Дизајнерските барања на постројка за производство на алкил гликозиди базирани на Фишеровата синтеза во голема мера зависат од видот на употребениот јаглехидрат и должината на синџирот на употребениот алкохол. Првпат беше воведено производство на алкил гликозиди растворливи во вода базирани на октанол/деканол и додеканол/тетрадеканол. Алкил полигликозидите кои, за даден DP, се нерастворливи во вода поради употребениот алкохол (број на C атоми во алкил хианот ≥16) се разгледуваат посебно.
Под услов синтезата на алкил полиглукозиди катализирана со киселина, се генерираат секундарни производи како што се полиглукозен етер и обоени нечистотии. Полиглукозата е аморфна супстанца формирана со гликозилна полимеризација за време на процесот на синтеза. Видот и концентрацијата на секундарната реакција зависат од параметрите на процесот, како што се температурата, притисокот, времето на реакција, катализаторот итн. Еден од проблемите што ги решава развојот на индустриското производство на алкил полигликозиди во последниве години е да се минимизира формирањето на секундарни производи поврзани со синтезата.
Општо земено, алкил гликозидите на база на алкохол со краток синџир (C8/10-OH) и ниско DP (голема предозирање со алкохол) имаат најмалку проблеми со производството. Во фазата на реакција, со зголемување на вишокот алкохол, производството на секундарни производи се намалува. Го намалува термичкиот стрес и го отстранува вишокот алкохол за време на формирањето на производите на пиролиза.
Фишеровата гликозидација може да се опише како процес во кој гликозата реагира релативно брзо во првиот чекор и се постигнува рамнотежа на олигомерите. Овој чекор е проследен со бавна деградација на алкил гликозидите. Процесот на деградација вклучува чекори како што се деалкилација и полимеризација, кои, при зголемени концентрации, неповратно формираат термодинамички постабилна полиглукоза. Реакционата смеса што го надминува оптималното време на реакција се нарекува прекумерна реакција. Ако реакцијата се прекине предвреме, добиената реакциона смеса содржи големи количини на резидуална гликоза.
Губењето на активните супстанции на алкил глукозидот во реакционата смеса има добра врска со формирањето на полиглукоза. Во случај на прекумерна реакција, реакционата смеса постепено повторно станува полифазна преку таложење на полиглукоза. Затоа, квалитетот на производот и приносот на производот се сериозно засегнати од времето на завршување на реакцијата. Почнувајќи со цврста глукоза, алкил гликозидите во секундарните производи имаат помала содржина, што овозможува другите поларни компоненти (полиглукоза) и преостанатите јаглехидрати да се филтрираат од реактивната смеса која никогаш не реагирала целосно.
Во оптимизираниот процес, концентрацијата на естерификацискиот производ е релативно ниска (во зависност од температурата на реакцијата, времето, видот на катализаторот и концентрацијата итн.).
Слика 4 го прикажува типичниот тек на директна реакција на декстроза и масен алкохол (C12/14-OH).

Температурата и притисокот на реакциските параметри се тесно поврзани едни со други во фишеровата гликациска реакција. За да се произведат алкил полигликозиди со нискосекундарни производи, притисокот и температурата мора да се прилагодат еден на друг и строго да се контролираат.
Ниската содржина на секундарни производи кај алкил полигликозидите е предизвикана од ниски температури на реакција (<100℃) при ацетализацијата. Сепак, ниските температури резултираат со релативно долго време на реакција (во зависност од должината на синџирот на алкохолот) и ниска специфична ефикасност на реакторот. Релативно високите температури на реакција (>100℃, обично 110-120℃) можат да доведат до промени во бојата на јаглехидратите. Со отстранување на производите на реакцијата со пониско вриење (вода во директна синтеза, алкохоли со краток синџир во процесот на трансацетализација) од реакционата смеса, рамнотежата на ацетализацијата се поместува кон страната на производот. Ако се произведува релативно голема количина вода по единица време, на пример со високи температури на реакција, треба да се обезбеди ефикасно отстранување на оваа вода од реакционата смеса. Ова ги минимизира секундарните реакции (особено формирањето на полидекстроза) кои се одвиваат во присуство на вода. Ефикасноста на испарувањето во фазата на реакција зависи не само од притисокот, туку и од површината на испарување итн. Типичните реакциони притисоци во варијантите на трансацетализација и директна синтеза се помеѓу 20 и 100 mbar.
Друг важен фактор за оптимизација е развојот на селективни катализатори во процесот на гликозидација, со што се инхибира, на пример, формирањето и етерификацијата на полиглукоза. Како што веќе споменавме, ацеталот или обратниот ацетал во Фишеровата синтеза се катализира со киселини. Во принцип, секоја киселина со доволна јачина е погодна за оваа намена, како што се сулфурна киселина, p-толуен и алкилбензенсулфонска киселина и сулфонска сукцинска киселина. Брзината на реакција зависи од киселоста и концентрацијата на киселината во алкохолот. Секундарните реакции кои исто така можат да бидат катализирани со киселини (на пр., формирање на полиглукоза) се случуваат првенствено во поларната фаза (траги од вода) од реакционата смеса, а алкилните ланци кои можат да се редуцираат со употреба на хидрофобни киселини (на пр., алкилбензенсулфонска киселина) се раствораат првенствено во помалку поларната фаза од реакционата смеса.
По реакцијата, киселиот катализатор се неутрализира со соодветна база, како што се натриум хидроксид и магнезиум оксид. Неутрализираната реакциона смеса е бледо жолт раствор што содржи 50 до 80 проценти масни алкохоли. Високата содржина на масни алкохоли се должи на моларниот однос на јаглехидратите и масните алкохоли. Овој однос се прилагодува за да се добие специфичен DP за индустриски алкил полигликозиди и обично е помеѓу 1:2 и 1:6.
Вишокот масен алкохол се отстранува со вакуумска дестилација. Важни гранични услови вклучуваат:
– Содржината на преостанат масен алкохол во производот мора да биде<1% бидејќи други
мудрата растворливост и мирис се негативно засегнати.
- За да се минимизира формирањето на несакани производи на пиролиза или компоненти што ја менуваат бојата, термичкото оптоварување и времето на задржување на целниот производ мора да се одржуваат што е можно пониски во зависност од должината на ланецот на алкохолот.
- Ниту еден моногликозид не треба да влезе во дестилатот бидејќи дестилатот се рециклира во реакцијата како чист масен алкохол.
Во случајот на додеканол/тетрадеканол, овие барања се користат за отстранување на вишокот масни алкохоли, кои во голема мера се задоволителни преку повеќестепена дестилација. Важно е да се напомене дека како што се намалува содржината на масни алкохоли, вискозитетот значително се зголемува. Ова очигледно го нарушува преносот на топлина и маса во последната фаза на дестилација.
Затоа, се претпочитаат тенки или испарувачи со краток дострел. Кај овие испарувачи, механички подвижниот филм обезбедува поголема ефикасност од испарувањето и пократко време на задржување на производот, како и добар вакуум. Крајниот производ по дестилацијата е речиси чист алкил полигликозид, кој се акумулира како цврста материја со точка на топење од 70℃ до 150℃. Главните чекори на процесот на синтеза на алкил се сумирани на Слика 5.

Во зависност од употребениот процес на производство, при производството на алкил полигликозид се акумулираат еден или два тека од циклусот на алкохол; вишок масни алкохоли, додека алкохолите со краток синџир можат речиси целосно да се обноват. Овие алкохоли може да се користат повторно во последователни реакции. Потребата за прочистување или фреквенцијата со која треба да се извршуваат чекорите на прочистување зависи од нечистотиите акумулирани во алкохолот. Ова во голема мера зависи од квалитетот на претходните чекори на процесот (на пример, реакција, отстранување на алкохол).
По отстранувањето на масниот алкохол, активната супстанца алкил полигликозид директно се раствора во вода, така што се формира високо вискозна паста од 50 до 70% алкил полигликозид. Во последователните чекори на рафинирање, оваа паста се преработува во производ со задоволителен квалитет во согласност со барањата поврзани со перформансите. Овие чекори на рафинирање може да вклучуваат белење на производот, прилагодување на карактеристиките на производот, како што се pH вредноста и содржината на активна супстанца, и микробна стабилизација. Во патентната литература има многу примери на редуктивно и оксидативно белење и двостепени процеси на оксидативно белење и редуктивна стабилизација. Напорот, а со тоа и трошоците вклучени во овие чекори на процесот за добивање одредени карактеристики на квалитет, како што е бојата, зависат од барањата за перформанси, од почетните материјали, потребниот DP и квалитетот на чекорите на процесот.
Слика 6 илустрира индустриски процес на производство на алкил полигликозиди со долг синџир (C12/14 APG) преку директна синтеза.