DE METODES FOAR IT PRODUKSJEN FAN ALKYLGLUKOSIDEN

Fischer-glykosidaasje is de ienige metoade fan gemyske synteze dy't de ûntwikkeling fan hjoeddeiske ekonomyske en technysk perfeksjonearre oplossingen foar grutskalige produksje fan alkylpolyglukosiden mooglik makke hat. Produksjeplanten mei kapasiteiten fan mear as 20.000 t/jier binne al realisearre en fergrutsje it produktassortiment fan 'e surfactantyndustry mei oerflakte-aktive aginten basearre op duorsume grûnstoffen. D-glukoaze en lineêre C8-C16 fatty alkoholen hawwe bliken dien de foarkommende grûnstoffen te wêzen. Dizze edukten kinne wurde omset yn oerflakte-aktive alkylpolyglukosiden troch middel fan direkte Fischer-glykosidaasje of twa-stap transglykosidaasje fia butylpolyglukoside yn 'e oanwêzigens fan soere katalysatoren, mei wetter as byprodukt. It wetter moat destillearre wurde út it reaksjemingsel om it reaksjelykwicht te ferskowen nei de winske produkten. Tidens it glykosidaasjeproses moatte inhomogeniteiten yn it reaksjemingsel foarkommen wurde, om't se liede ta oermjittige foarming fan saneamde polyglukosiden, dy't tige ûnwinsklik binne. In protte technyske strategyen rjochtsje har dêrom op it homogenisearjen fan 'e edukten n-glukose en alkoholen, dy't min mingber binne fanwegen har ferskil yn polariteit. Tidens de reaksje wurde glykosidyske biningen foarme sawol tusken fet alkohol en n-glukose as tusken de n-glukose-ienheden sels. Alkylpolyglukosiden foarmje dêrtroch as mingsels fan fraksjes mei ferskillende oantallen glukose-ienheden oan it lange-keten alkylresidu. Elk fan dizze fraksjes bestiet op syn beurt út ferskate isomere komponinten, om't de n-glukose-ienheden ferskillende anomere foarmen en ringfoarmen oannimme yn gemysk lykwicht tidens Fischer-glykosidaasje en de glykosidyske ferbiningen tusken D-glukose-ienheden foarkomme yn ferskate mooglike bindingsposysjes. De anomeerferhâlding fan 'e D-glukose-ienheden is sawat α/β = 2: 1 en liket lestich te beynfloedzjen ûnder de beskreaune omstannichheden fan Fischer-synteze. Under termodynamysk kontroleare omstannichheden besteane de n-glukose-ienheden dy't yn it produktmingsel befette binne, foaral yn 'e foarm fan pyranosiden. It gemiddelde oantal n-glukose-ienheden per alkylresidu, de saneamde polymerisaasjegraad, is yn essinsje in funksje fan 'e molferhâlding fan 'e edukten tidens de produksje. Fanwegen har útsprutsen surfactant-eigenskippen[1] wurdt spesjale foarkar jûn oan alkylpolyglukosiden mei polymerisaasjegraden tusken 1 en 3, wêrfoar sawat 3-10 mol fet alkohol per mol n-glukose yn it proses brûkt wurde moat.

De polymerisaasjegraad nimt ôf as de oerskot oan fet alkohol tanimt. Oerskot oan fet alkohol wurdt skieden en weromwûn troch in fakuümdestillaasjeproses yn meardere stappen mei fallende filmferdampers, sadat termyske stress minimaal hâlden wurde kin. De ferdampingstemperatuer moat krekt heech genôch wêze en de kontakttiid yn 'e waarme sône krekt lang genôch om genôch destillaasje fan 'e oerskot oan fet alkohol en stream fan 'e alkylpolyglucoside-smelt te garandearjen sûnder wichtige ûntbiningsreaksje. In searje ferdampingstappen kin mei foardiel brûkt wurde om earst de leechsiedende fraksje, dan de haadhoeveelheid fet alkohol, en úteinlik de oerbleaune fet alkohol te skieden, oant de alkylpolyglucoside smelt as in wetteroplosber residu.

Sels ûnder de myldste omstannichheden foar de synteze en ferdamping fan fettige alkoholen sil ûnwinske brune ferkleuring foarkomme, en bleekprosessen binne nedich om it produkt te raffinearjen. Ien metoade fan bleken dy't geskikt bliken dien hat, is it tafoegjen fan in oksidearjend middel, lykas wetterstofperokside, oan in wetterige formulearring fan alkylpolyglycoside yn in alkaline medium yn 'e oanwêzigens fan magnesiumionen.

De meardere stúdzjes en farianten dy't brûkt wurde yn it synteze-, neiferwurkings- en raffinaazjeproses garandearje dat sels hjoed de dei noch gjin breed tapasbere "turnkey" oplossing is om in spesifike produktkwaliteit te krijen. Krektoarsom, alle prosesstappen moatte formulearre wurde. Dongfu jout wat suggestjes foar it ûntwerp fan 'e oplossing en technyske oplossingen, en ferklearret de gemyske en fysike omstannichheden foar it reaksje-, skiedings- en raffinaazjeproses.

Alle trije haadprosessen - homogene transglykosidaasje, slurryproses en glukose-feedtechnyk - kinne ûnder yndustriële omstannichheden brûkt wurde. Tidens transglykosidaasje moat de konsintraasje fan it tuskenprodukt butylpolyglukoside, dat fungearret as in oplosberder foar de edukten D-glukoaze en butanol, boppe de 15% yn it reaksjemingsel hâlden wurde om inhomogeniteiten te foarkommen. Foar itselde doel moat de wetterkonsintraasje yn it reaksjemingsel dat brûkt wurdt foar direkte Fischer-synteze fan alkylpolyglukosiden op minder as sawat 1% hâlden wurde. By hegere wetterynhâlden bestiet it risiko dat de suspendearre kristallijne D-glukoaze yn in kleverige massa feroaret, wat dêrnei soe resultearje yn minne ferwurking en oermjittige polymerisaasje. Effektyf roeren en homogenisaasje befoarderje de fynferdieling en reaktiviteit fan 'e kristallijne D-glukoaze yn it reaksjemingsel.

Sawol technyske as ekonomyske faktoaren moatte wurde beskôge by it selektearjen fan 'e syntezemetoade en har mear ferfine farianten. Homogene transglykosidaasjeprosessen basearre op D-glukosesiropen lykje benammen geunstich foar trochgeande produksje op grutte skaal. Se meitsje permaninte besparrings mooglik op kristallisaasje fan 'e grûnstof D-glukose yn 'e wearde-tafoege keten, wat mear as kompensearret foar de hegere ienmalige ynvestearrings yn 'e transglykosidaasjestap en it weromwinnen fan butanol. It gebrûk fan n-butanol presintearret gjin oare neidielen, om't it hast folslein recycled wurde kin, sadat de oerbleaune konsintraasjes yn 'e weromwûne einprodukten mar in pear dielen per miljoen binne, wat as net-kritysk beskôge wurde kin. Direkte Fischer-glykosidaasje neffens it slurryproses of glukose-feedtechnyk makket de transglykosidaasjestap en it weromwinnen fan butanol oer. It kin ek kontinu útfierd wurde en freget wat legere kapitaalútjeften.

Yn 'e takomst sille it oanbod en de priis fan fossile en duorsume grûnstoffen, lykas de fierdere technologyske foarútgong yn 'e produksje fan alkylpolysachariden, in beslissende ynfloed hawwe op 'e merkkapasiteit en produksjekapasiteit fan ûntwikkeling en tapassing. Basispolysachariden hawwe al eigen technyske oplossingen dy't wichtige konkurrinsjefoardielen kinne biede yn 'e merk foar oerflakbehanneling foar bedriuwen dy't sokke prosessen ûntwikkelje of oannaam hawwe. Dit jildt foaral as de prizen heech en leech binne. De produksjekosten fan it produksjemiddel binne nei it gewoane nivo omheech gien, sels as de priis fan lokale grûnstoffen wat sakket, kin it de ferfangers foar surfactants fêststelle en kin it de ynstallaasje fan nije alkylpolysacharidenproduksjeplanten stimulearje.