การสกัดเซลล์โมเลกุล (MOLECULAR DISTILLATION) เป็นวิธีการกัดเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงใช้ในการแยกและทำความบริสุทธิ์สารประกอบของสารผสมของของเหลว โดยใช้ความแตกต่างในจุดเดือดของสารประกอบเหล่านั้น เทคนิคนี้มีประโยชน์มากสำหรับสารที่อ่อนไหวต่อความร้อนหรือมีจุดเดือดสูง
การสกัดเซลล์โมเลกุล (MOLECULAR DISTILLATION) คืออะไร?
การสกัดเซลล์โมเลกุล (MOLECULAR DISTILLATION) เป็นกระบวนการที่ใช้ในการแยกสารผสมของของเหลวออกเป็นองค์ประกอบต่าง ๆ โดยอาศัยความแตกต่างในจุดเดือดของสารเหล่านั้น กระบวนการนี้ทำภายใต้สภาวะสุญญากาศสูง ทำให้อุณหภูมิในการระเหยของสารลดลง และช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของสารที่ไวต่อความร้อน จึงเหมาะสำหรับการแยกและทำความบริสุทธิ์สารประกอบที่มีจุดเดือดสูง เช่น วิตามิน น้ำมันหอมระเหย และสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพในอุตสาหกรรมอาหารและยา
หลักการทำงานของการสกัดเซลล์โมเลกุล
- การลดจุดเดือดของสาร: ภายใต้สภาวะสุญญากาศ ความดันภายในระบบจะต่ำมาก ทำให้จุดเดือดของสารที่อยู่ในระบบลดลง ส่งผลให้สามารถแยกสารออกได้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า
- การระเหยในสุญญากาศ: สารที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยก่อนและถูกส่งไปควบแน่นเป็นของเหลวอีกครั้ง ในขณะที่สารที่มีจุดเดือดสูงกว่าจะยังคงอยู่ในภาชนะหลัก
- การควบแน่น: หลังจากการระเหย สารที่ถูกแยกจะถูกนำไปควบแน่นในตัวเก็บที่แยกต่างหากเพื่อเก็บรวบรวมไว้ใช้งาน
องค์ประกอบของการสกัดเซลล์โมเลกุล
- ตัวดูดสุญญากาศ (VACUUM PUMP) : ใช้ในการสร้างสภาวะสุญญากาศเพื่อช่วยลดจุดเดือดของสารที่ต้องการแยก
- เครื่องระเหย (EVAPORATOR) : ตัวอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการระเหยสารในสภาวะสุญญากาศ
- ตัวควบแน่น (CONDENSER) : ใช้สำหรับควบแน่นสารที่ระเหยออกมาแล้ว เพื่อให้กลับมาอยู่ในรูปของเหลวอีกครั้ง
ตัวอย่างการใช้งานของการสกัดเซลล์โมเลกุล
- อุตสาหกรรมอาหาร: ใช้ในการสกัดน้ำมันหอมระเหยและสารอาหารจากพืชหรือวัตถุดิบอื่น ๆ ที่ไวต่อความร้อน
- อุตสาหกรรมยา: ใช้ในการแยกสารประกอบที่มีความสำคัญทางการแพทย์หรือสารประกอบที่ออกฤทธิ์ทางชีวภาพ
- การสกัดน้ำมัน: ใช้ในการสกัดน้ำมันจากพืช เช่น น้ำมันเมล็ดป่าน หรือน้ำมันกัญชา (CBD) เพื่อทำให้บริสุทธิ์
ข้อดีข้อเสียของการสกัดเซลล์โมเลกุล
ข้อดี:
- ป้องกันการเสื่อมสภาพจากความร้อน: เนื่องจากเป็นการแยกสารที่อุณหภูมิต่ำ การสกัดเซลล์โมเลกุลช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของสารที่ไวต่อความร้อน
- ความบริสุทธิ์สูง: กระบวนการนี้สามารถแยกสารประกอบได้อย่างละเอียดและได้สารบริสุทธิ์มากขึ้น
- ใช้งานในอุตสาหกรรมหลากหลาย: เช่น อุตสาหกรรมยา อาหาร และเครื่องสำอาง
ข้อเสีย:
- การใช้งานซับซ้อน: กระบวนการนี้ต้องใช้เครื่องจักรที่ซับซ้อนและการควบคุมที่ละเอียด
- ค่าใช้จ่ายสูง: อุปกรณ์สำหรับการสกัดเซลล์โมเลกุลมักมีราคาสูง
ราคาของการสกัดเซลล์โมเลกุล
เครื่องสกัดเซลล์โมเลกุลมีราคาที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับขนาด ความซับซ้อนของระบบ และอุปกรณ์เสริมที่มาพร้อมกับเครื่อง ในอุตสาหกรรมขนาดเล็ก ราคาของเครื่องสกัดเซลล์โมเลกุลเริ่มต้นที่ประมาณ 500,000 – 1,000,000 บาท สำหรับเครื่องขนาดเล็กที่ใช้ในห้องปฏิบัติการ
สำหรับระบบขนาดใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรม ราคาสามารถสูงถึง 2,000,000 – 10,000,000 บาท หรือมากกว่านั้น ขึ้นอยู่กับความซับซ้อน ความสามารถในการผลิต และการควบคุมระบบที่ละเอียดขึ้น
ปัจจัยที่มีผลต่อราคา:
- ขนาดของเครื่อง: ขนาดใหญ่กว่ามักจะมีราคาสูงกว่าเนื่องจากสามารถผลิตได้มากขึ้น
- วัสดุที่ใช้: อุปกรณ์ที่ทำจากสเตนเลสหรือวัสดุทนความร้อนสูงจะมีราคามากกว่า
- เทคโนโลยีและระบบการควบคุม: ระบบที่มีการควบคุมที่ละเอียดมากขึ้นและมีความแม่นยำสูงมักมีราคาสูงกว่า
- อุปกรณ์เสริม: เช่น ตัวกรองพิเศษ, ระบบควบคุมอัตโนมัติ หรือการเพิ่มส่วนต่อขยายการใช้งาน
วิธีการเลือกใช้การสกัดเซลล์โมเลกุล
- ประเภทของสารที่ต้องการแยก: เลือกใช้เมื่อสารที่ต้องการแยกมีความไวต่อความร้อนหรือมีจุดเดือดสูง
- ความบริสุทธิ์ของสารที่ต้องการ: การสกัดเซลล์โมเลกุลเหมาะสำหรับการทำให้สารมีความบริสุทธิ์สูง
วัสดุที่ใช้ในเครื่องสกัดเซลล์โมเลกุล
- สเตนเลส: อุปกรณ์ที่ใช้ในกระบวนการสกัดมักผลิตจากสเตนเลสเพื่อป้องกันการกัดกร่อนและทนต่อสภาวะสุญญากาศสูง
- แก้วบอโรซิลิเกต (BOROSILICATE GLASS) : ใช้ในส่วนของตัวควบแน่นและเครื่องระเหยเพื่อทนต่อการใช้งานในอุณหภูมิและสภาวะสุญญากาศ
ประวัติความเป็นมาของเทคโนโลยีการสกัดเซลล์โมเลกุล
การสกัดเซลล์โมเลกุลถูกพัฒนาขึ้นในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 20 เพื่อใช้ในการแยกสารไวต่อความร้อนในอุตสาหกรรมยาและอาหาร โดยเริ่มแรกนั้นเทคนิคนี้ถูกนำมาใช้ในห้องปฏิบัติการวิจัยและมีการพัฒนาเรื่อยมาจนสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมขนาดใหญ่
การใช้ในอุตสาหกรรมอาหารและยา
ในช่วงหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 การสกัดเซลล์โมเลกุลได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการของอุตสาหกรรมอาหารและยา ที่ต้องการความบริสุทธิ์และความแม่นยำในการสกัดสารจากวัตถุดิบต่าง ๆ
การเติบโตในยุคปัจจุบัน
ปัจจุบัน การสกัดเซลล์โมเลกุลได้รับการนำมาใช้อย่างแพร่หลายในหลากหลายอุตสาหกรรม และมีการพัฒนาขึ้นเรื่อย ๆ เพื่อลดต้นทุนการผลิตและเพิ่มความสามารถในการสกัดสารให้มีคุณภาพและความบริสุทธิ์สูงขึ้น