ANG MGA PARAAN PARA SA PAGGAWA NG ALKYL GLUCOSIDES

Ang Fischer glycosidation ay ang tanging paraan ng chemical synthesis na nagbigay-daan sa pagbuo ng mga pang-ekonomiya at teknikal na perpektong solusyon ngayon para sa malakihang produksyon ng mga alkyl polyglucosides. Ang mga production plant na may kapasidad na higit sa 20,000 t/taon ay naisakatuparan na at pinalaki ang hanay ng produkto ng industriya ng surfactant na may mga surface-active agents batay sa mga nababagong hilaw na materyales. Ang D-Glucose at linear C8-C16 fatty alcohol ay napatunayang ang ginustong feedstock. Ang mga educt na ito ay maaaring ma-convert sa surface-active alkyl polyglucosides sa pamamagitan ng direct Fischer glycosidation o two-step transglycosidation sa pamamagitan ng butyl polyglucoside sa pagkakaroon ng acid catalysts, na may tubig bilang isang by-product. Ang tubig ay kailangang dalisayin mula sa pinaghalong reaksyon upang mailipat ang balanse ng reaksyon patungo sa nais na mga produkto. Sa panahon ng proseso ng glycosidation, ang mga inhomogeneities sa pinaghalong reaksyon ay dapat na iwasan, dahil humantong sila sa labis na pagbuo ng tinatawag na polyglucosides, na lubhang hindi kanais-nais. Maraming mga teknikal na diskarte samakatuwid ay tumutuon sa homogenizing ang mga educts n-glucose at alkohol, na hindi gaanong nahahalo dahil sa kanilang pagkakaiba sa polarity. Sa panahon ng reaksyon, ang mga glycosidic bond ay nabuo kapwa sa pagitan ng fatty alcohol at n-glucose at sa pagitan ng mga n-glucose unit mismo. Ang mga alkyl polyglucosides ay nabubuo bilang mga pinaghalong fraction na may iba't ibang bilang ng mga unit ng glucose sa long-chain alkyl residue. Ang bawat isa sa mga fraction na ito, naman, ay binubuo ng ilang isomeric constituent, dahil ang mga n-glucose unit ay may iba't ibang anomeric na anyo at ring form sa chemical equilibrium sa panahon ng Fischer glycosidation at ang glycosidic linkages sa pagitan ng D-glucose unit ay nangyayari sa ilang posibleng bonding position. . Ang anomer ratio ng mga unit ng D-glucose ay humigit-kumulang α/β＝ 2: 1 at mukhang mahirap maimpluwensyahan sa ilalim ng inilarawang mga kondisyon ng Fischer synthesis. Sa ilalim ng thermodynamically controlled na mga kondisyon, ang mga n-glucose unit na nakapaloob sa pinaghalong produkto ay nakararami sa anyo ng pyranosides. Ang ibig sabihin ng bilang ng mga n-glucose unit sa bawat alkyl residue, ang tinatawag na degree of polymerization, ay mahalagang function ng molar ratio ng mga educt sa panahon ng paggawa. Dahil sa kanilang binibigkas na surfactant proper[1]tali, espesyal na kagustuhan ang ibinibigay sa alkyl polyglucosides na may mga degree ng polymerization sa pagitan ng 1 at 3, kung saan humigit-kumulang 3-10 mol fatty alcohol ang dapat gamitin sa bawat mole ng n-glucose sa proseso.

Ang antas ng polymerization ay bumababa habang ang labis na mataba na alkohol ay tumataas. Ang mga sobrang mataba na alkohol ay pinaghihiwalay at binabawi sa pamamagitan ng isang multi-step na proseso ng vacuum distillation na may mga bumabagsak na film evaporator, upang ang thermal stress ay mapanatili sa pinakamababa. Ang temperatura ng pagsingaw ay dapat na sapat lamang na mataas at ang oras ng pakikipag-ugnay sa mainit na sona ay sapat lamang upang matiyak ang sapat na paglilinis ng labis na mataba na alkohol at ang daloy ng alkyl polyglucoside ay natutunaw nang walang anumang makabuluhang reaksyon ng pagkabulok. Ang isang serye ng mga hakbang sa pagsingaw ay maaaring magamit nang may pakinabang upang paghiwalayin muna ang mababang bahaging kumukulo, pagkatapos ay ang pangunahing halaga ng mataba na alkohol, at panghuli ang natitirang mataba na alkohol, hanggang sa matunaw ang alkyl polyglycoside bilang isang nalalabi na nalulusaw sa tubig.

Kahit na sa ilalim ng pinakamainam na kondisyon para sa synthesis at evaporation ng mataba na alkohol, ang hindi kanais-nais na pagkawalan ng kayumanggi ay magaganap, at ang mga proseso ng pagpapaputi ay kinakailangan upang pinuhin ang produkto. Ang isang paraan ng pagpapaputi na napatunayang angkop ay ang pagdaragdag ng isang oxidizing agent, tulad ng hydrogen peroxide, sa isang may tubig na pormulasyon ng alkyl polyglycoside sa isang alkaline medium sa pagkakaroon ng mga magnesium ions.

Ang maraming pag-aaral at variant na ginamit sa synthesis, post-processing at proseso ng pagpino ay ginagarantiya na kahit ngayon, wala pa ring malawakang naaangkop na "turnkey" na solusyon upang makakuha ng partikular na grado ng produkto. Sa kabaligtaran, ang lahat ng mga hakbang sa proseso ay kailangang mabalangkas. Nagbibigay ang Dongfu ng ilang mungkahi para sa disenyo ng solusyon at mga teknikal na solusyon, at ipinapaliwanag ang kemikal at pisikal na kondisyon para sa proseso ng reaksyon, paghihiwalay at pagpino.

Lahat ng tatlong pangunahing proseso – homogenous transglycosidation, slurry process, at glucose feed technique-ay maaaring gamitin sa ilalim ng mga pang-industriyang kondisyon. Sa panahon ng transglycosidation, ang konsentrasyon ng intermediate butyl polyglucoside, na gumaganap bilang isang solubilizer para sa mga educts na D-glucose at butanol, ay dapat panatilihing higit sa 15% sa reaction mixture upang maiwasan ang inhomogeneities. Para sa parehong layunin, ang konsentrasyon ng tubig sa pinaghalong reaksyon na ginamit para sa direktang Fischer synthesis ng alkyl polyglucosides ay dapat panatilihing mas mababa sa halos 1 % . Sa mas mataas na nilalaman ng tubig ay may panganib na gawing mabagsik na masa ang nasuspinde na mala-kristal na D-glucose, na magreresulta sa masamang pagproseso at labis na polimerisasyon. Ang epektibong paghalo at homogenization ay nagtataguyod ng pinong pamamahagi at reaktibiti ng mala-kristal na D-glucose sa pinaghalong reaksyon.

Parehong teknikal at pang-ekonomiyang mga kadahilanan ay kailangang isaalang-alang kapag pumipili ng paraan ng synthesis at ang mga mas sopistikadong variant nito. Ang mga homogenous na proseso ng transglycosidation batay sa D-glucose syrups ay lilitaw lalo na kanais-nais para sa tuluy-tuloy na produksyon sa isang malaking sukat. Pinapahintulutan nila ang permanenteng pagtitipid sa pagkikristal ng hilaw na materyal na D-glucose sa value-added chain, na higit pa sa kabayaran para sa mas mataas na isang beses na pamumuhunan sa transglycosidation step at pagbawi ng butanol. Ang paggamit ng n-butanol ay hindi nagpapakita ng iba pang mga disadvantages, dahil maaari itong i-recycle nang halos ganap upang ang mga natitirang konsentrasyon sa mga nakuhang produkto ng pagtatapos ay ilang bahagi lamang bawat milyon, na maaaring ituring na hindi kritikal. Direktang Fischer glycosidation ayon sa proseso ng slurry o glucose feed technique ay nagbibigay ng transglycosidation step at pagbawi ng butanol. Maaari rin itong isagawa nang tuluy-tuloy at nangangailangan ng bahagyang mas mababang capital expenditure.

Sa hinaharap, ang supply at presyo ng fossil at renewable raw na materyales, pati na rin ang karagdagang teknolohikal na pag-unlad sa paggawa ng alkyl polysaccharides, ay magkakaroon ng mapagpasyang epekto sa kapasidad ng merkado at kapasidad ng produksyon ng pag-unlad at aplikasyon. Ang base polysaccharide ay mayroon nang sariling mga teknikal na solusyon na maaaring magbigay ng mahalagang mapagkumpitensyang mga bentahe sa merkado ng paggamot sa ibabaw para sa mga kumpanyang bumuo o nagpatibay ng mga naturang proseso. Ito ay totoo lalo na kapag ang mga presyo ay mataas at mababa. Ang gastos sa pagmamanupaktura ng ahente ng pagmamanupaktura ay tumaas sa karaniwang antas, kahit na bahagyang bumaba ang presyo ng mga lokal na hilaw na materyales, maaari nitong ayusin ang mga pamalit para sa mga surfactant at maaaring hikayatin ang pag-install ng mga bagong halaman ng produksyon ng alkyl polysaccharide.