Mga proseso ng transglycosidation gamit ang D-glucose bilang isang hilaw na materyales.

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 na alkyl polyglycosides sa pamamagitan ng direktang Fischer glycosylation o sa pamamagitan ng two-step transglycosides ng butyl polyglycoside sa pagkakaroon ng acid catalyst, na may tubig bilang isang by-product. Ang tubig ay dapat na dalisay mula sa pinaghalong reaksyon upang ilipat ang balanse ng reaksyon patungo sa nais na produkto. Sa proseso ng glycosylation, ang mga inhomogeneities sa pinaghalong reaksyon ay dapat na iwasan dahil maaari silang humantong sa labis na pagbuo ng tinatawag na polydextrose, na lubhang hindi kanais-nais. Samakatuwid, maraming mga teknikal na diskarte ang tumutuon sa homogenous educts n-glucose at alkohol, na mahirap ihalo dahil sa kanilang magkakaibang polarities. 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 average na bilang ng mga normal na yunit ng glucose sa bawat residue ng alkyl, ang tinatawag na antas ng polymerization, ay karaniwang isang function ng molar ratio ng mga educt sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura. Dahil sa kanilang kahanga-hangang mga katangian ng surfactant, ang mga alkyl polyglycosides na may antas ng polymerization sa pagitan ng 1 at 3 ay partikular na ginustong, kung saan ang mga 3-10 moles ng mataba na alkohol ay dapat gamitin sa bawat mole ng normal na glucose sa pamamaraang ito.

Ang antas ng polymerization ay bumababa sa pagtaas ng labis na mataba na alkohol. Ang labis na mataba na alkohol ay pinaghihiwalay at binabawi sa pamamagitan ng multistep na mga proseso ng vacuum distillation na may mga falling-film evaporator, na ginagawang posible na panatilihin ang thermal stress 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 na katagal upang matiyak ang sapat na paglilinis ng labis na mataba na alkohol at daloy ng alkyl polyglucoside na matunaw, nang walang paglitaw ng anumang malaking reaksyon ng agnas. Ang isang serye ng mga hakbang sa pagsingaw ay maaaring magamit upang paghiwalayin ang mga unang fraction na mababa ang kumukulo, pagkatapos ay ang pangunahing dami ng mataba na alkohol, at panghuli ang natitirang mataba na alkohol hanggang sa matunaw ang alkyl polyglucoside ay makuha bilang mga nalalabing nalulusaw sa tubig.

Kahit na ang synthesis at evaporation ng mataba na alak ay ginagawa sa ilalim ng pinaka banayad na mga kondisyon, nangyayari ang hindi kanais-nais na pagkawalan ng kayumanggi, na humihiling ng mga proseso ng pagpapaputi upang pinuhin ang mga produkto. Ang isang paraan ng pagpapaputi na napatunayang angkop ay ang pagdaragdag ng mga oxidant tulad ng hydrogen peroxide sa may tubig na paghahanda ng alkyl polyglucosides sa alkaline medium sa pagkakaroon ng mga magnesium ions.

Ang sari-saring pagsisiyasat at variant na ginamit sa panahon ng synthesis, workup, at pagpino ay nagpapakita na kahit ngayon ay wala pa ring pangkalahatang naaangkop na "turnkey" na solusyon para sa pagkuha ng mga partikular na marka ng produkto. Sa kabaligtaran, ang lahat ng mga hakbang sa proseso ay kailangang maisagawa, magkaparehong ayusin, at i-optimize. Ang kabanatang ito ay nagbigay ng mga mungkahi at inilarawan ang ilang mga praktikal na paraan upang makabuo ng mga teknikal na solusyon, pati na rin ang pagsasabi ng mga karaniwang kemikal at pisikal na kondisyon para sa pagsasagawa ng mga reaksyon, paghihiwalay, at mga proseso ng 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.

Ang hinaharap na availability at mga presyo ng fossil at renewable raw na materyales, pati na rin ang karagdagang teknikal na pag-unlad sa produksyon at paggamit ng alkyl polyglucosides, ay maaaring inaasahan na magkaroon ng isang mapagpasyang impluwensya sa pagbuo ng dami ng merkado ng huli at mga kapasidad ng produksyon. Ang mabubuhay na mga teknikal na solusyon na mayroon na para sa paggawa at paggamit ng mga alkyl polyglucosides ay maaaring magbigay ng isang mahalagang kalamangan sa kompetisyon sa merkado ng mga surfactant sa mga kumpanyang nakabuo o gumagamit na ng mga naturang proseso. Ito ay partikular na totoo sa kaganapan ng mataas na presyo ng krudo at mababang presyo ng cereal. Dahil ang mga nakapirming gastos sa pagmamanupaktura ay tiyak na nasa karaniwang antas para sa maramihang pang-industriya na surfactant, kahit na bahagyang pagbaba sa presyo ng mga katutubong hilaw na materyales ay maaaring humimok ng pagpapalit ng mga kalakal ng surfactant at maaaring malinaw na hikayatin ang pag-install ng mga bagong planta ng produksyon para sa alkyl polyglucosides.