สำหรับวิธีการที่ใช้ในการศึกษา Shelf-life ของผลิตภัณฑ์จำพวกสารอิมัลชัน และสารแขวนลอย โดยเฉพาะในกลุ่มเครื่องสำอาง และ Personal care เช่น ครีมทาหน้า, Skin care, ครีมกันแดด, แชมพู รวมทั้งผลิตภัณฑ์ในกลุ่มซักล้าง เช่น น้ำยาปรับผ้านุ่ม นั้นจำเป็นต้องใช้ระยะเวลาประมาณ 6 เดือน – 3 ปี ซึ่งนอกจากจะเสียเวลาแล้วยังเป็นการสิ้นเปลืองพื้นที่ในการเก็บตัวอย่าง อีกทั้งวิธีการที่ใช้อยู่ในปัจจุบันอาจเป็นการวัดเพียงจุดใดจุดหนึ่งของตัวอย่าง โดยใช้สายตาหรือแสงส่องผ่าน ดังนั้นผลที่ออกมาอาจไม่ได้เป็นการดูการเสียสภาพทั้งหมดของตัวอย่างว่าเป็นการเสียสภาพแบบใด
บริษัท LUM GmbH ประเทศเยอรมนี จึงได้มีการใช้เทคนิค Photo-centrifugal โดยใช้หลักการการผ่านของแสงผ่านหลอดทดสอบที่มีตัวอย่างบนจานหมุนเหวี่ยงความเร็วรอบสูง (ตั้งแต่ 6 g – 2300 g) ณ อุณหภูมิที่ต้องการศึกษา (ตั้งแต่ 4oC – 60oC) เพื่อเป็นการเร่งความเร็วในการแยกชั้นของตัวอย่างสำหรับวิเคราะห์ความคงตัว (Stability) และขนาด (Size) ของอนุภาคในของเหลว ซึ่งรองรับมาตรฐาน ISO/TR 13097; ISO 13318-2 และ CFR 21 Part 11
นอกจากนี้ยังมีการใช้เทคโนโลยี STEP (Space- and Time-resolved Extinction Profiles) ในการวิเคราะห์ผล โดยตลอดระยะเวลาที่มีการปั่นเหวี่ยงตัวอย่าง จะมีการใช้แสง (NIR, UV และ X-Ray) (รูปที่ 1B - 1 และ 1B - 2) ตามลักษณะของตัวอย่าง ยิงไปยังเซลล์ที่มีการบรรจุตัวอย่างซึ่งใช้ประมาณ 0.1 – 2.0 ml (รูปที่ 1B - 3) และวัด % การส่องผ่านของแสงที่ออกจากตัวอย่าง โดยมี Detector CCD สำหรับตรวจจับการส่องผ่านของแสง (Transmission) มากกว่า 2000 ตัว (รูปที่ 1B - 5) และรายงานโปรไฟล์การเปลี่ยนแปลงของ % Transmission ตั้งแต่เวลาเริ่มต้น (t0) จนถึงเวลาสุดท้ายที่มีการเก็บข้อมูล โดยกราฟจะเปลี่ยนจากสีแดงไปเป็นสีเขียว (รูปที่ 1C) ดังนั้นทำให้ผู้ใช้งานสามารถเห็น Profiles ผลการทดสอบของตัวอย่างทั้งหมดแบบเรียลไทม์ โดยสามารถปั่นเหวี่ยงได้นานถึง 99 ชั่วโมง
รูปที่ 1 : หลักการทำงานของเทคนิค Photo-centrifugal และ STEP Technology
เมื่อได้โปรไฟล์การแยกทำให้ผู้ใช้งานสามารถเห็นโปรไฟล์การแยกที่เปลี่ยนไป เช่น จาก รูปที่ 2A จะเห็นว่า % Transmission ด้านบนหลอดค่อยๆ เพิ่มขึ้นจนมีความใสในจุดสุดท้าย ในขณะที่ตรงกลาง และด้านล่างหลอด % Transmission เพิ่มเพียงเล็กน้อย เนื่องจากตัวอย่างเกิดการตกตะกอน (Sedimentation) หลังจากนั้นตัวเครื่องจะคำนวณดัชนีความไม่เสถียร (Instability index) ของตัวอย่าง (รูปที่ 2B) โดยหากมีค่าใกล้ 1 แสดงว่าตัวอย่างนั้นไม่เสถียร ทั้งนี้เพื่อเป็นการจัดอันดับความเสถียรสำหรับการวิเคราะห์สารแขวนลอยแบบรวดเร็ว
รูปที่ 2 : Separation profile และพารามิเตอร์ที่ได้จากเทคโนโลยี STEP
แต่ในบางครั้งถ้าหากตัวอย่างมีลักษณะการแยกที่ใกล้เคียงกัน และอาจมีค่า Instability index ที่ใกล้เคียงกัน จะทำให้ผู้ใช้งานยังตัดสินใจไม่ได้ว่าตัวอย่างไหนมีความเสถียรมากกว่ากัน ดังนั้นจึงต้องใช้อัตราเร็วในการแยก (Separation velocity) ที่คำนวณออกมาจากเครื่องมาประกอบการวิเคราะห์ผล โดยโปรแกรมจะสามารถคำนวณ Rate ในการแยกได้ตั้งแต่ um/sec จนถึง mm/month ซึ่งถ้าตัวอย่างไหนมี Rate ในการแยกต่ำกว่าอีกตัว แสดงว่าตัวอย่างนั้นมีความเสถียรกว่า
หากผู้ใช้งานต้องการเปรียบเทียบ Rate ของการแยกที่ได้จากการปั่นเหวี่ยง กับ Traditional method ที่ใช้อยู่ (คือไม่มีสภาวะเร่งมาเกียวข้องซึ่งคือ 1g) ดังนั้นจึงต้องนำ Rate ที่ได้จากการปั่นเหวี่ยงที่ได้จากเครื่องไปเทียบกับ 1g ตามสูตร V(1g) = V(exp) / (RCA)n : ยกตัวอย่าง rate ในการแยกของสาร D ที่ 1g (รูปที่ 2C) คือ 0.032 mm/h ดังนั้นหากผู้ใช้งานตั้ง Specification ไว้ว่าหากสารเกิดการแยก 1 mm จะถือว่าสารนั้นหมดอายุ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าสาร D มีอายุ 31 ชั่วโมง (สรุปได้ว่าหากไม่มีการปั่นเหวี่ยงตัวอย่าง ผู้ใช้งานต้องรอ 31 ชั่วโมง ถึงจะเห็นการแยกของสาร D 1 mm.) นอกจากนี้เทคโนโลยี STEP ในบางรุ่นยังสามารถคำนวณ Size distribution ของตัวอย่างได้อีกด้วย (รูปที่ 2 D)
นอกจากนี้ทาง LUM GmbH ยังมีเทคโนโลยี Centrifugal Adhesion Testing (CAT) โดยการใช้การปั่นเหวี่ยงในการวัดค่าความแข็งแรงในการยึดติด (Bonding strengths) หรือ คุณสมบัติการเคลือบ ระหว่างผลิตภัณฑ์ที่เป็นสารยึดติด (Adhesive) กับชิ้นงานหรือวัสดุพื้นผิว (Surface) โดยตัวเครื่องสามารถวิเคราะห์ความแข็งแรงได้ตั้งแต่ 1 N – 6.5 kN เช่น การทดสอบแรงดึงของข้อต่อที่ถูกยึดด้วย กาว Epoxy, Cyanoacrylates, Polyurethanes และการกำหนดความแข็งแรงของสารเคลือบบนผิววัสดุ เช่น สารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน สารเคลือบตกแต่งวัสดุ เช่น สารเคลือบรถยนต์ และโพลีเมอร์เมทัลไลซ์ เป็นต้น
หลักการทำงานของเทคโนโลยี CAT (รูปที่ 3) คือ นำสารเคลือบ (Coating) เช่น กาวมาติดกับ Material หรือ Adhesive ที่สนใจ แล้วทิ้งไว้ให้เกิดการสร้าง Bonding กัน จากนั้นเร่งสภาวะโดยการปั่นเหวี่ยง เมื่อเกิดการแตกหักออกจากกัน (Delamination fracture) ตัว Sensor ที่อยู่ในเครื่องจะวัดแรงที่เกิดขึ้นจากการแตกหักออกมาเป็นหน่วยนิวตัน
รูปที่ 3 : หลักการทำงานของเทคนิค CAT Technology
สำหรับเครื่องมือวิเคราะห์ของ LUM GmhH สามารถแบ่งตามเทคโนโลยีที่ใช้ได้ 7 Models (รูปที่ 4) ได้แก่
- STEP Technology: 4 Models โดย 2 Models จะเป็นการวัดตัวอย่างแบบไม่ใช้สภาวะเร่ง ได้แก่ LUMiReader-PSA และ LUMiReader X-Ray ซึ่งจะเหมาะกับตัวอย่างที่เกิดการแยกชั้นเร็วๆ ในขณะที่อีก 2 Models จะเป็นการวัดตัวอย่างภายใต้สภาวะเร่ง คือ LUMiFuge และ LUMiSizer
- CAT Technology: LUMiFrac
- Single Particle Light-Scattering (SPLS) Technology: LUMiSpoc ใช้สำหรับการวัดขนาด และนับจำนวนอนุภาค โดยใช้การวัดการกระเจิงแสงในทิศทาง Forward scatter และ Side scatter
- MRS Technology: LUMiFlector ใช้ในการวิเคราะห์องค์ประกอบองค์ประกอบปริมาณไขมัน โปรตีน และวัตถุแห้งในผลิตภัณฑ์ จากคุณสมบัติทางแสงที่จำเพาะของแต่ละองค์ประกอบในการการวิเคราะห์องค์ประกอบใน นม อาหาร อาหารสัตว์ ยา ผลิตภัณฑ์เทคโนโลยีชีวภาพ และโภชนาการทางการแพทย์ เป็นต้น
รูปที่ 4 : LUM Analyzer Models
ผู้เขียน: Khomkrit Sappakhaw
บทความที่น่าสนใจอื่นๆ
MASTERCLAVE® 60 EVO: Efficient broth and media preparation
การประกันคุณภาพอาหารเลี้ยงเชื้อเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน ISO 11133 ของห้องปฏิบัติการ การวิเคราะห์เชื้อจุลินทรีย์ของโรงงานอุตสาหกรรมต่างๆ
ความสำคัญของค่า Water activity กับคุณภาพของอาหาร
เป็นที่ทราบกันดีว่าการลดความชื้นในอาหารเป็นหนึ่งในวิธีการถนอมอาหารที่สำคัญ แต่รู้หรือไม่ว่าความชื้นในอาหารนั้นมีความซับซ้อนมากกว่าที่คิด น้ำในอาหารแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก
เครื่องวัด Stability ของผลิตภัณฑ์ภายใต้สภาวะเร่ง
สำหรับวิธีการที่ใช้ในการศึกษา Shelf-life ของผลิตภัณฑ์จำพวกสารอิมัลชัน และสารแขวนลอย โดยเฉพาะในกลุ่มเครื่องสำอาง และ Personal care
Metal detector for Inspection ‘Mitus’
ในสายการผลิตส่วนใหญ่จะมีเครื่องตรวจสอบต่างๆ ไม่ว่าจะตรวจจับโลหะ ตรวจสอบค่าน้ำหนัก หรือเครื่องเอ็กซ์เรย์ เพื่อเพิ่มความมั่นใจว่าจะไม่มีสิ่งแปลกปลอม และผลิตภัณฑ์ได้ค่าน้ำหนักที่แม่นยำตรงตามมาตรฐานก่อนส่งออก