ความรู้เกี่ยวกับ ซิลิก้า เจล (Silica gel)

ซิลิกา เจล (silica gel) เป็นสารสังเคราะห์ ในรูปของ ซิลิกอน ไดออกไซด์ (Silicon Dioxide, SiO2) ที่มีพื้นที่ผิวมาก ประมาณ 800 ตารางเมตร ต่อ 1 กรัม การดูดความชื้น ของซิลิกา เจล เป็นลักษณะ ทางกายภาพ (Physical Adsorption) โดยกักเก็บ ความชื้นไว้ ที่โพรงโครงสร้าง ด้านใน ซิลิกา เจล ถูกใช้งานอย่างแพร่หลาย โดยเฉพาะ ในบรรจุภัณฑ์ ยาและอาหาร โดยปรกติ ซิลิกา เจล สามารถ ดูดความชื้น ได้ระหว่าง 24-40% ของน้ำหนักตัวเอง และ มีประสิทธิภาพสูงสุด ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 25 c หากอุณหภูมิ สูงกว่านี้ ประสิทธิภาพ ในการดูดความชื้น จะลดลงไปเรื่อยๆ และมีโอกาส ที่จะคายความชื้น (Desorption) ออกจากตัวเอง เช่นกัน โดยเหตุนี้ การใช้ซิลิกา เจล กับประเทศร้อนชื้น ดังเช่นประเทศไทย จึงต้องระมัดระวัง เป็นอย่างยิ่ง ต่อการ เปลี่ยนแปลง ของอุณหภูมิ รอบข้างของ บรรจุภัณฑ์สินค้า นอกจากนี้ การใช้ซิลิกา เจล ในระหว่าง การขนส่งสินค้า ระหว่างประเทศ ที่มีความผันผวน หรือ ความแตกต่าง ระหว่างอุณหภูมิ และ ความชื้นสัมพัทธ์ ของประเทศไทย และ ประเทศปลายทาง ย่อมมีโอกาส เสี่ยงต่อ การดูดและคาย ความชื้นของซิลิกา เจล เป็นอย่างยิ่งซิลิกา เจล ที่ใช้งานอยู่ทั่วๆ ไปมี 2 ชนิด คือ เม็ดสีใสๆ ขนาด 2-5 มิลลิเมตร และ เม็ดสีน้ำเงิน (Indicating Silica Gel) ขนาดเท่าๆ กัน คุณสมบัติของซิลิกา เจล ทั้ง 2 ชนิดนี้ แตกต่างกัน ตรงที่มีการเติม Cobalt Chloride ลงไป ทำให้มีสีน้ำเงิน บนเม็ดซิลิกา เจล สีน้ำเงินนี้ จะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นสีชมพู เมื่อความชื้นสัมพัทธ์ รอบข้าง สูงขึ้นมากกว่า 40% ซิลิกา เจล ชนิดนี้ มีประโยชน์ ในการสังเกต ได้โดยง่ายว่า สินค้ามีโอกาสเสี่ยง ต่อความชื้นมากน้อย เพียงไร หากซิลิกา เจล ที่ใช้ยังคงมีสีน้ำเงิน หรือ ไม่เปลี่ยนสีมากนัก แสดงว่าความชื้น รอบข้างถูกซิลิกา เจล ดูดไว้ และ มีระดับ ความชื้นสัมพัทธ์ ที่ต่ำ ในทางตรงกันข้าม หากสีของซิลิกา เจล เปลี่ยนเป็นสีชมพู แสดงว่า ความชื้นรอบข้างนั้น มีปริมาณที่สูง เกินกว่าที่ซิลิกา เจล จะดูด และ ควบคุม ให้อยู่ในระดับ ที่ต่ำได้อย่างไรก็ตาม การใช้ซิลิกา เจล ชนิดสีน้ำเงินนี้ ควรระมัดระวัง การใช้งาน เป็นอย่างยิ่ง เพราะหน่วยงาน ที่เกี่ยวข้อง กับสุขอนามัย ระดับโลกบางแห่ง เช่น European Commission และ International Agent for Research on Cancer ได้จัด cobalt chloride ไว้ อยู่ใน ประเภทของสาร ที่อาจก่อให้ เกิดมะเร็ง (carcinogen) หากสูดดมเข้าไป และ อาจมีผลกระทบ ต่อสิ่งแวดล้อม ในระยะยาวได้2.ไดอะตอมมาเชียส เอิร์ธ (Diatomaceous Earth) หรือที่เรียกว่า ดินไดอะตอม เป็นดิน ที่เกิดจาก ซากพืชเซลล์เดียว ที่มีโครงสร้าง เป็นรูพรุน ขนาดเล็ก จำนวนมาก เมื่อได้รับ การเผาที่อุณหภูมิสูง และ เติมสารเร่งปฏิกิริยา บางชนิด เช่น แคลเซียม คลอไรด์ (Calcium Chloride) จะมีคุณสมบัติ ในการดูดความชื้นได้ ดีมากถึง 70-80% ของ น้ำหนักตัวเอง เมื่อเทียบกับซิลิกา เจล แล้ว อัตราเร็ว ในการดูดความชื้น ของ ไดอะตอมมาเชียส เอิร์ธ จะต่ำกว่า ที่อุณหภูมิ 25 c และ ความชื้นสัมพัทธ์ที่ 75% ซิลิกา เจล จะดูดความชื้น จนอิ่มตัว ภายในเวลา ไม่กี่ชั่วโมง ในขณะเดียวกัน ต้องใช้เวลาหลายๆ วันหรือ เป็นเดือน สำหรับ ไดอะตอมมาเชียส เอิร์ธ ที่จะดูดความชื้น จนอิ่มตัว อย่างไรก็ตาม การดูดความชื้น ของไดอะตอมมาเชียส เอิร์ธนี้ มีแรงดึงดูด ของโมเลกุลค่อนข้างมาก การคายความชื้น เมื่ออุณหภูมิ รอบข้างสูงขึ้น จึงมีน้อยมาก หรือ ไม่เกิดขึ้นเลย ความสามารถ ในการดูดความชื้น ที่มาก อัตราเร็ว ของการทำงาน ที่ไม่เร็วจนเกินไป และ โอกาสใน การคายความชื้น ที่ต่ำมาก เป็นเหตุให้ ไดอะตอมมาเชียส เอิร์ธ เป็นทางเลือกที่ดี ของสารดูดความชื้น และ ได้รับการยอมรับ อย่างกว้างขวาง ในการขนส่ง สินค้าระหว่างประเทศ3. เยื่อกระดาษ (Plant Fibre) สารดูดความชื้นชนิดนี้จัดได้ว่า เป็นนวัตกรรมของบริษัท Shanghai Polly Technology Development (ประเทศจีน) ที่สามารถพัฒนาเยื่อกระดาษธรรมชาติ ให้มีคุณสมบัติ ในการดูดความชื้นได้มากถึง 100% ของน้ำหนักตัวเอง ความสามารถในการ ดูดความชื้น ได้มากกว่า Silica Gel ถึง 3 เท่า ณ ระดับความชื้นสัมพัทธ์ต่างๆ นั้น ทำให้ Polly Fibre Desiccant สามารถนำมา ใช้ทดแทน Silica Gel ในอุตสาหกรรมอาหารและยา ได้เป็นอย่างดี4.มอนต์โมริลโลไนต์ เคลย์ (Montmorillonite Clay) เป็นดินธรรมชาติ ที่มีโครงสร้าง เป็นรูพรุนจำนวนมาก ดินประเภทนี้ เมื่อได้รับการเผา ที่อุณหภูมิสูง (calcination) จะทำให้ ความสามารถ ในการดูดความชื้น และ การคงสภาพ หลังการใช้ดีขึ้น โดยปรกติ มอนต์โมริลโลไนต์ เคลย์ มีความสามารถ ในการดูดความชื้น ประมาณ 25% ของน้ำหนักตัวเอง ประสิทธิภาพ ดังกล่าว จะลดลงค่อนข้างมาก เมื่ออุณหภูมิรอบข้าง สูงขึ้นเรื่อยๆ โดยเหตุนี้ การใช้มอนต์โมริลโลไนต์ เคลย์ สำหรับบรรจุภัณฑ์ เพื่อการขนส่ง จะต้องพิจารณา ถึงข้อจำกัด ข้อนี้ เช่นเดียวกับ การใช้ซิลิกา เจล5.โมเลกุลลาร์ ซีฟ (Molecular Sieve) หรือ ที่เรียกว่า Synthetic Zeolite เป็นสารสังเคราะห์ ที่มีคุณสมบัติในการดูดความชื้น ที่ดีมากๆ ภายใต้ ความชื้นสัมพัทธ์ รอบข้าง ในระดับต่ำ (10%-30%) โดยมีประสิทธิภาพ ในการดูดความชื้น ประมาณ 22% ของน้ำหนักตัวเอง โครงสร้างพิเศษ ทำให้โมเลกุลลาร์ ซีฟ มีพื้นผิวสัมผัส ประมาณ 7-800 ตารางเมตร ต่อ 1 กรัม และ มีแรงดึงดูดความชื้น ที่สูงมาก ข้อดีดังกล่าว ทำให้ปัญหา การคายความชื้น น้อยกว่าซิลิกา เจล และ มอนต์โมริลโลไนต์ เคลย์ เมื่ออุณหภูมิรอบข้างสูงขึ้น อย่างไรก็ตาม โมเลกุลลาร์ ซีฟ ยังไม่ได้รับ การรับรอง จากหน่วยงาน ของรัฐ ในการใช้งาน กับ อาหารและยา จึงทำให้สารชนิดนี้ ยังไม่แพร่หลายมากนัก6.แคลเซียม ออกไซด์ (Calcium Oxide, CaO) หรือที่เรียกว่า Caustic Lime / Quick Lime เป็นสารที่มีคุณสมบัติ ในการดูดความชื้น ได้มากกว่า 28.5% ของน้ำหนัก ตัวเอง สารชนิดนี้ มีคุณสมบัติเด่น ในการดูดความชื้น ที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ และ มีอัตราการคาย ความชื้นที่ต่ำ เช่นเดียวกับ โมเลกุลลาร์ ซีฟ อย่างไรก็ตาม ความเร็ว ในการดูดความชื้น ค่อนข้างช้า เมื่อเทียบกับ สารชนิดอื่นๆ และ จะกลายเป็น สารกึ่งเหลว (swell) เมื่อดูดความชื้น จนกระทั่งอิ่มตัวสารดูดความชื้นประเภทนี้ มีคุณสมบัติในการกัดกร่อนสูง (corrosive) ดังนั้น บรรจุภัณฑ์ของ สารดูดความชื้น ประเภทนี้ ต้องป้องกันไม่ให้สารดูดความชื้น หลุดรอดออกมาได้โดยเด็ดขาด7.แคลเซียม ซัลเฟต (Calcium Sulfate, CaSo4) เป็นสาร ที่ได้จากแร่ยิปซั่ม โดยมีคุณสมบัติ ในการดูดความชื้น ค่อนข้างต่ำประมาณ 10% ของน้ำหนักตัวเอง เป็นสารที่ คงสถานะได้ดี ไม่เป็นพิษ และ ไม่กัดกร่อน