ยกระดับการวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์ทึบแสงด้วย LUMiReader X-Ray จากเยอรมัน

Srettapong
Download

การวิเคราะห์ความคงตัว (Stability Analysis) ของผลิตภัณฑ์ที่มีความเข้มข้นสูงหรือมีความทึบแสงมาก (Opaque Samples) ยังคงเป็นความท้าทายสำคัญสำหรับหลายอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นสีและสารเคลือบ (Paints & Coatings) เหมืองแร่ (Mining) เครื่องสำอาง (Cosmetics) เภสัชภัณฑ์ (Pharmaceuticals) รวมถึงวัสดุสมัยใหม่สำหรับแบตเตอรี่ ซึ่งตัวอย่างเหล่านี้มักมีอนุภาคในปริมาณสูงจนไม่สามารถวิเคราะห์ได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยเทคนิคการวัดทั่วไป ด้วยเหตุนี้ บริษัท LUM GmbH ประเทศเยอรมนี จึงได้พัฒนา LUMiReader X-Ray เครื่องมือวิเคราะห์ความคงตัวที่ผสานเทคโนโลยี STEP (Space- and Time-resolved Extinction Profiles) ร่วมกับการใช้ รังสีเอกซ์ (X-Ray) ทำให้สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงภายในตัวอย่างที่มีความทึบแสงหรือมีความเข้มข้นสูงได้โดยตรง เช่น slurry batteries, carbon และ graphite พร้อมนำข้อมูลที่ได้มาวิเคราะห์ค่าดัชนีความไม่เสถียร (Instability Index) และพารามิเตอร์สำคัญอื่น ๆ เพื่อประเมินพฤติกรรมการแยกชั้นและความคงตัวของผลิตภัณฑ์ได้อย่างแม่นยำและรวดเร็ว

ตัวอย่างการทำงาน

x-ray_lumireader — รูปที่ 1: แสดงการใช้รังสีเอ็กซ์ยิงผ่านตัวอย่างที่มีความทึบแสงมาก และวัดโปรไฟล์การเปลี่ยนแปลงของแสง (แกน X) ตั้งแต่ด้านบนถึงด้านล่าง (แกน Y) โดยกราฟจะค่อยๆเปลียนจากสีแดงไปเป็นสีเขียว ซึ่งโปรไฟล์ดังกล่าวจะถูกนำมาคำนวณพารามิเตอร์ต่างๆ

วิธีการประเมินความคงตัวแบบดั้งเดิมมักต้องอาศัยการเก็บตัวอย่างไว้เป็นระยะเวลานาน ตั้งแต่หลายสัปดาห์ไปจนถึงหลายเดือน เพื่อรอให้เกิดการตกตะกอนหรือการแยกชั้นตามธรรมชาติ จากนั้นจึงทำการตรวจสอบและเปรียบเทียบผล เครื่อง LUMiReader X-Ray ซึ่งใช้เทคโนโลยี STEP (Space- and Time-resolved Extinction Profiles) “ควบคู่กับรังสีเอ็กซ์” ยิงผ่านหลอดทดสอบที่มีตัวอย่างความเข้มข้นสูงหรือตัวอย่างอิมัลชันที่ทึบแสง เช่น slurry batteries, carbon, graphite แล้ววัดโปรไฟล์การเปลี่ยนแปลงค่าการส่องผ่านของแสงออกจากตัวอย่าง (% transmission) (รูปที่ 1) เพื่อวิเคราะห์ดัชนีความไม่เสถียร (Instability Index) รวมทั้งพารามิเตอร์ต่างๆออกมา ได้แก่

1. Dispersion Stability & Analysis

การวิเคราะห์ความคงตัวของระบบกระจายตัวเป็นหนึ่งในความสามารถหลักของ LUMiReader X-Ray โดยสามารถติดตามพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของอนุภาคภายในตัวอย่าง และคำนวณค่าพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับเสถียรภาพของผลิตภัณฑ์ ข้อมูลที่ได้สามารถนำมาใช้ศึกษาประกอบไปด้วย

อัตราการตกตะกอน (Sedimentation Rate)
อัตราการเกิดครีม (Creaming Rate)
การเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นตามตำแหน่งต่าง ๆ ภายในตัวอย่าง
การคาดการณ์อายุการเก็บรักษา (Shelf-life Prediction)
การเปรียบเทียบความคงตัวระหว่างสูตรผลิตภัณฑ์

2. Sediment & Cream Characterization

นอกจากการวิเคราะห์กระบวนการตกตะกอนหรือการเกิดครีมแล้ว เครื่องยังสามารถศึกษาลักษณะของชั้นที่เกิดขึ้นได้อย่างละเอียด ตัวอย่างข้อมูลที่สามารถวิเคราะห์ได้ ได้แก่

ความหนาของชั้นตะกอน
ระดับการอัดตัวของตะกอน (Sediment Compression)
ความหนาแน่นของชั้นครีม
ปริมาณอนุภาคในแต่ละชั้น
การเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างภายในระหว่างการเก็บรักษา

3. Particle Characterization

LUMiReader X-Ray ยังสามารถใช้ศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคภายในระบบกระจายตัวได้อีกด้วย ไม่ว่าจะเป็น

การกระจายขนาดอนุภาค (Particle Size Distribution)
พฤติกรรมการรวมตัวของอนุภาค (Aggregation)
การกระจายตัวภายในสูตร (Dispersion Quality)
การเปลี่ยนแปลงของอนุภาคตามระยะเวลา

ข้อมูลดังกล่าวช่วยให้นักวิจัยสามารถทำความเข้าใจกลไกการเปลี่ยนแปลงของตัวอย่างและพัฒนาผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น

โดยเทคโนโลยีดังกล่าวเป็นไปตามมาตรฐาน ISO 13317-3, ISO 18747, ISO/TR 13097, ISO/TR 18811, CFR 21 Part 11 ซึงสามารถใช้ได้กับตัวอย่างหลากหลายประเภท ดังแสดงตัวอย่างในรูปด้านล่าง