Transglykosidaasjeprosessen mei D-glucose as grûnstoffen.

Fischer-glycosideraasje is de ienige metoade fan gemyske synteze dy't de ûntwikkeling fan hjoeddeistige ekonomyske en technysk perfeksjonearre oplossingen mooglik makke hat foar grutskalige produksje fan alkylpolyglukosides. Produksjeplanten mei kapasiteiten fan mear as 20.000 t / jier binne al realisearre en fergrutsje it produktberik fan 'e surfaktantyndustry mei oerflakaktive aginten basearre op duorsume grûnstoffen. D-Glucose en lineêre C8-C16 fatty alcohols hawwe bliken dien te wêzen de foarkar feedstocks. Dizze edukten kinne wurde omset yn oerflak-aktive alkylpolyglycosiden troch direkte Fischer-glycosylaasje of troch twa-stap transglycosiden fan butylpolyglycoside yn 'e oanwêzigens fan in soere katalysator, mei wetter as byprodukt. Wetter moat wurde destillearre út it reaksje mingsel te ferskowen it reaksje lykwicht nei it winske produkt. Yn it glycosyleringsproses moatte inhomogeniteiten yn it reaksjegemerming foarkommen wurde, om't se liede kinne ta oermjittige foarming fan saneamde polydextrose, wat tige net winske is. Dêrom rjochtsje in protte technyske strategyen op 'e homogene edukten n-glucose en alkohol, dy't lestich te misbrûkber binne fanwege har ferskillende polariteiten. Tidens reaksje wurde glycoside bannen foarme sawol tusken fatty alkohol en n-glucose en tusken de n-glucose ienheden sels. Alkylpolyglukosiden foarmje dêrtroch as miks fan fraksjes mei ferskate oantallen glukoaze-ienheden by it lange-keten-alkylresidu. Elk fan dizze fraksjes is op har beurt opboud út ferskate isomere komponinten, om't de n-glucose-ienheden ferskate anomere foarmen en ringfoarmen oannimme yn gemysk lykwicht by Fischer-glycosideraasje en de glycoside-keppelings tusken D-glucose-ienheden foarkomme yn ferskate mooglike bondingsposysjes . De anomere ratio fan de D-glucose ienheden is likernôch α/β＝ 2: 1 en liket dreech te beynfloedzjen ûnder de beskreaune betingsten fan Fischer synteze. Under thermodynamysk kontroleare omstannichheden besteane de n-glucose-ienheden yn it produktgemik foaral yn 'e foarm fan pyranosiden. It gemiddelde oantal normale glukoaze-ienheden per alkylresidu, de saneamde graad fan polymerisaasje, is yn prinsipe in funksje fan 'e molêre ferhâlding fan edukten tidens it produksjeproses. Troch har opmerklike oerflakaktive eigenskippen hawwe alkylpolyglycosiden mei in polymerisaasjegraad tusken 1 en 3 de foarkar, wêrtroch't by dizze metoade sa'n 3-10 mol fetalkoholen brûkt wurde moatte per mol normale glukoaze.

De graad fan polymerisaasje nimt ôf by in tanimmende oerfloed fan fatty alkohol. De oerstallige fetalkohol wurdt skieden en weromfûn troch middel fan fakuümdestillaasjeprosessen mei meardere stappen mei fallfilmferdampers, dy't it mooglik meitsje om de termyske stress op in minimum te hâlden. De evaporaasjetemperatuer moat krekt heech genôch wêze en de kontakttiid yn 'e hite sône krekt lang genôch om te soargjen foar adekwate destillaasje fan' e oerfloed fan fetalkohol en trochstreaming fan 'e alkylpolyglucoside-melt, sûnder it foarkommen fan grutte ûntbiningsreaksjes. In searje ferdampingsstappen kinne geunstich brûkt wurde om earst leech siedende fraksjes te skieden, dan de wichtichste hoemannichte fetalkohol, en as lêste de oerbleaune fetalkohol oant de alkylpolyglucoside smelt wurde krigen as wetteroplosbere resten.

Sels as synteze en ferdamping fan 'e fetalkohol wurde útfierd ûnder de meast sêfte omstannichheden, komt net winske brune ferkleuring foar, dy't ropt op blekenprosessen om de produkten te ferfine. Ien bleekmetoade dy't gaadlik bewiisd hat is de tafoeging fan oksidanten lykas wetterstofperoxide oan wetterige tariedingen fan alkylpolyglukosides yn alkaline medium yn 'e oanwêzigens fan magnesiumionen.

De mannichfâldige ûndersiken en farianten dy't brûkt wurde tidens synteze, opwurking en raffinaazje, litte sjen dat sels hjoed de dei noch gjin algemien jildende "turnkey" oplossingen binne foar it krijen fan spesifike produktklassen. Krektoarsom, alle proses stappen moatte wurde útwurke, ûnderling oanpast, en optimalisearre. Dit haadstik hat suggestjes levere en guon praktyske manieren beskreaun om technyske oplossingen te betinken, lykas ek standert gemyske en fysike betingsten foar it útfieren fan reaksjes, skieding en ferfine prosessen.

Alle trije haadprosessen - homogene transglycosideraasje, slurryproses, en glukoazefeedtechnyk - kinne brûkt wurde ûnder yndustriële omstannichheden. Tidens transglykosidaasje moat de konsintraasje fan it intermediate butylpolyglucoside, dat fungearret as solubilisator foar de edukten D-glucose en butanol, mear as 15% yn it reaksjegemik wurde hâlden om inhomogeniteiten te foarkommen. Foar itselde doel moat de wetterkonsintraasje yn it reaksjegemik dat brûkt wurdt foar direkte Fischer-synteze fan alkylpolyglucosiden op minder dan sawat 1% hâlden wurde. By hegere wetterynhâld is d'r it risiko dat de suspendearre kristallijne D-glucose in kleverige massa feroaret, wat dêrnei in minne ferwurking en oermjittige polymerisaasje resultearje soe. Effektive stirring en homogenisaasje befoarderje de fyn ferdieling en reaktiviteit fan 'e kristalline D-glucose yn it reaksjegemik.

Sawol technyske as ekonomyske faktoaren moatte wurde beskôge by it selektearjen fan de metoade fan synteze en syn mear ferfine farianten. Homogene transglykosidaasjeprosessen basearre op D-glucose-siroops ferskine benammen geunstich foar kontinuze produksje op grutte skaal. Se tastean permaninte besparring op kristallisaasje fan 'e grûnstof D-glucose yn' e wearde-tafoege keten, dy't mear as kompensearje foar de hegere ienmalige ynvestearrings yn 'e transglycosideraasjestap en it herstel fan butanol. It gebrûk fan n-butanol hat gjin oare neidielen, om't it hast folslein recycled wurde kin, sadat de restkonsintraasjes yn 'e weromfûne einprodukten mar in pear dielen per miljoen binne, dy't as net-kritysk beskôge wurde kinne. Direkte Fischer-glycosideraasje neffens it slurry-proses as glukoazefeedtechnyk fermindert de transglycosideraasjestap en it herstel fan butanol. It kin ek kontinu útfierd wurde en freget om wat legere kapitaalútjeften.

De takomstige beskikberens en prizen fan fossile en duorsume grûnstoffen, lykas ek fierdere technyske foarútgong yn produksje en tapassing fan alkyl polyglucosiden, kin ferwachte wurde in beslissende ynfloed te hawwen op de ûntwikkeling fan de lêste merk folume en produksje kapasiteiten. De libbensfetbere technyske oplossingen dy't al besteane foar de produksje en gebrûk fan alkylpolyglucosides kinne in fitale konkurrinsjefoardiel jaan op 'e merk foar surfaktanten oan bedriuwen dy't sokke prosessen hawwe ûntwikkele of al brûke. Dit is benammen wier yn it gefal fan hege rûge oaljeprizen en lege cerealprizen. Sûnt de fêste produksjekosten binne grif op in gewoane nivo foar bulk yndustriële surfactants, sels lichte ferlegings yn 'e priis fan lânseigen grûnstoffen kinne oantrúnje de ferfanging fan surfactants commodities en kin dúdlik oanmoedigje de ynstallaasje fan nije produksje planten foar alkyl polyglucosides.