การแก้ไขปัญหาการแยกชั้นในอิมัลชัน Water-in-Oil

หัวข้อ: การแก้ไขปัญหาและคำแนะนำสำหรับสูตรอิมัลชัน Water-in-Oil

ขอบคุณที่แจ้งข้อมูลสูตรและปัญหาการแยกชั้นของอิมัลชันเข้ามานะคะ การพัฒนาอิมัลชันที่เสถียร โดยเฉพาะประเภท Water-in-Oil (W/O) อาจมีความท้าทายมากกว่า Oil-in-Water (O/W) เนื่องจาก W/O มักจะมีความไวต่อปัจจัยต่างๆ ได้ง่ายกว่า

เรามาวิเคราะห์แต่ละสูตรและเสนอแนวทางแก้ไขกันค่ะ

หลักการทั่วไปสำหรับความเสถียรของอิมัลชัน W/O:

• การเลือกและปริมาณ Emulsifier: Emulsifier ต้องเหมาะสมกับประเภท W/O และใช้ในปริมาณที่เพียงพอเมื่อเทียบกับสัดส่วนของเฟสน้ำมันและเฟสน้ำ
• สัดส่วนเฟส: อิมัลชัน W/O มักจะมีสัดส่วนเฟสน้ำมันที่สูงกว่า การมีเฟสน้ำ (เฟสภายใน) ในปริมาณมากอาจเป็นเรื่องท้าทาย
• การมี Electrolytes: ส่วนผสมที่มีประจุ เช่น Zinc Sulfate เป็น Electrolytes ซึ่งสามารถรบกวนความเสถียรของอิมัลชันได้ โดยส่งผลต่อประจุและการรวมตัวของหยดเล็กๆ ที่กระจายตัวอยู่
• ความหนืด: ความหนืดที่เพียงพอในเฟสต่อเนื่อง (เฟสน้ำมัน) หรือเฟสที่กระจายตัว (เฟสน้ำ) ช่วยป้องกันการเคลื่อนที่และการรวมตัวของหยด
• กระบวนการผลิต: ความเร็วและระยะเวลาในการผสมที่เหมาะสม รวมถึงขั้นตอนการทำความเย็น มีความสำคัญอย่างยิ่ง

การวิเคราะห์และคำแนะนำ:

สูตรที่ 1 (ใช้ POLYGLYCERYL-2 SESQUIOLEATE)

• การวิเคราะห์:
  • POLYGLYCERYL-2 SESQUIOLEATE เป็น Emulsifier ประเภท W/O ที่เหมาะสม
  • เฟสน้ำมันมีส่วนผสมของแว็กซ์ (Bee wax, Cetyl palmitate) ซึ่งช่วยสร้างโครงสร้าง
  • เฟสน้ำมีปริมาณสูงมาก (ประมาณ 82%) และมี Zinc Sulfate heptahydrate ในปริมาณสูง (5%)
  • การมีเฟสน้ำภายในที่สูงมากร่วมกับความเข้มข้นของ Electrolyte ที่สูง น่าจะเป็นสาเหตุหลักของปัญหาความไม่เสถียร ปริมาณ Emulsifier (4%) อาจไม่เพียงพอที่จะทำให้ระบบที่มีความท้าทายนี้เสถียรได้
• คำแนะนำ:
  1. เพิ่มปริมาณ Emulsifier: ลองเพิ่มปริมาณ POLYGLYCERYL-2 SESQUIOLEATE เป็น 5-6%
  2. เพิ่ม Co-emulsifier/Stabilizer: พิจารณาเพิ่ม Co-emulsifier หรือ Stabilizer เพื่อเสริมความเสถียร อาจเป็น:
     • การเพิ่ม W/O Polymeric Stabilizer หรือแว็กซ์ที่ช่วยเสริมโครงสร้างในเฟสน้ำมันในปริมาณเล็กน้อย
     • การเพิ่ม Gum หรือ Polymer ในเฟสน้ำเพื่อเพิ่มความหนืดและช่วยพยุงเฟสภายใน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเข้ากันได้กับ Electrolytes (เช่น Modified Starch บางชนิด, Xanthan Gum หรือ Carbomer บางเกรดที่ออกแบบมาสำหรับ Electrolytes)
  3. พิจารณาปริมาณ Zinc Sulfate: หากเป็นไปได้ ให้ประเมินว่าจำเป็นต้องใช้ Zinc Sulfate ถึง 5% หรือไม่ การลดความเข้มข้นของ Electrolyte จะช่วยให้ความเสถียรดีขึ้นอย่างมาก

สูตรที่ 2 (ใช้ Soy Lecithin)

• การวิเคราะห์:
  • Soy Lecithin เป็น Emulsifier ธรรมชาติ แต่โดยทั่วไปมักต้องใช้ร่วมกับ Co-emulsifier เพื่อให้ได้อิมัลชันที่แข็งแรงและเสถียร โดยเฉพาะในระบบที่มี Electrolytes หรือมีปริมาณน้ำมันสูง
  • เฟสน้ำมันมีปริมาณสูง (70%) ซึ่งเป็นเรื่องปกติสำหรับ W/O
  • เฟสน้ำมี Zinc Sulfate (0.5%) แต่มีความเข้มข้นต่ำกว่าสูตรที่ 1
  • การใช้ Soy Lecithin เป็น Emulsifier เพียงอย่างเดียวอาจไม่ให้ความเสถียรที่เพียงพอต่อการรวมตัวและการแยกชั้น โดยเฉพาะระหว่างการทำความเย็นและการเก็บรักษา Emulsifier ธรรมชาติอาจมีความไวต่อค่า pH อุณหภูมิ และ Electrolytes มากกว่า
• คำแนะนำ:
  1. เพิ่ม Co-emulsifier: ใช้ Soy Lecithin ร่วมกับ Co-emulsifier เพื่อปรับปรุงความเสถียร ตัวเลือกที่เหมาะสม ได้แก่ Fatty Alcohol (เช่น Cetyl Alcohol, Stearyl Alcohol) หรือแว็กซ์ที่เติมในเฟสน้ำมัน หรือ Emulsifier W/O สังเคราะห์ตัวอื่นที่เข้ากันได้กับ Lecithin
  2. เพิ่ม Thickener/Stabilizer: เติม Thickener ในเฟสน้ำมัน (เช่น แว็กซ์, สารก่อเจลในน้ำมัน) หรือเฟสน้ำ (เช่น Gum ที่เข้ากันได้กับ Electrolytes) เพื่อเพิ่มความหนืดและช่วยรักษาโครงสร้างของอิมัลชัน
  3. กระบวนการผลิต: ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระบวนการให้ความร้อนและทำความเย็นเหมาะสมสำหรับ Lecithin ซึ่งอาจมีความไวต่อความร้อนสูงเป็นเวลานาน

เคล็ดลับทั่วไปสำหรับกระบวนการผลิต:

• การผสม: ใช้เครื่องผสมแบบ High-shear (เช่น Homogenizer, เครื่องกวนความเร็วสูง) ในขั้นตอนการทำ Emulsification เมื่อรวมเฟสน้ำมันและเฟสน้ำที่ร้อนเข้าด้วยกัน ซึ่งจะช่วยสร้างหยดที่มีขนาดเล็กและสม่ำเสมอ
• การทำความเย็น: กวนอิมัลชันอย่างต่อเนื่องด้วยความเร็วปานกลางระหว่างการทำความเย็นจนกระทั่งอุณหภูมิถึงอุณหภูมิห้อง (ต่ำกว่า 30°C) ขั้นตอนนี้สำคัญมากสำหรับอิมัลชัน W/O เนื่องจากความหนืดจะเพิ่มขึ้นและโครงสร้างจะเริ่มคงตัว หลีกเลี่ยงการกวนที่รุนแรงเกินไปในระหว่างการทำความเย็นซึ่งอาจทำให้เกิดฟองอากาศได้

การปรับระบบ Emulsifier การเพิ่ม Stabilizer/Thickener และการปรับกระบวนการผลิต ควรจะช่วยปรับปรุงความเสถียรของอิมัลชัน W/O ของคุณได้ ขอแนะนำให้ทดลองทำในปริมาณน้อยๆ ก่อนเมื่อทำการปรับเปลี่ยนเหล่านี้ค่ะ