ตัวทำละลาย (Solvent) ในผลิตภัณฑ์สี (Paint)

          ในกระบวนการผลิตสี มีขั้นตอนการผสมส่วนประกอบต่างๆ เช่น เม็ดสี เรซิน  สารเติมแต่งต่างๆ ทำให้จำเป็นต้องใช้ตัวทำละลายเป็นตัวกลางให้เกิดการละลายเป็นเนื้อเดียวกัน เพื่อให้ได้สีและคุณสมบัติตามต้องการ  โดยสารละลายที่ใช้กันโดยทั่วไปได้แก่ โทลูอีน ไซลีน สไตรีน ไตรคลอโรเอทีลีน และคาร์บอนไดซัลไฟด์ อัตราส่วนการใช้งานของตัวทำละลายแต่ละชนิดแตกต่างกัน ขึ้นผลิตภัณฑ์และการออกแบบ  ดังนั้นปริมาณของตัวทำละลายจะต้องได้รับการควบคุม เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ตามมาตรฐานของผู้ผลิต  อีกทั้งตัวทำละลายเหล่านี้เป็นสารเคมีที่มีผลต่อสุขภาพร่างกายของมนุษย์ ในขั้นตอนการกำจัดของเสีย จึงต้องมีการตรวจวิเคราะห์ให้อยู่ในเกณฑ์มาตรฐานตามที่กฏหมายกำหนด

การเตรียมตัวอย่างสำหรับการวิเคราะห์ปริมาณตัวทำละลายด้วยเครื่องแก๊สโครมาโทกราฟ แบ่งเป็นประเภทของตัวอย่างดังนี้

          1) ตัวทำละลายที่เป็นวัตถุดิบ สามารถฉีดเข้าสู่เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟเพื่อหาปริมาณได้โดยตรง                           

          2) ตัวทำละลายที่ตกค้างในผลิตภัณฑ์ ใช้วิธีการสกัดด้วยเทคนิคเฮดสเปซ                                                   

          3) ตัวทำละลายที่ถูกปลดปล่อยสู่อากาศและสิ่งแวดล้อม ใช้วิธีสกัดด้วยตัวดูดซับ

การฉีดตัวอย่างเข้าสู่เครื่องแก๊สโครมาโทกราฟโดยตรง              

          สามารถใช้วิธีนี้ได้เมื่อตัวอย่างสามารถระเหยกลายเป็นไอได้ง่าย  เป็นของเหลวใสไม่มีตะกอน  ดังนั้นตัวอย่างตัวทำละลายที่เป็นวัตถุดิบก่อนการผลิต จึงสามารถฉีดเข้าสู่เครื่อง GC ได้โดยตรงเพื่อตรวจสอบความบริสุทธิ์หรือตรวจสอบอัตราส่วนผสมของตัวทำละลายก่อนการผลิตได้

การสกัดตัวอย่างด้วยเทคนิคเฮดสเปซ (Headspace) 

          เฮดสเปซ เป็นเทคนิคการเตรียมตัวอย่างที่นิยมใช้สำหรับการวิเคราะห์ตัวทำละลาย โดยขั้นตอนการทำงานเริ่มจากนำตัวอย่างใส่ในขวดปิดสนิท  แล้วให้ความร้อนกับตัวอย่างเพื่อให้สารผสมที่ต้องการวิเคราะห์ระเหยออกจากตัวอย่าง จากนั้นจึงนำไอระเหยของสารที่สนใจเข้าสู่เครื่อง GC เพื่อแยกและวิเคราะห์ถัดไป  วิธีการนี้ช่วยลดขั้นตอนการเตรียมตัวอย่าง ให้สามารถทำได้รวดเร็วและไม่ยุ่งยาก ลดการใช้สารละลายในการสกัด และลดสารละลายของเสียอีกด้วย

รูปแสดงกระบวนการวิเคราะห์ด้วยเทคนิคเฮดสเปซ (Headspace)  

การสกัดตัวอย่างด้วยตัวดูดซับ (Absorption)

          เป็นการใช้ตัวดูดซับที่มีความจำเพาะต่อตัวทำละลายหรือสารที่สนใจจะวิเคราะห์ เพื่อเป็นการเพิ่มความเข้มข้นของสารก่อนนำมาวิเคราะห์ด้วยระบบ GC เป็นเทคนิคที่นิยมใช้กับตัวอย่างที่มีความเข้มข้นน้อย และต้องการลดขั้นตอนการเตรียมตัวอย่างลง  เทคนิคนี้ จะสามารถให้ประสิทธิภาพการสกัดได้ดีกว่าเมื่อเทียบกับเทคนิคเฮดสเปซ

          เทคนิคการสกัดด้วยตัวดูดซับ สำหรับการสกัดไอระเหยของสารที่สนใจจะแบ่งลักษณะการสกัดเป็น 2 แบบด้วยกันคือ แบบ Static จะเป็นการสกัดโดยอาศัยการแพร่ของสารที่สนใจเพื่อมาดูดซับบนพื้นผิวของตัวดูดซับ เช่น เทคนิค Solid phase micro extraction, SPME และแบบ Dynamic จะเป็นการใช้แก๊สเฉื่อยพาไอระเหยของสารที่สนใจผ่านเข้าสู่ตัวดูดซับตลอดเวลา เช่นเทคนิค Thermal Desorption, TD หรือ เทคนิค Purge and trap หรือ เทคนิค In-tube extraction, ITEX เป็นต้น

ตัวอย่างการวิเคราะห์

          การวิเคราะห์ตัวทำละลายในผลิตภัณฑ์พลาสติกบรรจุอาหาร

          บรรจุภัณฑ์อาหาร ช่วยรักษาคุณภาพของผลิตภัณฑ์อาหารและช่วยยืดอายุการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ได้ นอกจากนั้นการออกแบบบรรจุภัณฑ์ให้มีสีสันสวยงาม ช่วยให้ผลิตภัณฑ์อาหารมีความน่าสนใจมากขึ้นด้วย

          หมึกพิมพ์ใช้กับบรรจุภัณฑ์อาหาร มักจะมีสารอินทรีย์ระเหยง่าย (Volatile Organics Compounds, VOCs) เป็นตัวทำละลาย ทำให้สามารถปนเปื้อนสู่ผลิตภัณฑ์อาหารในระหว่างกระบวนการผลิต  การขนส่ง  และการเก็บรักษา  ซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพของของผลิตภัณฑ์อาหารและอาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของผู้บริโภคอีกด้วย

          ดังนั้นการควบคุมคุณภาพ ของสารตัวทำละลายที่ตกค้างในวัสดุบรรจุภัณฑ์อาหารจึงเป็นสิ่งสำคัญ  โดยวิธีมาตรฐานสำหรับตรวจสอบคุณภาพอ้างอิงตามวิธีมาตรฐาน EN 13628-1 : 2002 ซึ่งกำหนดให้ตัวทำละลายตกค้างมีปริมาณต่ำกว่า 0.5 มิลลิกรัมต่อตารางเมตร โดยวิธีหรือเทคนิคที่ใช้สามารถวิเคราะห์ได้โดยใช้เทคนิคการเตรียมตัวอย่างแบบเฮดสเปซร่วมกับตรวจวิเคราะห์ด้วยแก๊สโครมาโทกราฟี โดยใช้ตัวตรวจวัดชนิดเฟลมไอออไนเซชัน (Flame Ionization Detector, FID) หรือ  แมสสเปคโตรมิเตอร์ (Mass Spectrometer, MS) ในการวิเคราะห์

อ่านบทความฉบับเต็มได้ที่ : https://www.scispec.co.th/app/2021TH/AN21_HSGC_Painting.pdf