balita

Ang mga kinakailangan sa disenyo ng isang planta ng produksyon ng alkyl glycoside batay sa Fisher synthesis ay higit na nakadepende sa uri ng carbohydrate na ginamit at sa haba ng chain ng alkohol na ginamit. Unang ipinakilala ang produksyon ng mga nalulusaw sa tubig na alkyl glycosides batay sa octanol/decanol at dodecanol/tetradecanol . Ang mga alkyl polyglycosides na, para sa isang ibinigay na DP, ay hindi matutunaw sa tubig dahil sa alkohol na ginamit (bilang ng mga C atom sa alkyl chian≥16) ay pinag-uusapan nang hiwalay.
Sa ilalim ng kondisyon ng alkyl polyglucoside synthesis na na-catalyzed ng acid, ang mga pangalawang produkto tulad ng polyglucose ether at mga may kulay na impurities ay nabuo. Ang polyglucose ay isang amorphous substance na nabuo ng glycosyl polymerization sa panahon ng proseso ng synthesis. Ang uri at konsentrasyon ng pangalawang reaksyon ay depende sa mga parameter ng proseso , tulad ng temperatura, presyon, oras ng reaksyon, katalista, atbp.Ang isa sa mga problemang nalutas sa pamamagitan ng pagbuo ng pang-industriyang produksyon ng alkyl polyglycosides sa mga nakaraang taon ay upang mabawasan ang pagbuo ng mga pangalawang produkto na may kaugnayan sa synthesis.
Sa pangkalahatan, ang short-chain na alcohol-based (C8/10-OH)at mababang DP(malaking alcohol overdose) na alkyl glycosides ay may pinakamababang problema sa produksyon. Sa yugto ng reaksyon, sa pagtaas ng labis na alkohol, bumababa ang produksyon ng mga pangalawang produkto. Binabawasan nito ang thermal stress at inaalis ang labis na alkohol sa panahon ng pagbuo ng mga produktong pyrolysis.
Ang Fisher glycosidation ay maaaring ilarawan bilang isang proseso kung saan ang glucose ay mabilis na tumutugon sa unang hakbang at ang oligomer equilibrium ay nakakamit. Ang hakbang na ito ay sinusundan ng isang mabagal na pagkasira ng alkyl glycosides. Ang proseso ng pagkasira ay nagsasangkot ng mga hakbang tulad ng dealkylation at polymerization, na, sa nadagdagan ang mga konsentrasyon, irreversibly na bumubuo ng isang thermodynamically mas matatag na polyglucose. Ang reaksyon mixture na lumalampas sa pinakamainam na oras ng reaksyon ay tinatawag na overreaction. Kung ang reaksyon ay natapos nang maaga, ang resultang reaction mixture ay naglalaman ng malaking halaga ng natitirang glucose.
Ang pagkawala ng mga aktibong sangkap ng alkyl glucoside sa pinaghalong reaksyon ay may magandang kaugnayan sa pagbuo ng polyglucose. Sa kaso ng labis na reaksyon, ang reaksyong timpla ay unti-unting nagiging polyphase muli sa pamamagitan ng pag-ulan ng polyglucose. Samakatuwid, ang kalidad ng produkto at ang ani ng produkto ay seryosong apektado ng oras ng pagwawakas ng reaksyon. Simula sa solid glucose, ang alkyl glycosides sa pangalawang produkto ay mas mababa ang nilalaman, na nagpapahintulot sa iba pang mga polar na bahagi (polyglucose) at ang natitirang carbohydrates na ma-filter mula sa reaktibong pinaghalong hindi pa ganap na tumutugon.
Sa na-optimize na proseso, ang konsentrasyon ng produkto ng etherification ay medyo mababa (depende sa temperatura ng reaksyon, oras, uri ng katalista at konsentrasyon, atbp.).
Ipinapakita ng Figure 4 ang tipikal na kurso ng direktang reaksyon ng dextrose at fatty alcohol (C12/14-OH).
Figure 4. Mass balance ng proseso ng glycosidation
Ang temperatura at presyon ng mga parameter ng reaksyon ay malapit na nauugnay sa isa't isa sa reaksyon ng fischer glycation. Upang makagawa ng mga alkyl polyglycosides na may mababang pangalawang produkto, ang presyon at temperatura ay dapat na iakma sa bawat isa at mahigpit na kontrolado.
Ang alkyl polyglycosides ay mababa sa pangalawang produkto na dulot ng mababang temperatura ng reaksyon (<100 ℃) sa acetalization. Gayunpaman, ang mababang temperatura ay nagreresulta sa medyo mahabang oras ng reaksyon (depende sa haba ng kadena ng alkohol) at mababang tiyak na kahusayan ng reaktor. Ang medyo mataas na temperatura ng reaksyon(>100 ℃, karaniwang 110-120 ℃) ​​ay maaaring humantong sa mga pagbabago sa kulay ng mga carbohydrate. Sa pamamagitan ng pag-alis ng mga produktong reaksyon na mas mababa ang kumukulo (tubig sa direktang synthesis, mga short-chain na alkohol sa proseso ng transacetalization) mula sa pinaghalong reaksyon, ang equilibrium ng acetalization ay inililipat sa gilid ng produkto. Kung ang isang medyo malaking halaga ng tubig ay nagagawa sa bawat yunit ng oras, halimbawa sa pamamagitan ng mataas na temperatura ng reaksyon, ang probisyon ay kailangang gawin para sa epektibong pag-alis ng tubig na ito mula sa pinaghalong reaksyon. Pinaliit nito ang mga pangalawang reaksyon (lalo na ang pagbuo ng polydextrose) na nagaganap sa pagkakaroon ng tubig. Ang kahusayan ng pagsingaw ng isang yugto ng reaksyon ay nakasalalay hindi lamang sa presyon, kundi pati na rin sa lugar ng pagsingaw, atbp. Ang mga karaniwang presyon ng reaksyon sa mga variant ng transacetalization at direktang synthesis ay nasa pagitan ng 20 at 100mbar.
Ang isa pang mahalagang kadahilanan sa pag-optimize ay ang pagbuo ng mga pumipili na catalyst sa proseso ng glycosidation, kaya inhibiting, halimbawa, ang pagbuo ng polyglucose at etherification. Gaya ng nabanggit na, ang acetal o reverse acetal sa Fischer synthesis ay na-catalyzed ng mga acid. Sa prinsipyo, ang anumang acid na may sapat na lakas ay angkop para sa layuning ito, tulad ng sulfuric acid, p-toluene at alkyl benzenesulfonic acid at sulfonic succinic acid. Ang rate ng reaksyon ay nakasalalay sa kaasiman at konsentrasyon ng acid sa alkohol. Mga pangalawang reaksyon na maaari ding ma-catalyzed ng mga acid ( halimbawa, polyglucose formation) pangunahin nang nangyayari sa polar phase (trace water) ng reaction mixture, at ang mga alkyl chain na maaaring mabawasan sa pamamagitan ng paggamit ng hydrophobic acids (hal., alkyl benzenesulfonic acid) ay natutunaw pangunahin sa hindi gaanong polar phase ng pinaghalong reaksyon.
Pagkatapos ng reaksyon, ang acid catalyst ay neutralisado na may naaangkop na base, tulad ng sodium hydroxide at magnesium oxide. Ang mataas na fatty alcohol content ay dahil sa molar ratio ng carbohydrates sa fatty alcohol. Isinasaayos ang ratio na ito upang makakuha ng partikular na DP para sa mga pang-industriyang alkyl polyglycosides, at karaniwang nasa pagitan ng 1:2 at 1:6.
Ang labis na mataba na alkohol ay tinanggal sa pamamagitan ng vacuum distillation. Kabilang sa mahahalagang kondisyon ng hangganan ang:
– Ang natitirang mataba na nilalaman ng alkohol sa produkto ay dapat na<1% kasi iba
ang matalinong solubility at amoy ay masamang apektado.
- Upang mabawasan ang pagbuo ng mga hindi gustong mga produkto ng pyrolysis o mga sangkap na kumukupas ng kulay, ang thermal stressing at tagal ng paninirahan ng target na produkto ay dapat panatilihing mababa hangga't maaari depende sa haba ng chain ng alkohol.
- Walang monoglycoside ang dapat pumasok sa distillate dahil ang distillate ay nire-recycle sa reaksyon bilang purong fatty alcohol.
Sa kaso ng dodecanol/tetradecanol, ang mga kinakailangang ito ay ginagamit para sa pag-alis ng labis na mataba na alkohol, na higit na kasiya-siya sa pamamagitan ng multistage ditillation. Mahalagang tandaan na habang bumababa ang nilalaman ng mataba na alkohol, ang lagkit ay tumataas nang malaki. Ito ay malinaw na nakakapinsala sa init at mass transfer sa huling yugto ng distillation.
Samakatuwid, mas gusto ang manipis o maikling-range na mga evaporator. Sa mga evaporator na ito, ang mechanically moving film ay nagbibigay ng mas mataas kaysa sa evaporation efficiency at mas maikling oras ng paninirahan ng produkto, pati na rin ang magandang vacuum. Ang panghuling produkto pagkatapos ng distillation ay isang halos purong alkyl polyglycoside, na naipon bilang solid na may melting point na 70 ℃ hanggang 150 ℃. Ang mga pangunahing hakbang sa proseso ng alkyl synthesis ay ibinubuod bilang Figure 5.
Figure 5. Pinasimpleng flow diagram para sa paggawa ng mga alkyl polyglycosides batay sa iba't ibang mga mapagkukunan ng carbohydrate
Depende sa proseso ng pagmamanupaktura na ginamit, ang isa o dalawang daloy ng ikot ng alkohol ay naiipon sa paggawa ng alkyl polyglycoside; labis na mataba na alkohol, samantalang ang mga short-chain na alkohol ay maaaring halos ganap na mabawi. Ang mga alkohol na ito ay maaaring magamit muli sa mga susunod na reaksyon. Ang pangangailangan para sa paglilinis o ang dalas kung saan ang mga hakbang sa paglilinis ay kailangang isagawa ay depende sa mga impurities na naipon sa alkohol. Ito ay higit na nakadepende sa kalidad ng mga naunang hakbang sa proseso (halimbawa, reaksyon, pag-alis ng alkohol).
Matapos alisin ang mataba na alkohol, ang aktibong sangkap ng alkyl polyglycoside ay direktang natutunaw sa tubig upang ang isang napakalapot na 50 hanggang 70% na alkyl polyglycoside paste ay nabuo. Sa mga kasunod na hakbang sa pagpino, ang paste na ito ay ginagawang isang produkto na may kasiya-siyang kalidad alinsunod sa mga kinakailangan na nauugnay sa pagganap. Ang mga hakbang sa pagpipino na ito ay maaaring binubuo ng pagpapaputi ng produkto, pagsasaayos ng mga katangian ng produkto, tulad ng halaga ng Ph at nilalaman ng aktibong sangkap, at pag-stabilize ng microbial. Sa panitikan ng patent, maraming mga halimbawa ng reductive at oxidative bleaching at dalawang yugto na proseso ng oxidative bleaching at reductive stabilization. Ang pagsisikap at samakatuwid ang gastos na kasangkot sa mga hakbang sa prosesong ito upang makakuha ng ilang partikular na katangian ng kalidad, tulad ng kulay, ay nakasalalay sa mga kinakailangan sa pagganap, sa mga panimulang materyales, kinakailangan ng DP at ang kalidad ng mga hakbang sa proseso.
Ang Figure 6 ay naglalarawan ng isang pang-industriya na proseso ng produksyon para sa long-chain alkyl polyglycosides (C12/14 APG) sa pamamagitan ng direktang synthesis)
Figure 6. Karaniwang pang-industriya-scale na proseso ng glycosidation para sa C12 14 APG


Oras ng post: Okt-13-2020