Introduction
Lactose is a disaccharide sugar composed of galactose and glucose that is found in the milk of mammalians. Lactose makes up around 2% to 8% of milk (by weight), although the amount varies by species and among individuals. The name comes from lac (gen. lactis), the Latin word for milk, plus the -ose ending used to name sugars [3].
Lactose is frequently used in food technology or as an excipient in pharmaceutical products. Knowledge of the thermal properties of lactose is essential because its Glass Transition TemperatureThe glass transition is one of the most important properties of amorphous and semi-crystalline materials, e.g., inorganic glasses, amorphous metals, polymers, pharmaceuticals and food ingredients, etc., and describes the temperature region where the mechanical properties of the materials change from hard and brittle to more soft, deformable or rubbery.glass transition is in direct relation with the physical properties – such as stickiness and flowability – of powders containing milk sugar, and this in turn influences the processing. [4]
In the following, the influence of the heating rate on the thermal properties of α-lactose monohydrate FlowLac® 90 supplied by MEGGLE was investigated by means of DSC. As a spray-dried product, it typically exhibits an amorphous content of 10% to 15%. [5]
Test Conditions
Mittaukset suoritettiin NETZSCH DSC 214 Polyma -laitteella dynaamisessa typpi-ilmakehässä. Näytteet, joiden massat olivat 4,21-4,74 mg, punnittiin Concavus® alumiinisiin upokkaisiin, jotka suljettiin lävistetyllä kannella ja kuumennettiin 280 °C:een eri lämmitysnopeuksilla (20, 50, 100 ja 200 K/min).
Testitulokset
Kuvissa 2 ja 3 esitetään DSC-mittauskäyrät eri lämmitysnopeuksilla.
Lämpökapasiteetin muutos, jonka keskipiste on 62 °C:n (mittaus 20 K/min) ja 85 °C:n (mittaus 200 K/min) välillä, osoittaa näytteen lasittumisen. EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.Endoterminen huippu, joka havaitaan 148 °C:n ja 185 °C:n välillä (huippulämpötila), johtuu veden vapautumisesta. Tämä on sopusoinnussa [2] julkaistujen tulosten kanssa, joiden mukaan laktoosimonohydraatti vapautti hydraattivesiään, kun sitä kuumennettiin yli 150 °C:n lämpötilaan.
Toinen piikki, joka sijaitsee välillä 222°C-248°C, johtuu α-laktoosianhydraattikiteiden sulamisesta. Vaikka käyrien kulku on hyvin samankaltainen, lämmitysnopeuden vaikutus näkyy kaikissa vaikutuksissa (lasittuminen, dehydraatio ja Sulamislämpötilat ja lämpöarvotAineen fuusioentalpia, joka tunnetaan myös latenttina lämpönä, on mitta, jolla mitataan energiapanosta, yleensä lämpöä, joka tarvitaan aineen muuttamiseksi kiinteästä olomuodosta nestemäiseksi. Aineen sulamispiste on lämpötila, jossa aine vaihtaa olomuotoaan kiinteästä olomuodosta (kiteinen) nestemäiseksi olomuodoksi (isotrooppinen sula).sulaminen). Ensinnäkin ne siirtyvät korkeampiin lämpötiloihin lämmitysnopeuden kasvaessa. Toiseksi lämmitysnopeuden lisääminen johtaa DSC-vaikutusten voimistumiseen. Tämä johtuu lämmitysnopeuden vaikutuksesta prosessien kinetiikkaan.
Lämmitysnopeuden lisääminen on hyödyllistä, kun halutaan parantaa small -vaikutusten havaitsemista. Tässä esimerkissä esimerkiksi laktoosin lasimuutos on helpompi havaita suuremmalla lämmitysnopeudella suoritetuissa mittauksissa. Toisaalta lämmitysnopeuden pienentäminen auttaa erottamaan päällekkäiset vaikutukset. Mittauksessa, jossa mittausnopeus on 200 K/min, veden vapautumisen huippu on osittain päällekkäinen 248 °C:n sulamispiikin kanssa, mikä vaikeuttaa piikin entalpian arviointia. Sitä vastoin dehydraation energia voidaan määrittää tarkasti pienemmillä lämmitysnopeuksilla.
Päätelmä
Α-laktoosimonohydraatin lämpövaikutukset voidaan helposti määrittää differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian (DSC) avulla. Lasittumislämpötila sekä dehydraatio- ja sulamispiikit ovat riippuvaisia lämmitysnopeudesta.
Paremman arvioinnin kannalta lämmitysnopeuden lisääminen voi olla hyödyllinen väline, kun DSC-käyrän small vaikutuksia on vahvistettava, ja lämmitysnopeuden vähentäminen voi auttaa, kun päällekkäiset vaikutukset on erotettava toisistaan.