụng trong các ứng dụng bình xịt đòi hỏi áp suất đặc biệt hoặc đặc tính dễ cháy. Tuy nhiên, nhiều HFC có tiềm năng làm nóng lên toàn cầu cao và phải chịu những hạn chế liên quan đến khí hậu.

(4) LPG (Khí dầu mỏ hóa lỏng)

LPG cấp khí dung thường chứa propan, butan, isobutane hoặc hỗn hợp các loại khí này. Nó được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm bình xịt gia dụng, chăm sóc cá nhân, ô tô và công nghiệp.

LPG thường được lựa chọn vì tính sẵn có, giá thành và đặc tính áp suất có thể điều chỉnh được. Nó dễ cháy nên việc xây dựng, thiết kế thùng chứa, vận hành đóng gói và bảo quản phải tính đến nguy cơ cháy nổ.

(5) DME (Dimethyl Ether)

DME được sử dụng trong nhiều loại sản phẩm bình xịt gia dụng, chăm sóc cá nhân và công nghiệp. Nó có đặc tính dung môi và có thể giúp hòa tan hoặc trộn với một số thành phần công thức nhất định.

DME dễ cháy. Khả năng tương thích của nó với công thức sản phẩm, lớp phủ thùng chứa, các bộ phận van và vòng đệm phải được đánh giá trước khi sử dụng.

2.  Chất đẩy khí nén

Nhiên liệu đẩy khí nén được lưu trữ dưới dạng khí dưới áp suất. Trong nhiều gói bình xịt thông thường, khí chiếm khoảng không gian phía trên sản phẩm.

Khi sản phẩm được phân phối, khí sẽ giãn nở vào khoảng trống ngày càng tăng, do đó áp suất bình chứa thường giảm. Điều này có thể khiến hiệu suất phun yếu đi khi thùng chứa rỗng.

Các loại khí nén phổ biến được sử dụng trong các ứng dụng khí dung bao gồm nitơ, carbon dioxide và argon. Oxit nitơ cũng được sử dụng trong một số ứng dụng, nhưng tính chất pha của nó phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ; trong điều kiện khí dung điển hình, nó có thể tồn tại dưới dạng khí hóa lỏng.

(1) Nitơ (N₂)

Nitơ là một loại khí trơ, không cháy được sử dụng trong một số sản phẩm bình xịt và hệ thống túi trên van (BOV). Nó có thể phù hợp khi công thức cần tách biệt khỏi chất đẩy.

(2) Cacbon Dioxit (CO₂)

Carbon dioxide được sử dụng trong các ứng dụng bình xịt được lựa chọn. Nó không cháy nhưng có thể hòa tan trong một số công thức và có thể ảnh hưởng đến đặc tính của sản phẩm. Sự phù hợp của nó phụ thuộc vào công thức và hiệu suất phân phối cần thiết.

(3) Argon (Ar)

Argon là loại khí trơ, không cháy được sử dụng trong các ứng dụng chuyên dụng. Nó ít phổ biến hơn nitơ trong các sản phẩm bình xịt nói chung và việc sử dụng nó phụ thuộc vào yêu cầu về hiệu suất, tính sẵn có và chi phí.

(4) Nitơ oxit (N₂O)

Oxit nitơ được sử dụng trong một số ứng dụng chuyên biệt, bao gồm một số sản phẩm liên quan đến thực phẩm. Hành vi của nó dưới áp suất khác với hành vi của các loại khí như nitơ và không nên coi nó là có thể thay thế được với nitơ. Mặc dù bản thân nó không dễ cháy nhưng nó có thể hỗ trợ quá trình đốt cháy.

3. Khí hóa lỏng so với khí nén

Đây là những xu hướng chung. Hiệu suất thực tế phụ thuộc vào chất đẩy, công thức, nhiệt độ, bình chứa, van và hệ thống phân phối.

4. Cách chọn chất đẩy khí dung

Việc lựa chọn chất đẩy phải dựa trên sản phẩm khí dung hoàn chỉnh chứ không chỉ dựa trên bản thân khí. Các yếu tố quan trọng bao gồm:

 

l Khả năng tương thích của công thức:  Chất đẩy có thể trộn với sản phẩm hoặc vẫn tương thích mà không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm không?

l Hiệu suất phun:  Nó có cung cấp áp suất, tốc độ xả và kiểu phun cần thiết không?

l Thiết kế bao bì: Sản phẩm sẽ tiếp xúc trực tiếp với chất đẩy hay được ngăn cách bằng túi BOV?

l An toàn: Các rủi ro về tính dễ cháy, áp suất, đổ đầy, lưu trữ và vận chuyển có được giải quyết đúng cách không?

l Khả năng tương thích của thùng chứa và van:  Các thành phần của gói có thể chịu được áp suất và vẫn tương thích với công thức không?

l Yêu cầu pháp lý: Chất đẩy có được phép sử dụng cho sản phẩm dự định và thị trường mục tiêu không?

l Quy trình chiết rót:  Sản phẩm có yêu cầu chiết rót khí dung thông thường hay hệ thống chiết rót BOV không?

 

Lựa chọn cuối cùng phải được xác minh thông qua công thức và thử nghiệm đóng gói, sử dụng các thông số kỹ thuật của nhà cung cấp và các quy định hiện hành.

Phần kết luận

Chất đẩy khí dung cung cấp áp suất cần thiết để phân phối các sản phẩm khí dung. Các khí hóa lỏng như LPG và DME được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống khí dung thông thường, trong khi các khí nén như nitơ và carbon dioxide được sử dụng trong các ứng dụng chọn lọc, bao gồm nhiều hệ thống BOV.

Chất đẩy phù hợp phụ thuộc vào công thức, hiệu suất phun, bao bì, độ an toàn, yêu cầu chiết rót và quy định của địa phương. Hiểu được sự khác biệt giữa khí hóa lỏng và khí nén giúp các nhà sản xuất lựa chọn chất đẩy phù hợp và thiết kế một sản phẩm bình phun đáng tin cậy.