การพัฒนาเทคนิคการตรวจวัดเชิงแสงแบบไม่ทำลายสำหรับการตรวจสอบการมีอยู่และประเภทการเคลือบผิวของทัลคัมในแป้งเด็กและแป้งบริโภค
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
บทความนี้เสนอวิธีการตรวจจับการใช้แร่ทัลคัม และการจำแนกประเภทการเคลือบผิวของแร่ทัลคัม ซึ่งแร่ดังกล่าวถูกนำมาใช้เป็นส่วนประกอบหลักในอุตสาหกรรมและผลิตภัณฑ์ดูแลส่วนบุคคล โดยใช้การตรวจวัดเชิงแสงแบบไม่ทำลายด้วยเทคนิคสเปกโตรสโคปี (Spectroscopy) ในย่านอินฟราเรดกลาง (Mid-IR) และอินฟราเรดไกล (Far-IR) ซึ่งในงานนี้จะใช้เครื่อง Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) ทำการเก็บข้อมูลสเปกตรัมทั้งหมด และข้อมูลสเปกตรัมที่ได้จะถูกนำมาวิเคราะห์โดยการเรียนรู้ของเครื่อง (Machine Learning) จากผลการทดลองพบว่า หากใช้โมเดล Gaussian Naive Bayes (Gaussian NB) ในการทำนายแร่ทัลคัมบริสุทธิ์จำนวน 45 สเปกตรัมการวัด พบว่า เทคนิคนี้จะสามารถจำแนกประเภทการเคลือบผิวของทัลคัมได้อย่างถูกต้องถึง 98.18% และ 95.27% ในย่านอินฟราเรดกลางและอินฟราเรดไกลตามลำดับ และโมเดล Gaussian Naive Bayes (Gaussian NB) ถูกนำมาฝึกฝนเพิ่มเติมโดยใช้สเปกตรัมที่เก็บมาจากผลิตภัณฑ์จริงจำนวน 200 สเปกตรัม เพื่อนำมาใช้ในการจำแนกระหว่างผลิตภัณฑ์แป้งฝุ่นที่มีส่วนผสมทัลคัมและปราศจากทัลคัม จากผลการทดสอบพบว่า ในย่านอินฟราเรดกลาง โมเดลมีความถูกต้องในการจำแนกอยู่ที่ 95.56% ในผลิตภัณฑ์แป้งเด็ก และ 91.73% ในผลิตภัณฑ์แป้งบริโภค ในขณะที่ในย่านอินฟราเรดไกล โมเดลมีความถูกต้องในการจำแนกมากกว่า และอยู่ที่ 97.78% ในผลิตภัณฑ์แป้งเด็ก และ 100% ในผลิตภัณฑ์แป้งบริโภค จากผลการทดสอบทั้งหมดแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการนำเทคนิคที่เสนอนี้ไปใช้ในการตรวจจับทัลคัมและประเภทการเคลือบแร่ทัลคัมในผลิตภัณฑ์แป้งฝุ่น ที่จะช่วยลดการพึ่งพาผู้เชี่ยวชาญ ลดต้นทุน และเพิ่มความมั่นใจในคุณภาพและความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์แป้งฝุ่น
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
K. Al Awam, S. Johnson, A. Alonazi, A. Aleeh, A. Aldhamen, A. Alhaddad, S. Alnouf, F. Almutairi, R. Zila, R. Algoud, D. Alghurab, M. A. AlSayegh, and B. Alnakli, "The effect of cosmetic talc powder on health," Indian Journal of Respiratory Care, Vol. 8, pp. 18–21, 2019. doi: 10.4103/ijrc.ijrc_24_18.
D. W. Cramer, W. R. Welch, R. E. Scully, and C. Wojciechowski, "Ovarian cancer and talc. A case-control study," Cancer, Vol. 50, 1982. doi: 10.1002/1097-0142(19820715)50:2<372::AID-CNCR2820500235>3.0.CO;2-S.
D. W. Cramer, A. F. Vitonis, K. L. Terry, W. R. Welch, and L. J. Titus, "The association between talc use and ovarian cancer," Epidemiology (Cambridge, Mass.), Vol. 27, pp. 334–346, 2016. doi:10.1097/EDE.0000000000000434.
R. Penninkilampi and G. D. Eslick, "Perineal talc use and ovarian cancer: A systematic review and meta-analysis," Epidemiology, Vol. 29, pp. 41–49, 2018. doi:10.1097/EDE.0000000000000745.
Kobo Products Inc. (June 2015). Kobo surface treated pigments and powders. [Online]. Available: https://www.koboproductsinc.com/ Downloads/Kobo-Surface-Treated-Pigments-and-Powders-Combined-June2015.pdf
L. C. Becker, W. Bergfeld, D. Belsito, R. A. Hill, C. Klaassen, D. C. Liebler, J. G. Marks, R. C. Shank, T. J. Slaga, P. W. Snyder, and F. A. Andersen, "Safety assessment of Dimethicone crosspolymers as used in cosmetics," Int. J. Toxicol., Vol. 33, pp. 115S–65S, 2014. doi: 10.1177/1091581814524963.
Sokan-Adeaga, A.A., Sokan-Adeaga, M.A., Sokan-Adeaga, E.D., Oparaji, A.N., Edris, H., Tella, E.O., Balogun, F.A., Aledeh, M., and Amubieya, O.E., "Environmental toxicants and health adversities: A review on interventions of phytochemicals," Journal of Public Health Research, Vol. 12, 2023.
Stoiber, T., Fitzgerald, S.M., and Leiba, N.S., "Asbestos Contamination in Talc-Based Cosmetics: An Invisible Cancer Risk," Environmental Health Insights, Vol. 14, 2020. doi: 10.1177/1178630220976558.
Sanchez, M.S., McGrath-Koerner, M., and McNamee, B.D., "Characterization of elongate mineral particles including talc, amphiboles, and biopyriboles observed in mineral derived powders: Comparisons of analysis of the same talcum powder samples by two laboratories," Environmental Research, 114791, 2022. doi: 10.1016/j.envres.2022.114791.
Jamali, S., Shaikh, N.M., Khoso, M.A., Jamil, Y., Bhutto, W.A., Soomro, A.M., and Mari, R.H., "Elemental analysis of talcum powder using spectroscopic techniques," Optik, 169246, 2022. doi: 10.1016/j.ijleo.2022.169246.
Bhatt, C.R., Sanghapi, H.K., Yueh, F.Y., and Singh, J.P., "LIBS application to powder samples," in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (Second Edition), edited by J.P. Singh and S.N. Thakur, Elsevier, 2020, pp. 247-262. ISBN 9780128188293. doi: 10.1016/B978-0-12-818829-3.00010-1.
Liu, Y., Sun, L., Ran, Z., Pan, X., Zhou, S., and Liu, S., "Prediction of Talc Content in Wheat Flour Based on a Near-Infrared Spectroscopy Technique," Journal of Food Protection, pp. 1655-1662, 2019. doi: 10.4315/0362-028x.jfp-18-582.
Fadlelmoula, A., Pinho, D., Carvalho, V., Catarino, S.O., and Minas, G.M., "Fourier Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy to Analyse Human Blood over the Last 20 Years: A Review towards Lab-on-a-Chip Devices," Micromachines, Vol. 13, 2022. doi: 10.3390/mi13020187.
Liu, H., Xiong, W., Mottaleb, K.A., Krupnik, T.J., Burgueño, J.A., Pequeno, D.N., and Wu, W., "Contrasting contributions of five factors to wheat yield growth in China by process-based and statistical models," European Journal of Agronomy, Vol. 130, 2021, 126370. doi: 10.1016/j.eja.2021.126370.
Gwirtz, J.A., and Garcia-Casal, M.N., "Processing maize flour and corn meal food products," Annals of the New York Academy of Sciences, Vol. 1312, No. 1, pp. 66-75, April 2014. doi: 10.1111/nyas.12299.
Ossman, M., Mansour, M.S., Fattah, M.A., Taha, N.A., and Kiros, Y., "Peanut shells and talc powder for removal of hexavalent chromium from aqueous solutions," Bulgarian Chemical Communications, Vol. 46, pp. 629-639, 2014.
Li, X., Zhang, Y., and He, Y., "Rapid detection of talcum powder in tea using FT-IR spectroscopy coupled with chemometrics," Scientific Reports, Vol. 6, 2016. doi: 10.1038/srep30313.
Caballero-Agosto, E.R., Sierra-Vega, N.O., Rolon-Ocasio, Y., Hernández-Rivera, S.P., Infante-Degró, R.A., Fontalvo-Gomez, M., Pacheco-Londoño, L.C., and Infante-Castillo, R., "Detection and quantification of corn starch and wheat flour as adulterants in milk powder by near- and mid-infrared spectroscopy coupled with chemometric routines," Food Chemistry Advances, 2023. doi: 10.1016/j.focha.2023.100582.
Martin, F., Micoud, P., Delmotte, L., Marichal, C., Dred, R.L., Parseval, P., Mari, A., Fortune, J.P., Salvi, S., Béziat, D., Grauby, O., and Ferret, J., "The structural formula of talc from the Trimouns Deposit, Pyrenees, France," Canadian Mineralogist, Vol. 37, pp. 997-1006, 1999.
Larentzos, J.P., Greathouse, J.A., and Cygan, R.T., "An ab Initio and Classical Molecular Dynamics Investigation of the Structural and Vibrational Properties of Talc and Pyrophyllite," Journal of Physical Chemistry C, Vol. 111, pp. 12752-12759, 2007. doi: 10.1021/jp072959f.