ปัญหาและการทำเจล HPMC ที่ถูกต้อง
คำถาม
ต้องการทราบวิธีทำเจลด้วย HPMC 1% (120000cP) ที่ถูกต้องค่ะ ลองทำโดยกระจายในน้ำอุณหภูมิปกติ ปรับ pH ต่ำกว่า 7 ตามคำแนะนำ แล้วให้ความร้อนสูงกว่า 70°C เหมือนที่เคยทำกับ HEC แต่ได้แค่เนื้อเหลวประมาณเซรั่มเท่านั้นเอง ไม่ขึ้นเจล อยากทราบว่าผิดพลาดตรงไหนและวิธีที่ถูกต้องคืออย่างไรคะ?
คำตอบ
จากที่คุณอธิบาย ปัญหาที่พบอาจเกิดจากวิธีการละลาย HPMC (Hydroxypropyl Methylcellulose) ซึ่งมีพฤติกรรมแตกต่างจาก HEC (Hydroxyethyl Cellulose) ในเรื่องการละลายและการเกิดเจล
นี่คือคำอธิบายและวิธีการที่ถูกต้อง:
ความแตกต่างระหว่าง HPMC และ HEC:
- HEC (Hydroxyethyl Cellulose): โดยทั่วไปจะละลายได้ดีในน้ำเย็นหรือน้ำอุณหภูมิห้อง และจะข้นขึ้นเมื่อเกิดการไฮเดรต ไม่ได้มีคุณสมบัติการเกิดเจลเมื่อได้รับความร้อนที่ชัดเจนเท่า HPMC
- HPMC (Hydroxypropyl Methylcellulose): โพลิเมอร์นี้มีคุณสมบัติพิเศษที่เรียกว่า "การเกิดเจลเมื่อได้รับความร้อน (thermal gelation)" โดยจะละลายได้ดีที่สุดในน้ำ เย็น และจะละลายได้น้อยลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น เมื่อสารละลาย HPMC ที่ละลายสมบูรณ์แล้วได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิที่กำหนด (อุณหภูมิการเกิดเจล ซึ่งแตกต่างกันไปในแต่ละเกรด) ก็จะเกิดเป็นเจลขึ้น
เหตุใดวิธีของคุณจึงไม่ได้ผลกับ HPMC:
วิธีที่คุณใช้คือการกระจายในน้ำอุณหภูมิห้องแล้ว ค่อยให้ความร้อน ซึ่งตรงข้ามกับวิธีการละลายของ HPMC เมื่อคุณให้ความร้อนกับการกระจายตัวของ HPMC ก่อนที่มันจะละลายอย่างสมบูรณ์ ชั้นนอกของอนุภาค HPMC จะเกิดเจลขึ้นก่อนเวลาอันควร สิ่งนี้จะสร้างเกราะป้องกันไม่ให้น้ำซึมเข้าไปและไฮเดรตแกนกลางของอนุภาค ทำให้การละลายไม่สมบูรณ์และได้เนื้อสัมผัสที่เป็นของเหลว ไม่ใช่เจล
วิธีการที่ถูกต้องในการทำเจลด้วย HPMC:
หัวใจสำคัญคือต้องแน่ใจว่า HPMC ละลายในน้ำเย็นอย่างสมบูรณ์ ก่อน ที่จะให้ความร้อนเพื่อกระตุ้นการเกิดเจล มีสองวิธีที่นิยมใช้:
วิธีกระจายในน้ำร้อน/ละลายในน้ำเย็น (เร็วกว่า):
- กระจายผง HPMC ลงในน้ำร้อน (เช่น 80-90°C) พร้อมกับคนอย่างแรง วิธีนี้ช่วยกระจายอนุภาคและป้องกันการจับตัวเป็นก้อน HPMC จะไม่ละลายที่อุณหภูมินี้
- คนต่อไปและปล่อยให้ส่วนผสมเย็นลงถึงอุณหภูมิห้องหรือต่ำกว่า (เช่น 10-20°C) เมื่อน้ำเย็นลง HPMC จะเริ่มละลาย
- คนจนกว่า HPMC จะละลายหมด และสารละลายใสและมีความหนืด อาจใช้เวลาพอสมควรขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและประสิทธิภาพการคน
- เมื่อละลายสมบูรณ์แล้ว ให้ค่อยๆ ให้ความร้อนแก่สารละลาย เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นเกินจุดเกิดเจลของ HPMC (มักจะอยู่ที่ประมาณ 60-70°C สำหรับหลายเกรด แต่ควรตรวจสอบข้อมูลเฉพาะของผลิตภัณฑ์ที่คุณใช้หากมี) ก็จะเกิดเป็นเจลขึ้น
วิธีกระจายในน้ำเย็น/ละลายในน้ำเย็น (ช้ากว่า แต่ง่ายกว่า):
- กระจายผง HPMC ลงในน้ำเย็น (เช่น 10-20°C) พร้อมกับคน
- คนเป็นระยะๆ หรือปล่อยทิ้งไว้หลายชั่วโมง (หรือข้ามคืน) ในที่เย็น เพื่อให้ HPMC เกิดการไฮเดรตและละลายอย่างสมบูรณ์
- เมื่อละลายสมบูรณ์แล้ว และสารละลายใสและมีความหนืด ให้ค่อยๆ ให้ความร้อนเพื่อกระตุ้นการเกิดเจล
เกี่ยวกับ pH:
แม้ว่าการปรับ pH ให้ต่ำกว่า 7 โดยทั่วไปจะใช้ได้และบางครั้งอาจช่วยเรื่องความคงตัวหรือความเข้ากันได้ แต่ก็ไม่ใช่ปัจจัยหลักในการละลายและการเกิดเจลของ HPMC เมื่อเทียบกับอุณหภูมิ
สรุป:
ปัญหาของคุณเกือบทั้งหมดเกิดจากการพยายามละลาย HPMC โดยการให้ความร้อน ก่อน ที่จะไฮเดรตอย่างสมบูรณ์ในน้ำเย็น ให้ใช้วิธีการละลายที่ถูกต้อง (ละลายในน้ำเย็นก่อน แล้วค่อยให้ความร้อนเพื่อทำเจล) โดยใช้วิธีการกระจายในน้ำร้อน/ละลายในน้ำเย็น หรือ วิธีการกระจายในน้ำเย็น/ละลายในน้ำเย็น ความเข้มข้น 1% ของ HPMC 120000cP ควรจะเกิดเจลได้อย่างแน่นอนเมื่อเตรียมอย่างถูกต้อง