เป้าหมายของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน (Homogenization) คือการทำให้ส่วนผสมมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ บ่อยครั้งยังหมายถึงการผสมส่วนประกอบที่ไม่ละลายเข้าหากันให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วย ในอุตสาหกรรมยา การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันช่วยให้มั่นใจว่ายาทุกปริมาณมีสัดส่วนของสารทุกชนิดเท่ากัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตัวยาสำคัญ
แบบแบตช์และแบบอินไลน์
กระบวนการแบบแบตช์ (Batch)
เพื่อให้ของแข็งเป็นเนื้อเดียวกันอย่างมีประสิทธิภาพ โดยทั่วไปจะกวนและผสมไปพร้อมกัน วิธีนี้ช่วยให้เกิดประสิทธิภาพสูงใน การผสมของแข็งกับของเหลว
กระบวนการแบบอินไลน์ (Inline)
วาล์วจ่ายพิเศษจะนำเฟสต่าง ๆ มารวมกันที่จุดที่กำหนด และทำให้เฟสเหล่านั้นเปียกล่วงหน้าก่อนเข้าสู่การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
ของเหลวที่ไม่ผสมเข้ากันจะผสมได้ยากกว่าเนื่องจากความหนาแน่นต่างกัน ดังนั้นการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันจึงต้องลดขนาดของหยดของเหลวลง
การใช้งาน
ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือนม โดย โฮโมจีไนเซอร์แรงดันสูง (High-Pressure Homogenizer) จะย่อยเม็ดไขมันให้มีขนาดสม่ำเสมอ เพื่อให้กระจายตัวได้ทั่วถึงและนมไม่แยกชั้นเป็นครีม กระบวนการนี้ยังมีความสำคัญในอุตสาหกรรมเครื่องสำอางและเคมีด้วย เช่น:
หยดแตกตัวอย่างไรในการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
หยดจะแตกตัวได้ก็ต่อเมื่อแรงเค้นที่กระทำต่อหยดสูงเกินระดับวิกฤต และระยะเวลาการเสียรูปต้องนานเพียงพอ จากนั้นอิมัลซิไฟเออร์ (Emulsifier) จะเข้าเคลือบพื้นผิวใหม่ของหยด จึงป้องกันไม่ให้เกิด การรวมตัวของหยด (Coalescence) ลักษณะการป้อนพลังงานในบริเวณการกระจายตัวเป็นตัวกำหนดว่าแรงใดกระทำต่อหยดและด้วยความแรงเท่าใด หยดที่ไม่ได้รับการทำให้เสถียรอย่างเพียงพอจะรวมตัวกันอีกครั้งเมื่อชนกัน เช่น เมื่อขาดอิมัลซิไฟเออร์
ปัจจัยที่มีผลต่อขนาดหยด
- พลังงานเฉือน (อัตราเฉือน dv/ds)
- อิมัลซิไฟเออร์ที่เหมาะสม
- ระยะเวลาคงอยู่ในบริเวณซี่ฟันของโรเตอร์-สเตเตอร์
- สารเพิ่มความคงตัวที่เหมาะสม เช่น สารเพิ่มความข้นหรือสารก่อเจล
ปัจจัยที่รบกวนการเกิดหยด
- การเกิดโพรงอากาศ (Cavitation) ในบริเวณเฉือน ซึ่งทำให้สภาวะในซี่ฟันของโรเตอร์-สเตเตอร์ไม่แน่นอน
- ระยะเวลาคงอยู่ในซี่ฟันสั้นเกินไป
ความรู้เชิงลึกจากผู้ประดิษฐ์ด้านเทคโนโลยีการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันเป็นเรื่องของครอบครัวเรา: นับตั้งแต่ปี 1978 Erwin Seefried บิดาของผู้ก่อตั้งบริษัทฯ มีชื่อเป็นผู้ประดิษฐ์ในสิทธิบัตรเกี่ยวกับโฮโมจีไนเซอร์ ตั้งแต่ซี่ฟันโรเตอร์-สเตเตอร์ ระบบใบปาด (Scraper) ไปจนถึงโรเตอร์กระจายตัวแบบซี่ฟันเขาวงกต (Labyrinth) ความรู้นี้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบและการปรับปรุงกระบวนการทุกครั้ง ดูเพิ่มเติมเกี่ยวกับประวัติของเรา →
การเลือกโฮโมจีไนเซอร์ที่เหมาะสม
ความท้าทายสำคัญคือการผสมของเหลวที่ไม่ผสมเข้ากัน ซึ่งอาจมีของแข็งร่วมด้วย ให้ไม่จับตัวเป็นก้อน พลังงานเฉือนสูงมีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อต้องการหยดอิมัลชันที่ละเอียดมาก ขึ้นอยู่กับความต้องการ อุปกรณ์ต่อไปนี้อาจเหมาะสม:
- การดูดเฟสต่าง ๆ เข้าสู่บริเวณซี่ฟันโดยตรง เช่น ในกระบวนการแบบร้อน-เย็น (Hot-Cold)
- การเจือจางอีเทอร์ซัลเฟต (Ether Sulfate) แบบต่อเนื่อง
- การผสมผงเข้าสู่ผลิตภัณฑ์
- การป้อนเฟสของเหลวหลายเฟสพร้อมกันแบบควบคุมปริมาณ
กระบวนการและระดับระบบอัตโนมัติที่ต้องการเป็นตัวกำหนดการเลือกและรูปแบบของระบบโฮโมจีไนเซอร์ เราออกแบบรูปแบบที่เหมาะสมที่สุดให้ท่าน รวมถึงโซลูชันนอกมาตรฐาน นอกจากนี้ เรายังให้คำปรึกษาเกี่ยวกับ เครื่องผสมโฮโมจีไนเซอร์มือสอง
สำหรับการชั่งและจ่ายวัตถุดิบเหลว สถานีจ่ายวัตถุดิบอัตโนมัติ (Dosing Station) ที่เป็นนวัตกรรมของเราช่วยลดภาระงานได้อย่างมาก
กระบวนการอื่น ๆ
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
เป้าหมายของการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันคืออะไร?
เพื่อให้ส่วนผสมมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แม้ในกรณีที่ส่วนประกอบไม่ละลายเข้าหากัน ในอุตสาหกรรมยา กระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจว่ายาทุกส่วนมีปริมาณตัวยาสำคัญเท่ากัน
อะไรมีผลต่อขนาดหยด?
พลังงานเฉือนหรืออัตราเฉือน อิมัลซิไฟเออร์ที่เหมาะสม ระยะเวลาที่หยดคงอยู่ในบริเวณซี่ฟัน และสารเพิ่มความคงตัวที่เหมาะสม เช่น สารเพิ่มความข้นและสารก่อเจล
อะไรรบกวนการเกิดหยดที่สม่ำเสมอ?
ที่สำคัญคือการเกิดโพรงอากาศในบริเวณเฉือนของซี่ฟันโรเตอร์-สเตเตอร์ และระยะเวลาคงอยู่ในซี่ฟันที่สั้นเกินไป นอกจากนี้ หยดที่ไม่ได้รับการทำให้เสถียรเพียงพอยังมีแนวโน้มที่จะรวมตัวกัน (Coalescence)
อุปกรณ์พิเศษใดที่เหมาะกับโฮโมจีไนเซอร์?
ขึ้นอยู่กับความต้องการ เช่น การดูดเฟสต่าง ๆ เข้าสู่บริเวณซี่ฟันโดยตรง (Hot-Cold) การเจือจางอีเทอร์ซัลเฟตแบบต่อเนื่อง การผสมผง หรือการป้อนเฟสของเหลวหลายเฟสพร้อมกันแบบควบคุมปริมาณ