Процеси на трансгликозидација користејќи Д-гликоза како суровина.

Фишеровата гликозидација е единствениот метод на хемиска синтеза што овозможи развој на денешните економски и технички усовршени решенија за големо производство на алкилни полиглукозиди. Веќе се реализирани производствени погони со капацитет од над 20.000 t/годишно и го прошируваат асортиманот на производи на индустријата за сурфактанти со површински активни средства базирани на обновливи суровини. Д-гликозата и линеарните C8-C16 масни алкохоли се покажаа како најпосакувана суровина. Овие производи може да се претворат во површински активни алкил полигликозиди со директна гликозилација на Фишер или со двостепени трансгликозиди на бутил полигликозид во присуство на киселински катализатор, со вода како нуспроизвод. Водата мора да се дестилира од реакционата смеса за да се промени рамнотежата на реакцијата кон саканиот производ. Во процесот на гликозилација, нехомогеностите во реакционата смеса треба да се избегнуваат бидејќи тие можат да доведат до прекумерно формирање на таканаречената полидекстроза, што е крајно непожелно. Затоа, многу технички стратегии се фокусираат на хомогени едукти n-гликоза и алкохол, кои тешко се мешаат поради нивните различни поларитети. За време на реакцијата, гликозидните врски се формираат и помеѓу масни алкохол и n-гликоза и помеѓу самите n-гликозни единици. Алкил полиглукозидите последователно се формираат како мешавини на фракции со различен број гликозни единици на алкилниот остаток со долг ланец. Секоја од овие фракции, пак, е составена од неколку изомерни конституенти, бидејќи n-гликозните единици заземаат различни аномерни форми и облици на прстени во хемиска рамнотежа за време на гликозидацијата на Фишер, а гликозидните врски помеѓу единиците Д-гликоза се јавуваат на неколку можни сврзувачки позиции . Аномерниот однос на единиците на D-гликоза е приближно α/β＝ 2:1 и се чини дека е тешко да се влијае под опишаните услови на синтезата на Фишер. Под термодинамички контролирани услови, единиците на n-гликоза содржани во мешавината на производот постојат претежно во форма на пиранозиди. Просечниот број на нормални гликозни единици по алкил остаток, таканаречениот степен на полимеризација, во основа е функција на моларниот однос на едуктите за време на производниот процес. Поради нивните извонредни сурфактантни својства, особено се претпочитаат алкил полигликозиди со степен на полимеризација помеѓу 1 и 3, поради што во овој метод мора да се користат околу 3-10 молови масни алкохоли по мол нормална гликоза.

Степенот на полимеризација се намалува при зголемен вишок на масен алкохол. Вишокот на масен алкохол се одвојува и се обновува со повеќестепени процеси на вакуумска дестилација со испарувачи со паѓачки филм, кои овозможуваат термичкиот стрес да се одржува на минимум. Температурата на испарување треба да биде доволно висока, а времето на контакт во топлата зона доволно долго за да се обезбеди соодветна дестилација на вишокот на масен алкохол и проток на стопениот алкил полиглукозид, без појава на значителни реакции на распаѓање. Поволно може да се применат низа чекори на испарување за да се одвојат прво фракциите со малку вриење, потоа главното количество масен алкохол и на крајот преостанатиот масен алкохол додека не се стопи алкил полиглукозидот како остатоци растворливи во вода.

Дури и кога синтезата и испарувањето на масниот алкохол се изведуваат под најнежни услови, се јавува несакана кафеава промена на бојата, што бара процеси на белење за да се рафинираат производите. Еден метод на белење кој се покажа соодветен е додавањето на оксиданти како што е водород пероксид во водени препарати на алкил полиглукозиди во алкална средина во присуство на јони на магнезиум.

Разновидните испитувања и варијанти употребени за време на синтезата, обработката и рафинирањето покажуваат дека дури и денес сè уште нема општо применливи решенија „клуч на рака“ за добивање специфични оценки на производи. Напротив, сите чекори на процесот треба да се разработат, меѓусебно да се прилагодуваат и оптимизираат. Ова поглавје даде предлози и опиша некои практични начини за изработка на технички решенија, како и наведување на стандардни хемиски и физички услови за спроведување на реакции, одвојување и процеси на рафинирање.

Сите три главни процеси - хомогена трансгликозидација, процес на кашеста маса и техника на исхрана со гликоза - може да се користат во индустриски услови. За време на трансгликозидацијата, концентрацијата на меѓубутил полиглукозид, кој делува како растворувач за едуктите Д-гликоза и бутанол, мора да се одржува над околу 15% во реакционата смеса за да се избегнат нехомогености. За истата цел, концентрацијата на вода во реакционата смеса употребена за директна Фишерова синтеза на алкил полиглукозиди мора да се одржува на помалку од околу 1%. При поголема содржина на вода постои ризик од претворање на суспендираната кристална Д-гликоза во леплива маса, што последователно би резултирало со лоша обработка и прекумерна полимеризација. Ефективното мешање и хомогенизација ја промовираат фината дистрибуција и реактивноста на кристалната Д-гликоза во реакционата смеса.

При изборот на методот на синтеза и неговите пософистицирани варијанти треба да се земат предвид и техничките и економските фактори. Процесите на хомогена трансгликозидација базирани на D-гликозни сирупи изгледаат особено поволни за континуирано производство во голем обем. Тие овозможуваат трајни заштеди при кристализација на суровината Д-гликоза во синџирот на додадена вредност, што повеќе од компензира за повисоките еднократни инвестиции во чекорот на трансгликозидација и обновувањето на бутанолот. Употребата на n-бутанол не претставува никакви други недостатоци, бидејќи може да се рециклира речиси целосно, така што преостанатите концентрации во обновените крајни производи се само неколку делови на милион, што може да се смета за некритични. Директната гликозидација на Фишер според процесот на кашеста маса или техниката на напојување со гликоза го отфрла чекорот на трансгликозидација и обновувањето на бутанолот. Исто така, може да се врши континуирано и бара малку помали капитални расходи.

Идната достапност и цените на фосилните и обновливите суровини, како и понатамошниот технички напредок во производството и примената на алкил полиглукозиди, може да се очекува да имаат одлучувачко влијание врз развојот на пазарниот обем и производствените капацитети. Одржливите технички решенија кои веќе постојат за производство и употреба на алкил полиглукозиди може да им дадат витална конкурентска предност на пазарот на сурфактанти на компаниите кои развиле или веќе користат такви процеси. Ова е особено точно во случај на високи цени на суровата нафта и ниски цени на житарките. Бидејќи фиксните производствени трошоци се секако на вообичаено ниво за рефус индустриски сурфактанти, дури и малото намалување на цената на природните суровини може да поттикне замена на сурфактантите и јасно може да поттикне инсталирање на нови производствени погони за алкил полиглукозиди.