บริการอบแห้งแบบพ่นฝอย (Spray Drying Service)

เปลี่ยนสารสกัดเหลวให้เป็นผงที่ใช้ในสูตรได้จริง

เรื่องที่มักเกิดขึ้นหลังจากสกัดสารเสร็จ

มีสถานการณ์หนึ่งที่เราเห็นซ้ำ ๆ จากลูกค้าที่ติดต่อเข้ามา เจ้าของแบรนด์ลงทุนไปกับการหาวัตถุดิบที่ดี จ้างสกัดจนได้สารสกัดสมุนไพรที่มีสารสำคัญตามที่ตั้งใจ ผลวิเคราะห์ออกมาสวย ทุกอย่างดูพร้อมจะเดินหน้าต่อ แล้วก็มาติดอยู่ตรงจุดเดียว คือสารสกัดที่ได้มาอยู่ในรูปของเหลวข้น ซึ่งโรงงานผลิตอาหารเสริมที่จะรับผลิตแคปซูลบอกว่าใช้ไม่ได้

ปัญหานี้ไม่ได้เกิดจากคุณภาพของสารสกัด แต่เกิดจากการวางแผนที่ข้ามขั้นไปหนึ่งขั้น เพราะรูปแบบทางกายภาพของวัตถุดิบเป็นตัวกำหนดว่ามันจะไปต่อในสายการผลิตแบบไหนได้บ้าง ของเหลวใส่แคปซูลแข็งไม่ได้ ตอกเม็ดไม่ได้ ผสมกับผงอื่นให้เนื้อเดียวกันได้ยาก ขนส่งแล้วน้ำหนักส่วนใหญ่คือน้ำที่ต้องจ่ายค่าขนส่งไปด้วย และมีอายุการเก็บสั้นกว่าผงแห้งอย่างมีนัยสำคัญเพราะน้ำเป็นตัวกลางที่จุลินทรีย์เติบโตได้

การเปลี่ยนของเหลวให้เป็นผงจึงไม่ใช่ขั้นตอนเสริม แต่เป็นขั้นที่ตัดสินว่าสารสกัดของคุณจะกลายเป็นสินค้าที่ขายได้หรือจะค้างอยู่ในถัง และการอบแห้งแบบพ่นฝอยคือวิธีที่อุตสาหกรรมอาหารและอาหารเสริมทั่วโลกใช้เป็นมาตรฐานสำหรับงานนี้

ทำไมเจ้าของแบรนด์ส่วนใหญ่ไม่ควรซื้อเครื่องเอง

เครื่องอบแห้งแบบพ่นฝอยระดับที่ผลิตได้จริงเชิงพาณิชย์มีราคาสูง ต้องมีพื้นที่ติดตั้งเฉพาะ ต้องมีระบบระบายอากาศและระบบเก็บฝุ่นที่ได้มาตรฐาน และที่สำคัญที่สุดคือต้องมีคนที่รู้วิธีตั้งค่าเครื่องให้เหมาะกับสารแต่ละชนิด เพราะการตั้งค่าผิดไม่ได้แค่ทำให้ได้ผงน้อย แต่ทำให้สารสำคัญที่คุณจ่ายเงินไปแล้วสูญหายไปกับความร้อน

สำหรับแบรนด์ที่ผลิตปีละไม่กี่ลอต การใช้บริการจากภายนอกจึงคุ้มกว่าการเป็นเจ้าของเครื่องอย่างชัดเจน คุณจ่ายเฉพาะรอบที่ใช้ ไม่ต้องแบกค่าบำรุงรักษาและค่าคนดูแลตลอดปี และได้ประโยชน์จากประสบการณ์การตั้งค่าที่สะสมมาจากงานหลากหลายชนิดโดยไม่ต้องเรียนรู้จากการลองผิดลองถูกด้วยวัตถุดิบของตัวเอง

นี่คือเหตุผลที่บริการนี้เป็นหนึ่งในบริการที่มีความต้องการสูงที่สุดในกลุ่มผู้ประกอบการขนาดกลาง และเป็นบริการที่เราออกแบบให้รองรับตั้งแต่ลอตทดลองไปจนถึงลอตผลิตจริง

การอบแห้งแบบพ่นฝอยทำงานอย่างไร

หลักการของกระบวนการนี้เรียบง่ายกว่าที่ชื่อทำให้รู้สึก ของเหลวที่ต้องการทำให้แห้งจะถูกปั๊มด้วยอัตราคงที่ผ่านหัวฉีดหรือจานหมุนความเร็วสูง ทำให้ของเหลวแตกตัวเป็นละอองขนาดเล็กมากนับล้านหยดในเวลาเดียวกัน ละอองเหล่านี้ตกลงสู่ห้องอบที่มีอากาศร้อนไหลผ่าน

จุดสำคัญอยู่ที่พื้นที่ผิว เมื่อของเหลวปริมาณเท่าเดิมถูกแตกเป็นละอองเล็ก ๆ พื้นที่ผิวรวมจะเพิ่มขึ้นมหาศาล น้ำจึงระเหยออกจากละอองแต่ละหยดได้ภายในเสี้ยววินาที เหลือไว้เพียงของแข็งในรูปผงแห้งที่ลอยตามกระแสอากาศไปสู่ระบบแยกและตกลงในถังเก็บ

สิ่งที่หลายคนเข้าใจผิดคือคิดว่าอากาศร้อนหมายถึงสารจะโดนความร้อนสูง ความจริงคืออุณหภูมิที่ตัวละอองสัมผัสจริงต่ำกว่าอุณหภูมิอากาศมาก เพราะพลังงานความร้อนส่วนใหญ่ถูกใช้ไปกับการทำให้น้ำระเหย ปรากฏการณ์นี้ทำให้อุณหภูมิผิวละอองอยู่ใกล้เคียงจุดเดือดของน้ำตลอดช่วงที่ยังมีน้ำเหลือ และเมื่อน้ำหมดละอองก็ออกจากห้องอบไปแล้ว สารที่ไวต่อความร้อนจึงเสียหายน้อยกว่าที่คาด แม้ตัวเลขอุณหภูมิอากาศขาเข้าจะดูสูงก็ตาม

หากสารสกัดตั้งต้นผ่านการสกัดด้วยตัวทำละลายอินทรีย์มาก่อน เราตรวจยืนยันปริมาณตัวทำละลายตกค้างให้อยู่ในเกณฑ์ตามแนวทางสากลก่อนเข้ากระบวนการอบแห้ง (International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use, 2021)

ตัวแปรที่เราควบคุมในทุกรอบมีสี่ตัวหลัก คืออุณหภูมิอากาศขาเข้า อุณหภูมิอากาศขาออก อัตราการป้อนของเหลว และความเร็วของหัวฉีดหรือจานหมุน การปรับตัวแปรเหล่านี้เปลี่ยนทั้งขนาดอนุภาค ความชื้นสุดท้าย และปริมาณสารสำคัญที่เหลืออยู่ในผง จึงเป็นงานที่ต้องตั้งค่าเฉพาะรายสาร ไม่ใช่ใช้สูตรเดียวกับทุกงาน

สารพา คือตัวแปรที่กำหนดว่างานนี้จะสำเร็จหรือล้มเหลว

ถ้ามีเรื่องเดียวที่เราอยากให้คุณจำจากบทความนี้ ก็คือเรื่องสารพา

สารสกัดจากธรรมชาติเกือบทั้งหมดมีน้ำตาลและสารเหนียวเป็นองค์ประกอบ สารกลุ่มนี้มีอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว (Glass Transition Temperature) ต่ำ พูดง่าย ๆ คือมันอ่อนตัวและเหนียวที่อุณหภูมิไม่สูงนัก เมื่อละอองสัมผัสอากาศร้อนในห้องอบ ผงที่เกิดขึ้นจึงยังเหนียวและติดผนังเครื่องแทนที่จะตกลงถัง ผลคือได้ผงกลับมาน้อยกว่าที่ควร และผงที่ได้ก็จับตัวเป็นก้อนหลังจากเก็บไว้ไม่นาน

สารพา (Carrier) คือของแข็งที่เติมเข้าไปในของเหลวก่อนอบเพื่อยกอุณหภูมิเปลี่ยนสถานะของส่วนผสมรวมให้สูงขึ้น ทำให้ผงแห้งและไหลได้ตามปกติ นอกจากนั้นสารพายังทำหน้าที่ห่อหุ้มสารสำคัญไว้ ลดการสัมผัสออกซิเจน และช่วยให้ผงกระจายตัวในน้ำได้ดีขึ้นเมื่อนำไปชง

สารพาที่ใช้บ่อยในงานสมุนไพรและอาหารเสริมมีอยู่ไม่กี่กลุ่ม แต่ละกลุ่มให้ผลต่างกันชัดเจน มอลโตเด็กซ์ทริน (Maltodextrin) เป็นตัวเลือกที่ใช้มากที่สุดเพราะราคาไม่สูง รสไม่รบกวนสูตรปลายทาง และทำให้ผงไหลได้ดี เหมาะกับงานทั่วไปที่ไม่มีข้อกำหนดพิเศษ กัมอาราบิก (Gum Arabic) ให้ความสามารถในการห่อหุ้มที่ดีกว่า จึงเหมาะกับสารที่เสื่อมสภาพเมื่อสัมผัสอากาศ เช่น น้ำมันและสารกลุ่มที่ไวต่อการเกิดออกซิเดชัน แต่ราคาสูงกว่าและอาจมีสีติดมาบ้าง แป้งดัดแปร (Modified Starch) ใช้เมื่อต้องการห่อหุ้มสารที่ไม่ละลายน้ำเข้าไปในระบบน้ำ ส่วนอินูลิน (Inulin) เป็นทางเลือกสำหรับสูตรที่ต้องการระบุใยอาหารบนฉลากไปพร้อมกัน

สารพาทุกตัวที่เราใช้อยู่ในบัญชีวัตถุเจือปนอาหารที่อนุญาตให้ใช้ในผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร (ประกาศกระทรวงสาธารณสุข (ฉบับที่ 293) พ.ศ. 2548, 2549) และเราระบุชนิดกับสัดส่วนไว้ในเอกสารกำกับลอตเสมอ เพราะเป็นข้อมูลที่ต้องใช้เขียนฉลากส่วนประกอบและต้องแสดงต่อผู้ตรวจสอบเมื่อยื่นขออนุญาต

ตัวเลขที่คุณต้องคิดตั้งแต่ก่อนสั่งสกัด

จุดที่ทำให้โครงการต้องกลับมาทำใหม่บ่อยที่สุดคือการลืมว่าสารพาไปลดเปอร์เซ็นต์สารสำคัญในผงสุดท้าย

สมมติว่าคุณมีสารสกัดเหลวที่เมื่อทำให้แห้งล้วน ๆ จะได้ผงที่มีสารสำคัญ 40% แต่สารสกัดชนิดนี้เหนียวมากจนต้องใช้สารพาในสัดส่วนครึ่งหนึ่งของของแข็งทั้งหมด ผงที่ออกมาจริงจะมีสารสำคัญเหลือประมาณ 20% ไม่ใช่ 40% ถ้าคุณไปตกลงกับลูกค้าปลายทางไว้แล้วว่าจะส่งมอบผงที่มีสารสำคัญไม่ต่ำกว่า 30% คุณจะพบปัญหานี้ตอนผลวิเคราะห์ออก ซึ่งเป็นตอนที่แก้ไขได้ยากที่สุด

ทางแก้คือคิดย้อนกลับตั้งแต่ต้น กำหนดค่าสารสำคัญในผงสุดท้ายก่อน แล้วคำนวณย้อนไปว่าสารสกัดตั้งต้นต้องเข้มข้นเท่าไรจึงจะรองรับสัดส่วนสารพาที่จำเป็นได้ ซึ่งอาจหมายถึงต้องเพิ่มขั้นตอนทำให้บริสุทธิ์ก่อนอบแห้ง หรือหมายถึงต้องยอมรับค่าที่ต่ำลงและปรับปริมาณใช้ในสูตรปลายทางแทน

เราคำนวณตัวเลขชุดนี้ให้ตั้งแต่ขั้นเสนอราคา และจะบอกคุณตรง ๆ หากค่าเป้าหมายที่ตั้งไว้ไม่สามารถทำได้ในเงื่อนไขปัจจุบัน แทนที่จะรับงานไปก่อนแล้วค่อยแจ้งตอนผลออก

ขั้นตอนการทำงานของเรา

การประเมินสารตั้งต้น เริ่มจากการวัดปริมาณของแข็ง ความหนืด และความเป็นกรดด่างของของเหลวที่คุณส่งมา สามค่านี้บอกได้ว่าของเหลวจะผ่านหัวฉีดได้ราบรื่นหรือไม่ และควรเจือจางหรือทำให้เข้มข้นก่อนหรือเปล่า ของเหลวที่หนืดเกินไปจะแตกตัวเป็นละอองไม่สม่ำเสมอ ทำให้ได้ผงที่ขนาดอนุภาคกระจายกว้างเกินไป

การเลือกสารพาและกำหนดสัดส่วน ขั้นนี้พิจารณาจากสามเรื่องพร้อมกัน คือลักษณะทางเคมีของสารสกัด รูปแบบผลิตภัณฑ์ปลายทาง และค่าสารสำคัญที่ต้องการ ผงที่จะไปตอกเม็ดในโรงงานผลิตอาหารเสริมต้องการคุณสมบัติการไหลที่ดีกว่าผงที่จะบรรจุซอง ส่วนผงที่จะไปชงดื่มต้องกระจายตัวในน้ำเย็นได้โดยไม่จับก้อน และผงที่จะเข้าโรงงานผลิตเครื่องสำอางมีข้อกำหนดเรื่องสีและกลิ่นที่เข้มกว่า

การทดลองรอบเล็กก่อน สำหรับงานที่ยังไม่เคยทำ เราเดินรอบทดลองด้วยปริมาณน้อยก่อนเสมอ เพื่อหาชุดค่าที่เหมาะสมโดยไม่เสี่ยงกับวัตถุดิบทั้งลอต ผลจากรอบทดลองจะบอกทั้งอัตราการแปลงจากของเหลวเป็นผง คุณสมบัติของผงที่ได้ และปริมาณสารสำคัญที่เหลือ

การเดินรอบผลิตจริง ใช้ค่าที่ผ่านการทดลองแล้ว พร้อมเก็บตัวอย่างระหว่างรอบเป็นระยะ เพื่อให้แน่ใจว่าค่าคงที่ตลอดการผลิต ไม่ใช่ดีเฉพาะช่วงต้น

การตรวจสอบผงและบรรจุ วัดความชื้น คุณสมบัติการไหล ขนาดอนุภาค วิเคราะห์ปริมาณสารสำคัญ และตรวจจุลินทรีย์ตามเกณฑ์ที่ประกาศกระทรวงสาธารณสุขกำหนด (ประกาศกระทรวงสาธารณสุข (ฉบับที่ 416) พ.ศ. 2563, 2563) แล้วบรรจุในภาชนะที่กันความชื้นได้ตามระยะเวลาที่คุณต้องการเก็บ

สิ่งที่คุณต้องเตรียมก่อนใช้บริการ

สิ่งแรกคือสารสกัดเหลวหรือสารละลายพร้อมข้อมูลปริมาณของแข็ง หากยังไม่ทราบค่านี้ เราวัดให้ได้ แต่การรู้ล่วงหน้าช่วยให้ประเมินราคาได้แม่นขึ้น งานนี้มีปริมาณตั้งต้นขั้นต่ำต่อรอบ ซึ่งเราแจ้งให้ทราบเมื่อประเมินงานของคุณแล้ว เพราะระบบต้องเดินต่อเนื่องระยะหนึ่งจึงจะเข้าสู่สภาวะคงที่

สิ่งที่สองซึ่งสำคัญไม่แพ้กันคือรูปแบบผลิตภัณฑ์ปลายทาง บอกเราว่าผงนี้จะไปเป็นแคปซูล เม็ดตอก ผงชงดื่ม หรือส่วนผสมในเครื่องสำอาง เพราะเป็นตัวกำหนดสารพาและขนาดอนุภาคเป้าหมายโดยตรง ลูกค้าจำนวนหนึ่งข้ามข้อมูลนี้ไปแล้วได้ผงที่ใช้ในสูตรจริงไม่ได้ ทั้งที่ตัวเลขในผลวิเคราะห์ผ่านทุกรายการ

นอกจากนั้นควรแจ้งค่าสารสำคัญที่ต้องการในผงสุดท้าย หากมีข้อกำหนดจากลูกค้าปลายทาง และแจ้งข้อจำกัดด้านส่วนผสมตั้งแต่ต้น เช่น ต้องปลอดกลูเตน ต้องเป็นฮาลาล หรือห้ามใช้สารพาที่มาจากข้าวโพด เพราะข้อจำกัดเหล่านี้ตัดตัวเลือกสารพาออกไปหลายตัว และรู้ช้าจะแก้ยาก

สิ่งที่คุณจะได้รับ

คุณจะได้สารสกัดในรูปผงแห้งพร้อมข้อมูลอัตราการแปลงจากของเหลวเป็นผงที่ได้จริง ซึ่งเป็นตัวเลขที่ใช้คำนวณต้นทุนรอบถัดไปได้ทันที พร้อมใบรายงานผลวิเคราะห์ที่ระบุความชื้น ปริมาณสารสำคัญ และผลตรวจจุลินทรีย์

เราส่งข้อมูลสารพาและสัดส่วนที่ใช้ให้ด้วยเสมอ เพราะเป็นข้อมูลที่คุณต้องใช้เขียนฉลากส่วนประกอบ และเป็นข้อมูลที่ผู้ตรวจสอบจะขอดูเมื่อยื่นขออนุญาต สุดท้ายคือคำแนะนำการเก็บรักษาและวัสดุบรรจุที่เหมาะสม เพราะผงที่ผ่านการอบแห้งแบบพ่นฝอยดูดความชื้นจากอากาศได้เร็วกว่าผงทั่วไป

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Q: ผงจับตัวเป็นก้อนหลังเก็บไว้สองสามเดือน เกิดจากอะไร

A: สาเหตุหลักมีสองอย่าง คือความชื้นในผงตอนบรรจุสูงเกินไป หรือวัสดุบรรจุกันความชื้นได้ไม่พอสำหรับสภาพอากาศไทย เราตรวจค่าความชื้นก่อนส่งมอบทุกลอตและระบุค่าไว้ในใบรายงานผล พร้อมแนะนำวัสดุบรรจุที่เหมาะกับอายุการเก็บที่คุณต้องการ

Q: สารสำคัญหายไปเท่าไรระหว่างอบแห้ง

A: ต่างกันตามชนิดสาร สารกลุ่มที่ทนความร้อนได้ดีแทบไม่เปลี่ยน ส่วนสารกลุ่มที่ไวต่อความร้อนจะลดลงบ้าง เราเก็บตัวอย่างทั้งก่อนและหลังเพื่อรายงานตัวเลขจริงให้คุณ ไม่ประเมินแบบกลม ๆ เพราะตัวเลขนี้กระทบการคำนวณสูตรของคุณโดยตรง

Q: เลือกระหว่างอบแห้งแบบพ่นฝอยกับแบบเยือกแข็งอย่างไร

A: พิจารณาจากความไวต่อความร้อนของสารเป็นหลัก ถ้าสารทนความร้อนได้ การอบแห้งแบบพ่นฝอยเหมาะกว่าเพราะเร็วกว่าและต้นทุนต่อกิโลกรัมต่ำกว่าหลายเท่า แต่ถ้าสารสลายตัวชัดเจนเมื่อโดนความร้อน เช่น จุลินทรีย์โพรไบโอติกหรือเอนไซม์ที่ต้องคงกิจกรรม การอบแห้งแบบเยือกแข็งเป็นทางเลือกที่ถูกต้องกว่า เราประเมินให้ก่อนเสมอและจะไม่แนะนำวิธีที่แพงกว่าถ้าไม่จำเป็น

Q: ส่งผงที่ได้ไปให้โรงงานรับผลิตอาหารเสริมต่อได้เลยไหม

A: ได้ หากคุณแจ้งรูปแบบปลายทางมาตั้งแต่ต้น เราจะตั้งคุณสมบัติของผงให้ตรงกับที่สายการผลิตนั้นต้องการ พร้อมส่งเอกสารกำกับลอตที่โรงงานปลายทางจะขอ ทั้งใบรายงานผลวิเคราะห์และข้อมูลส่วนประกอบ

Q: นำผงที่อบแล้วมาปรับสูตรเพิ่มได้ไหม

A: ได้ในบางกรณี เช่น การผสมกับสารพาเพิ่มเพื่อลดความเข้มข้น แต่การเพิ่มความเข้มข้นหลังอบแล้วทำไม่ได้ จึงควรกำหนดค่าเป้าหมายให้ชัดตั้งแต่ก่อนเริ่ม

Q: ใช้เวลากี่วัน

A: งานที่เคยตั้งค่าไว้แล้วใช้เวลาสั้นที่สุด หากเป็นสารใหม่ที่ต้องเดินรอบทดลองก่อนจะใช้เวลาเพิ่มขึ้น ส่วนการวิเคราะห์นับเวลาแยกอีกส่วนหนึ่ง เราระบุจำนวนวันทำการของทุกขั้นไว้ในใบเสนอราคา

ก้าวต่อไป

ส่งข้อมูลสารสกัดของคุณ พร้อมบอกว่าผงนี้จะไปเป็นผลิตภัณฑ์อะไร มาที่ info@zubbbiotech.com หรือ LINE @zubbbiotech เราจะเสนอระบบสารพาที่เหมาะสม ค่าสารสำคัญที่คาดว่าจะได้ในผงสุดท้าย และกรอบราคากลับให้โดยเร็วที่สุด หากคุณยังไม่มีสารสกัด เราให้บริการสกัดควบคู่ไปด้วยได้ในโรงงานเดียวกัน

ติดต่อสอบถามและขอใบเสนอราคา

ส่งรายละเอียดงานของคุณมาได้ที่ ติดต่อเรา หรือ LINE @zubbbiotech · โทร 089-056-5651 · 097-297-1777 · อีเมล info@zubbbiotech.com

แหล่งอ้างอิง (References)

1. ประกาศกระทรวงสาธารณสุข (ฉบับที่ 293) พ.ศ. 2548 เรื่อง ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร และที่แก้ไขเพิ่มเติม. (2549, 2 กุมภาพันธ์). ราชกิจจานุเบกษา, 123(ตอนพิเศษ 18 ง).
2. ประกาศกระทรวงสาธารณสุข (ฉบับที่ 416) พ.ศ. 2563 เรื่อง กำหนดคุณภาพหรือมาตรฐาน หลักเกณฑ์เงื่อนไข และวิธีการในการตรวจวิเคราะห์ของอาหารด้านจุลินทรีย์ที่ทำให้เกิดโรค. (2563, 9 ตุลาคม). ราชกิจจานุเบกษา, 137(ตอนพิเศษ 237 ง), 9.
3. International Council for Harmonisation of Technical Requirements for Pharmaceuticals for Human Use. (2021). Impurities: Guideline for residual solvents Q3C(R8).