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

  1. การลดจุดเดือดของสาร: ภายใต้สภาวะสุญญากาศ ความดันภายในระบบจะต่ำมาก ทำให้จุดเดือดของสารที่อยู่ในระบบลดลง ส่งผลให้สามารถแยกสารออกได้ในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า
  2. การระเหยในสุญญากาศ: สารที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยก่อนและถูกส่งไปควบแน่นเป็นของเหลวอีกครั้ง ในขณะที่สารที่มีจุดเดือดสูงกว่าจะยังคงอยู่ในภาชนะหลัก
  3. การควบแน่น: หลังจากการระเหย สารที่ถูกแยกจะถูกนำไปควบแน่นในตัวเก็บที่แยกต่างหากเพื่อเก็บรวบรวมไว้ใช้งาน

 

องค์ประกอบของการสกัดเซลล์โมเลกุล

  1. ตัวดูดสุญญากาศ (Vacuum Pump): ใช้ในการสร้างสภาวะสุญญากาศเพื่อช่วยลดจุดเดือดของสารที่ต้องการแยก
  2. เครื่องระเหย (Evaporator): ตัวอุปกรณ์หลักที่ใช้ในการระเหยสารในสภาวะสุญญากาศ
  3. 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:

  1. ขนาดของเครื่อง: ขนาดใหญ่กว่ามักจะมีราคาสูงกว่าเนื่องจากสามารถผลิตได้มากขึ้น
  2. วัสดุที่ใช้: อุปกรณ์ที่ทำจากสเตนเลสหรือวัสดุทนความร้อนสูงจะมีราคามากกว่า
  3. เทคโนโลยีและระบบการควบคุม: ระบบที่มีการควบคุมที่ละเอียดมากขึ้นและมีความแม่นยำสูงมักมีราคาสูงกว่า
  4. อุปกรณ์เสริม: เช่น ตัวกรองพิเศษ, ระบบควบคุมอัตโนมัติ หรือการเพิ่มส่วนต่อขยายการใช้งาน

 

วิธีการเลือกใช้การสกัดเซลล์โมเลกุล

  1. ประเภทของสารที่ต้องการแยก: เลือกใช้เมื่อสารที่ต้องการแยกมีความไวต่อความร้อนหรือมีจุดเดือดสูง
  2. 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