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O propelente no desenvolvimento de produtos no aerossol Parte 1

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A fórmula de um produto no aerossol não só se refere ao quanto sabemos que tão concentrado é, mas também devemos incluir no propulsor, que é o que da energia a descarga e pulverização, por isso é importante conhecer suas qualidades, vantagens e desvantagens para sua escolha. Por eles hoje publicamos o assunto: O Propelente no Desenvolvimento de Produtos no Aerossol.

La fórmula de un producto en aerosol no solo la compone lo que conocemos como concentrado, sino también el propelente, que es lo que proporciona la energía necesaria para descargar y pulverizar el producto; por lo cual es importante conocer sus propiedades, ventajas y desventajas para su correcta selección. Por ello hoy publicamos el tema: El Propelente en el Desarrollo de Productos en Aerosol. 

Conteúdo

1. Introdução

2. Mercado do aerossol

2.1 Categorías de produtos no aerossol

2.2 Mercado Global (unidades)

3. Operação do sistema aerossol

4. Vantagem, dos produtos no aerossol

5. O hélice

6. Clasificação de propelentes

6.1 Gases liquefeitos (halocarbonos)

6.2 Gases liquefeitos (hidrocarburos)

6.3 Gases liquefeitos (Éteres)

6.4 Gases comprimidos

7. Propriedades FQ de propelentes

8. Relação de enchimento

8.1 Considerações ao selecionar propelentes

8.2 Determinação da relação de enchimento

9. Enchimento do aerossol

1. Introdução

Os formuladores enfrentam frequentemente o desafio de desenvolver produtos de qualidade em curtos períodos de tempo e precisamente com o tempo e a experiencia se tornam especialistas na formulação das principais formas físicas (líquidos, semisólidos, cremes, gels, etc.) debaixo dessas condições. No entanto, quando se trata de desenvolver aerossóis, generalmente falta de conhecimento técnico, pois a formulação de um produto aerossol é mais complexa do que a de um líquido ou semisólido. Com os aerossóis deveria considerar o sistema completo: concentrado, válvula, ativador, embalagem e, claro, o propulsor, porque cada componente é importante e deve ser selecionado corretamente para que o produto seja funcional. Além disso, o produto deve ser formulado tendo em vista as características físico-químicas (viscosidade, pH, tamanho das partículas, etc.)  necessário para poder ser levado da forma aerossol

2. Mercado do aerossol

2.1 Segmentação de produtos no aerossol (% produção Europa 2017)

A tabela acima mostra a segmentação do mercado de aerossóis para visualizar a enorme variedade de produtos que podem ser formulados a forma de aerossóis. Estes dados pertenecem ao mercado europeo de 2017. Que no primeiro segmento temos os produtos para os cuidados pessoais que presentam uns 56.6% da produção. Entre eles o maior consumo são os desodorantes, anti-transpirantes, seguido pelos fixadores para o cabelo.

Também está o segmento dos produtos para o cuidado de casa. Entre eles se destaca o insetcida, aromatizantes, polidores e limpeza de forno, de cozinha, de banhos, incluindo produtos para o cuidado de calçado. Com menos volume, mas não menos importantes, estão os produtos industriais: automotices, de pinturas e de aplicação técnico. Também incluem os produtos farmacêuticos.

2.2. Produção Global (milhões de unidades)

A tabela mostra os números da produção mundial de aerossóis, os datos estão actualizados até 2014, no entanto, é apresentado uma projeção

de 2020 e esta projeção tem um resultado muito próximo da realidade. Europa tem o maior volume seguido por América do Norte, e os países da região Ásia-Pacífico, é estimado que para este ano estará produzindo ao redor de 17 mil 500 milhões de unidades, o consumo per capita dos aerossóis a nivel mundial é em torno de duas unidades.

3. Funcionamiento do Sistema Aerossol

Basicamente o aerossol consiste em cinco elementos: o recipiente, o concentrado, a válvula, o ativador e o propulsor que é um dos componentes principais. Selecionando e combinando cada um deles corretamente resultará no produto com a aplicação desejada e características de desempenho.

Na imagem temos o esquema da operação de um spray monofásico com propulsor liquefeito; na área representada em amarelo é a

mistura de concentrado com propulsor em fase líquida e na câmara de expansão a fração que entrou na fase de vapor, que coloca pressão sobre esta mistura, de modo que quando o ativador é pressionado a mistura sobe pelo tubo de imersão e descarregada e pela mudança de pressão o propelente de fase líquida vaporiza imediatamente causando a pulverização do concentrado.

4. Vantagens do Sistema do Aerossol

¿ Porque formular produtos no aerossol?

Basicamente porque nos oferecem muitas vantagens sobre outras formas de dispensado.

5. O Propelente

No entanto, a fim de ser utilizado em aerossóis deve ter pelo menos as seguintes características

Tecnicamente é uma sustancia química com uma pressão de vapor maior da pressão atmosférico a 105 F (40,6 C).

Características principais

Químicamente inerte: ou seja, não reagir com os componentes da fórmula.

Sem cheiro: não alterar o aroma ou o sabor dos produtos.

Pressão adequado (10-110 psig): de acordo com as necessidades do produto

Impacto ambiental mínimo: são cada vez mais obrigados a promover com um melhor perfil ecológico.

Não corrosivo.

Solúvel no concentrado: preferência

Preço adequado: para poder ser competitivos

Funçoes

Proporciona a pressão de vapor necessário para baixar ou dispensar o produto desde dentro para fora. Determina as características de descarga do produto

Quando o propelente é liquefeito, pode ter algumas funções secundárias:

Solvente. 

Mais fino 

Modificador de viscosidade. 

Enfriador. 

Desengordurante.

6. Classificação dos propelentes

Classificação general

Os propelentes são classificados em dois grandes grupos: gases liquefeitos e comprimidos:

A característica principal que tem os gases líquidos é que mantenham sua pressão desde o princípio até o final do produto e isso é possível por causa dos propelentes que são pressurizados passam para sua forma física, mas uma fração deles evapora e passa para a fase de vapor establecendo um equilíbrio. A pressão neste equilibrio é o que é chamado Pressão de Vapor e é independente da quantidade de líquido presente, daí a medida que está sendo baixada no produto, todas as moléculas passam da fase líquida para a fase de vapor, restaurar o equilíbrio e obviamente a pressão.

Os gases comprimidos perdem sua pressão a medida de que o produto está sendo usado e isso porque respondem a Lei de Boyle a temperatura constante. Isto é, esta lei indica que a pressão é inversamente proporcional ao volume que ocupa o gás, o que significa que a pressão vai diminuindo de uma forma linear quando aumenta

o volume da câmera de expansão, isto é, o volume aumenta 100 por cento, a pressão cairá para 50 por cento.

6.1 Gases líquidos (halocarbonos)

Uma das principais características dos halocarbonos que são usados atualmente é o seu bom perfil ecológico e suas características de não-inflamabilidade em dois deles, mas eles têm como limitação que ainda são de alto preço.

6.2 Gases líquidos (hidrocarburos)

Do grupo do hidrocarboneto você tem a série linear e alguns isómeros do metano ao pentane. No entanto, metano e etano têm pressões muito elevadas para que eles são pouco utilizados e de hexano já temos em forma líquida.

Comercialmente, as misturas do propano, do butano e do isobutano estão disponíveis principalmente para conseguir uma escala larga das pressões de a-17 a a-108. Este grupo de propulsores são os mais utilizados, acima de 90% dos produtos spray usá-los, uma vez que tem uma boa relação custo-benefício.

6.3 Gases líquidos (Éteres)

Do grupo de éteres, o único de interesse para aerossóis é o dimetilether por suas características de alta compatibilidade com fórmulas aquosas.

6.4 Gases comprimidos

A classificação dos gases comprimidos é muito simples, pois as de maior interesse para os aerossóis são nitrogênio, óxido nitroso e dióxido de carbono. Sua principal característica é que eles são muito econômicos quando consideramos que eles são dosados em concentrações muito baixas.

7. Propriedades FQ de Propelentes

Características fisicoquímicas

Esta mesa reúne os principais, as características de todos os propelentes que podemos usar para o desenvolvimento dessa ampla variedade de produtos. É importante levar isso em conta, antes de selecionar um propelente.

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