Bevezetés
A laktóz egy galaktózból és glükózból álló diszacharid cukor, amely az emlősök tejében található. A laktóz a tejnek körülbelül 2-8%-át teszi ki (tömeg szerint), bár ez a mennyiség fajonként és egyedenként változik. Az elnevezés a lac (gen. lactis), a tej latin szavából és a cukrok elnevezésére használt -ose végződésből származik [3].
A laktózt gyakran használják az élelmiszer-technológiában vagy gyógyszeripari termékek segédanyagaként. A laktóz termikus tulajdonságainak ismerete azért lényeges, mert üvegesedési átmenete közvetlen kapcsolatban áll a tejcukrot tartalmazó porok fizikai tulajdonságaival - például ragadós és folyékony -, ez pedig befolyásolja a feldolgozást. [4]
A következőkben a MEGGLE által szállított FlowLac® 90 α-laktóz-monohidrát termikus tulajdonságaira a fűtési sebesség hatását vizsgáltuk DSC segítségével. Permetszárított termékként jellemzően 10-15%-os amorf tartalmat mutat. [5]
Vizsgálati feltételek
A méréseket a NETZSCH DSC 214 Polyma készülékkel végeztük dinamikus nitrogén atmoszférában. A 4,21 mg és 4,74 mg közötti tömegű mintákat a Concavus® alumíniumtégelyekbe mértük, amelyeket lyukacsos fedéllel zártunk le, és 280 °C-ra hevítettünk különböző fűtési sebességgel (20, 50, 100 és 200 K/perc).
Teszteredmények
A 2. és 3. ábra a DSC mérési görbéket mutatja a különböző fűtési sebességek esetén.
A hőkapacitás változása a 62°C (20 K/perc mérés) és a 85°C (200 K/perc mérés) közötti középpontban jelzi a minta üvegesedését. A 148°C és 185°C között észlelt EndotermikusEgy mintaátalakulás vagy reakció endoterm, ha az átalakuláshoz hőre van szükség.endotermikus csúcs (csúcshőmérséklet) a víz felszabadulásából származik. Ez összhangban van a [2]-ben publikált eredményekkel, miszerint a laktóz-monohidrát 150°C fölé melegítve felszabadította a hidrátvizet.
A második csúcs, amely 222°C és 248°C között található, az α-laktózanhidrát kristályok Olvadási hőmérsékletek és EnthalpiákEgy anyag fúziós entalpiája, más néven látens hő, annak az energiabevitelnek, jellemzően hőnek a mértéke, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag szilárd állapotból folyékony állapotba kerüljön. Egy anyag olvadáspontja az a hőmérséklet, amelyen szilárd (kristályos) állapotból folyékony (izotróp olvadék) állapotot vált.olvadásának köszönhető. Bár a görbék lefolyása nagyon hasonló, a fűtési sebesség hatása minden hatásra (üvegesedési átmenet, dehidratáció és Olvadási hőmérsékletek és EnthalpiákEgy anyag fúziós entalpiája, más néven látens hő, annak az energiabevitelnek, jellemzően hőnek a mértéke, amely ahhoz szükséges, hogy egy anyag szilárd állapotból folyékony állapotba kerüljön. Egy anyag olvadáspontja az a hőmérséklet, amelyen szilárd (kristályos) állapotból folyékony (izotróp olvadék) állapotot vált.olvadás) kimutatható. Először is, a fűtési sebesség növekedésével magasabb hőmérsékletre tolódnak. Másodszor, a fűtési sebesség növelése a DSC-hatások felerősödéséhez vezet. Ez a fűtési sebességnek a folyamatok kinetikájára gyakorolt hatásának köszönhető.
A fűtési sebesség növelése hasznos a small hatások jobb kimutatásához. Ebben a példában például a laktóz üvegesedése könnyebben kimutatható a nagyobb fűtési sebességgel végzett mérések során. Másrészt a fűtési sebesség csökkentése segít az egymást átfedő hatások elkülönítésében. A 200 K/perc sebességű mérésnél a vízfelszabadulás csúcsa részben átfedésben van a 248 °C-os olvadási csúccsal, ami megnehezíti a csúcsentalpia értékelését. Ezzel szemben a dehidratáció energiája pontosan meghatározható alacsonyabb fűtési sebesség esetén.
Következtetés
Az α-laktóz-monohidrát hőhatása könnyen meghatározható differenciál pásztázó kalorimetriával (DSC). Az üvegesedési átmeneti hőmérséklet, valamint a dehidratációs és olvadási csúcsok a fűtési sebességtől függnek.
A jobb értékeléshez a fűtési sebesség növelése hasznos eszköz lehet, ha a DSC-görbén megjelenő small hatásokat fel kell erősíteni, a fűtési sebesség csökkentése pedig segíthet, ha az átfedő hatásokat el kell választani.