Аэрозольная упаковка , преимущества и недостатки, принцип действия, критерии выбора контейнера. Способ фасования продуктов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

Кафедра: Технология полиграфического и упаковочного производства

 

Реферат

 

Тема: Аэрозольная упаковка , преимущества и недостатки, принцип действия, критерии выбора контейнера. Способ фасования продуктов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка группы БТУ-11з

Синева Наталья Владимировна

Проверил: Клинков А.С.

  

Тамбов 2012

Содержание

 Введение

История создания

Аэрозоли

Преимущества и недостатки

Аэрозольные устройства

Современная аэрозольная упаковка

Металлические баллоны

Коррозия металлических баллонов и защита от нее

Область применения аэрозольной упаковки

Способ фасования продуктов

Заключение

Список  литературы

 

 

 

 

 

Введение

В последнее время  в промышленности, сельском хозяйстве, здравоохранении и для бытовых целей многие химические вещества используются в виде аэрозолей. Наличие ряда принципиальных преимуществ перед всеми другими видами упаковок обусловило широкое и разнообразное их применение.

Аэрозоли применяются для дезинсекции, дезинфекции, улучшения санитарно-бытовых условий, в ветеринарии, для ингаляции, в терапии при подготовке кожи к накладыванию бинта (например, при ожогах). Наряду с этим аэрозольные упаковки используются для распыления лакокрасочных материалов, моющих средств для стекол, для различных парфюмерно-косметических продуктов (одеколоны, кремы, пасты), для дезодорирующих веществ, а также в пищевой промышленности. Кроме перечисленных продуктов, в аэрозольных упаковках выпускаются средства для огнетушения, смеси для запуска двигателей внутреннего сгорания в условиях нанесения их на матрицы при штамповке. В США в аэрозольных упаковках выпускается свыше пятисот различных продуктов, в ЕС - более 300.

Аэрозольные баллоны  для дезинсекции применяются для уничтожения летающих и ползающих насекомых и отпугивания кровососов. Особенно удобен аэрозольный баллон в походных условиях, обеспечивая защиту человека и животных от насекомых. Аэрозольные баллоны используются также для обработки комнатных животных и птиц, крупного рогатого скота, лошадей, овец.

История создания

Аэрозоли (от греч. «аёr» - воздух и «zol» - раствор нем. от лат. sо1utiо - раствор) - мельчайшие капельки жидкости или твердые частицы, взвешенные в газообразной среде.

Первое применение упаковок под давлением относится к концу XVII в., когда в продаже начали появляться газированные смеси. Русский химик М. С. Цвет (1872-1919 гг.) пользовался собственным приспособлением для получения аэрозольной струи. Первые патенты на устройства для получения аэрозоля выданы в Норвегии и США - авторы предложили применять хлорметил и хлорэтил в металлических или стеклянных упаковках. В 1933-1934 гг. в США были выданы патенты на применение галоидных углеводородов в огнетушителях.

Бурный рост аэрозольной  промышленности начался в 1941 г., когда во время Второй мировой войны американцы запатентовали упаковки под давлением, так называемые «бог-бомб», содержащие смеси фторводородов, хлорводородов и инсектицидов.

упаковки для распыления жидкостей, порошков, пен, паст, кремов и др. Значительную долю среди них занимают препараты санитарно-гигиенического назначения: шампуни, средства для уничтожения бытовых насекомых, репелленты, дезодоранты, Косметические средства, ветеринарные препараты.

Аэрозоль

Аэрозолями  называются системы, состоящие из очень мелких, невидимых невооруженным глазом жидких или твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в газообразной среде, чаще всего в воздухе. Аэрозоли бывают природные и искусственные. В природе они встречаются в виде туманов – очень мелких капель воды во взвешенном состоянии в воздухе, и дымов – мелких твердых частиц различных веществ, диспергированных в воздухе. Некоторые искусственные аэрозоли образуются помимо человека: при добыче полезных ископаемых, в производстве цемента и в других отраслях производства – тогда вредные вещества в виде туманов или дымов, смешиваясь с окружающим воздухом, наносят значительный ущерб растительному и животному миру и особенно вредно действуют на здоровье людей. Однако имеется группа искусственных аэрозолей, которые сознательно создает человек с определенной целью.  
Аэрозоли различных веществ нашли широкое применение в медицине, где путем распыления в воздухе антибиотиков и других лекарственных препаратов осуществляется эффективное лечение легочных и других заболеваний; при дезинфекции и дезинсекции, где аэрозольный метод дает не только быстрый эффект, но и значительную экономию активных веществ, так как последние расходуются в значительно меньшем количестве. Важную роль играют аэрозоли в защите сельскохозяйственных и лесных культур от вредителей, а также в защите скота и птиц от паразитов и болезней. Аэрозольный способ применения экономически очень выгоден, так как он сокращает удельный расход химиката (в 5-10 раз), повышает эффект его действия и сокращает затраты труда на обработку. Чем же объясняется высокая эффективность действия аэрозолей? Известно, что увеличение поверхности препарата сопровождается увеличением его активности. 
Известно также, что чем тоньше вещество распыляется, тем более значительную активную поверхность оно приобретает. Незначительное количество вещества, распыленное виде тумана, занимает довольно большой объем. Для обеспечения желаемого действия распыленного вещества на определенный объект требуется рассчитать его количество, которое при распылении создаст необходимую концентрацию. Расход вещества при этом минимальный, а действие – мгновенное. Подобные свойства присущи только аэрозольным системам, и в этом их основное преимущество перед другими состояниями вещества. 

Частицы, видимые невооруженным глазом и быстро оседающие после распыления, можно получить при помощи опрыскивателей различных типов и обыкновенных пульверизаторов. Для получения более мелких частиц применяют различные типы генераторов, которые требуют специального аппаратурного оформления или добиваются образования туманов и дымов термическими методами. В бытовых условиях почти единственным средством получения жидких и порошкообразных аэрозолей является устройство, получившее повсеместное название «аэрозольная упаковка». Вещество в него упаковывается под давлением и распыляется при помощи сжиженных или сжатых газов. Такое распыление отличается от обычной пульверизации тем, что размеры единиц можно регулировать, изменяя соотношения распыляемого вещества и сжиженного газа в упаковке. Эта возможность обеспечивает максимальный эффект распыленного препарата в соответствующих условиях применения. 

Так, медицинские препараты, инсектициды  и другие вещества, которые должны обладать быстрым действием и  некоторое время находиться во взвешенном состоянии, распыляют в виде мельчайших, невидимых человеческим глазом частиц. Но такие препараты, как масло для загара, полирующие средства и другие, предназначенные для нанесения на поверхность, нецелесообразно распылять настолько мелко, так как это только может снизить эффект их действия. Имеется еще одно различие между распылением вещества при помощи аэрозольной упаковки и обычным пульверизатором. 

Размеры частиц, полученных при помощи аэрозольной упаковки, в отличие от частиц, полученных обычной пульверизацией, колеблются в весьма небольших пределах. 

Итак, аэрозольная упаковка позволяет в бытовых и промышленных условиях быстро и без лишних затрат труда распылять жидкие и порошкообразные  вещества в виде частиц заданного  размера.  
Герметичность упаковки обеспечивает сохранность продукта в течение длительного времени.

Для удобства аэрозольную  упаковку часто сокращенно называют аэрозолем, что допущено и в статье. Но следует помнить, что слово  «аэрозоль» – термин физической химии  и обозначает особое состояние вещества, находящегося во взвешенном состоянии в воздухе (или другой газовой среде).

Общая схема  устройства аэрозольной упаковки и  ее составные части представлены на рисунках 1 и 2.

На рис. 1 показана общая схема аэрозольной упаковки, которая состоит из металлического (алюминиевого или жестяного), пластмассового или стеклянного баллона (контейнера), клапанного устройства 2 с распылительной головкой 3 и сифонной трубкой 4. Поверх распылительной головки обычно надевается защитный колпачок, который предохраняет ее от случайного нажима.

 

Рис. 1 Рис. 2

 

На рис. 2 представлена общая схема стандартного клапанного устройства. При нажатии головки  шток 5 перемещается вниз, образуя затор между кольцевым выступом 9 и ниппелем 2. Смесь под давлением по сифонной трубке 8, надетой на капроновый карман 7, через кольцевой паз и зазор поступает в головку. Пружина 6 служит для возвращения головки в первоначальное положение. Корпус клапана 4 герметически крепится к баллону с помощью резиновой прокладки 3. При выходе продукта из сопла происходит его механическое распыление.

Имеется очень много  конструкций клапанных устройств  в зависимости от назначения: клапаны  для жидких продуктов, пен, вязких продуктов, порошков и суспензий, дозирующие клапаны и клапаны специального назначения.

Ко всем элементам  аэрозольной упаковки предъявляются  достаточно жесткие требования, т.к. они должны выдерживать давление 5-6 атм. Рабочее давление в баллоне 2-3 атм.

Наиболее распространенным материалом для изготовления аэрозольных  баллонов является металл: белая жесть, черная жесть, алюминий. Металлические  баллоны могут состоять из трех, двух и одной детали (моноблок).

Преимущества  и недостатки аэрозолей

Преимущества аэрозольной  формы:

- Применение аэрозолей удобно, эстетично, гигиенично.

- Для создания аэрозолей не нужны какие-либо насадки

- Можно заранее фиксировать дозировку распыляемого вещества.

-Аэрозольный баллон герметически закрыт, что исключает загрязнение

извне.

- Аэрозольный баллон защищает препарат от высыхания, действия света и влаги.

- На протяжении всего срока годности аэрозоли сохраняют стерильность.

- Упаковка компактна. Дает возможность индивидуального или коллективного использования..

- Упаковка постоянно готова к работе

Аэрозолям присущи некоторые недостатки:

- сравнительно высокая стоимость;

- возможность взрыва баллона при ударе или действии высокой температуры;

- загрязнение воздуха помещения  пропеллентами при манипуляциях.

Однако несмотря на недостатки, применение аэрозолей считается прогрессивным.

Аэрозольные устройства

Аэрозольные устройства – устройства для перевода веществ в состояние аэрозолей. Перевод вещества в состояние аэрозоля может быть осуществлен только в момент применения препарата. Устройства для генерирования аэродисперсных систем называются аэрозольными генераторами. Они делятся на: а) аппараты, создающие аэрозоли методом диспергирования за счет измельчения (распыления) сравнительно больших объемов жидких или твердых тел на частицы малых размеров; б) аппараты для создания аэрозолей конденсационным методом, когда коллоидно-дисперсная фаза возникает из молекулярно-дисперсной (газообразной). Для получения лекарственных аэрозолей преимущественно используется метод диспергирования. 
Генераторы, используемые для получения диспергационных аэрозолей, можно разделить на три группы: механические, пневматические и ультразвуковые. К механическим генераторам относят центробежные распылители и распылители прямого действия. Принцип работы центробежных распылителей состоит в том, что распыливаемая жидкость закручивается в канале или в вихревой камере и затем через сопло выбрасывается в газовую среду. При этом струя жидкости распадается на частицы, образуя аэрозоль. Распылители прямого действия основаны на выбросе из сопла незакрученной струи распыливаемой жидкости с большой линейной скоростью.

Механические  распылители обладают значительной производительностью, требуют высоких давлений на распыляемую жидкость и, как правило, мало пригодны для использования в медицинской аэрозольной аппаратуре, а чаще употребляются в аппаратуре для дезинфекции и дезинсекции.

Наибольшее  распространение получили пневматические генераторы, в которых распыливание осуществляется струей газа (пара). Простейший пневматический генератор работает следующим образом. Сжатый воздух, кислород или водяной пар поступает в воздушное сопло и выходит оттуда с большой скоростью. В результате этого происходит разрежение, и распыливаемая жидкость поднимается по жидкостному соплу, попадает в газовую среду, пульсирует и распадается на капли. Образующиеся при распаде частицы двигаются по инерции и попадают на сепаратор. Крупные частицы частично разбиваются на более мелкие, а частично осаждаются и стекают обратно, смешиваясь с распыливаемой жидкостью.Разновидностью пневматического генератора является электроаэрозольный генератор. Сжатый газ поступает в воздушное сопло, а распыливаемая жидкость подсасывается через жидкостное сопло. В качестве сепаратора может служить шарик. На воздушное сопло подается положительный потенциал, а на жидкостное сопло и сепаратор отрицательный. Вытекающая из сопла струя жидкости распадается на частицы, которые в силу электростатической индукции приобретают отрицательный заряд. Этот метод электризации частиц электростатической индукцией является наиболее распространенным в медицинской аэрозольной аппаратуре.

Для получения аэрозоля с твердой дисперсной фазой применяются пневматические центробежные (вихревые) распылители. Воздух или кислород поступает через выполненный в корпусе канал в распылительную камеру, в которой находится предварительно измельченный распыливаемый порошок. При выходе газового потока из канала, направленного по касательной к цилиндрической камере, образуется вихрь, срывающий с поверхности порошка частицы и выносящий их через выходное отверстие. В некоторых случаях применяют метод распыливания порошка, заключающийся в продувании газа через его слой. 
При ультразвуковом методе генерация аэрозоля осуществляется энергией ультразвуковых колебаний с частотой от 0,8 до 2,5 мГц, фокусируемых на поверхности распыливаемой жидкости. Образующийся под действием колебаний фонтанчик распыляется на аэрозольные частицы, которые потоком газа выносятся из распылительной камеры. Ультразвуковые генераторы обладают высокой, по сравнению с пневматическими, производительностью, а генерируемый с их помощью аэрозоль имеет узкий спектр размеров. С увеличением частоты колебаний уменьшается средний радиус аэрозольных частиц.