Proceset e transglikozimit duke përdorur D-glukozën si lëndë të parë.
Glikozidimi i Fischer është e vetmja metodë e sintezës kimike që ka mundësuar zhvillimin e solucioneve të sotme ekonomike dhe të përsosura teknikisht për prodhimin në shkallë të gjerë të poliglukozideve alkil. Tashmë janë realizuar impiante prodhuese me kapacitete mbi 20,000 t/vit dhe zgjerojnë gamën e produkteve të industrisë së surfaktantëve me agjentë sipërfaqësorë aktivë të bazuar në lëndë të para të rinovueshme. D-Glukoza dhe alkoolet yndyrore lineare C8-C16 kanë rezultuar të jenë lëndët ushqyese të preferuara. Këto edukte mund të shndërrohen në poliglikozide alkil aktive sipërfaqësore me glikozilim të drejtpërdrejtë të Fischer ose me transglikozide me dy hapa të poliglikozidit butil në prani të një katalizatori acid, me ujë si nënprodukt. Uji duhet të distilohet nga përzierja e reaksionit për të zhvendosur ekuilibrin e reaksionit drejt produktit të dëshiruar. Në procesin e glikozilimit, inhomogjenitetet në përzierjen e reaksionit duhet të shmangen sepse ato mund të çojnë në formimin e tepërt të të ashtuquajturës polidekstrozë, e cila është shumë e padëshirueshme. Prandaj, shumë strategji teknike fokusohen në eduktimet homogjene n-glukozë dhe alkool, të cilat janë të vështira për t'u përzier për shkak të polariteteve të tyre të ndryshme. Gjatë reagimit, lidhjet glikozidike formohen si midis alkoolit yndyror dhe n-glukozës, ashtu edhe midis vetë njësive n-glukozë. Si rrjedhim, poliglukozidet alkil formohen si përzierje fraksionesh me numër të ndryshëm njësish glukoze në mbetjen e alkilit me zinxhir të gjatë. Secila prej këtyre fraksioneve, nga ana tjetër, përbëhet nga disa përbërës izomerik, pasi njësitë n-glukozë marrin forma të ndryshme anomerike dhe forma unazore në ekuilibër kimik gjatë glikozidimit të Fischer dhe lidhjet glikozidike midis njësive D-glukozë ndodhin në disa pozicione të mundshme lidhjeje. . Raporti anomer i njësive D-glukozë është afërsisht α/β= 2:1 dhe duket i vështirë për t'u ndikuar në kushtet e përshkruara të sintezës së Fischer. Në kushte të kontrolluara termodinamikisht, njësitë n-glukozë të përfshira në përzierjen e produktit ekzistojnë kryesisht në formën e piranozideve. Numri mesatar i njësive normale të glukozës për mbetje alkili, e ashtuquajtura shkalla e polimerizimit, është në thelb një funksion i raportit molar të edukteve gjatë procesit të prodhimit. Për shkak të vetive të tyre të jashtëzakonshme surfaktante, poliglikozidet alkil me një shkallë polimerizimi midis 1 dhe 3 preferohen veçanërisht, për këtë arsye duhet të përdoren rreth 3-10 mol alkoole yndyrore për mol glukozë normale në këtë metodë.
Shkalla e polimerizimit zvogëlohet me një tepricë në rritje të alkoolit yndyror. Alkooli yndyror i tepërt ndahet dhe rikuperohet me anë të proceseve të distilimit me vakum me shumë hapa me avullues me film të rënë, të cilët bëjnë të mundur mbajtjen e stresit termik në minimum. Temperatura e avullimit duhet të jetë mjaft e lartë dhe koha e kontaktit në zonën e nxehtë duhet të jetë mjaft e gjatë për të siguruar distilimin adekuat të tepricës së alkoolit yndyror dhe rrjedhjen e shkrirjes së poliglukozidit alkil, pa shfaqjen e ndonjë reaksioni të konsiderueshëm dekompozimi. Një seri hapash avullimi mund të përdoren në mënyrë të favorshme për të ndarë fillimisht fraksionet me valë të ulët, pastaj sasinë kryesore të alkoolit yndyror dhe në fund alkoolin yndyror të mbetur derisa të shkrihet poliglukozidi alkil, fitohen si mbetje të tretshme në ujë.
Edhe kur sinteza dhe avullimi i alkoolit yndyror kryhen në kushtet më të buta, ndodh një çngjyrosje e padëshiruar kafe, duke kërkuar procese zbardhimi për të rafinuar produktet. Një metodë zbardhuese që ka rezultuar e përshtatshme është shtimi i oksidantëve të tillë si peroksidi i hidrogjenit në përgatitjet ujore të poliglukozideve alkil në mjedis alkalik në prani të joneve të magnezit.
Hulumtimet dhe variantet e shumëfishta të përdorura gjatë sintezës, përpunimit dhe rafinimit tregojnë se edhe sot nuk ka ende zgjidhje përgjithësisht të zbatueshme "çelës në dorë" për marrjen e notave specifike të produktit. Përkundrazi, të gjithë hapat e procesit duhet të përpunohen, të rregullohen dhe të optimizohen reciprokisht. Ky kapitull ka dhënë sugjerime dhe ka përshkruar disa mënyra praktike për të krijuar zgjidhje teknike, si dhe ka deklaruar kushtet standarde kimike dhe fizike për kryerjen e reaksioneve, ndarjes dhe proceseve të rafinimit.
Të tre proceset kryesore - transglikozidimi homogjen, procesi i slurit dhe teknika e ushqimit me glukozë - mund të përdoren në kushte industriale. Gjatë transglikozidimit, përqendrimi i poliglukozidit butil ndërmjetës, i cili vepron si tretës për eduktet D-glukozë dhe butanol, duhet të mbahet mbi rreth 15% në përzierjen e reaksionit në mënyrë që të shmangen johomogjenitetet. Për të njëjtin qëllim, përqendrimi i ujit në përzierjen e reaksionit të përdorur për sintezën e drejtpërdrejtë të Fischer të poliglukozideve alkil duhet të mbahet në më pak se rreth 1%. Me përmbajtje më të lartë uji ekziston rreziku i shndërrimit të D-glukozës kristalore të pezulluar në një masë ngjitëse, e cila më pas do të rezultonte në përpunim të keq dhe polimerizim të tepruar. Përzierja dhe homogjenizimi efektiv nxisin shpërndarjen e imët dhe reaktivitetin e D-glukozës kristalore në përzierjen e reaksionit.
Gjatë zgjedhjes së metodës së sintezës dhe varianteve të saj më të sofistikuara duhet të merren parasysh faktorët teknikë dhe ekonomikë. Proceset homogjene të transglikozidimit të bazuara në shurupe D-glukozë duken veçanërisht të favorshme për prodhim të vazhdueshëm në një shkallë të gjerë. Ato lejojnë kursime të përhershme në kristalizimin e lëndës së parë D-glukozë në zinxhirin e vlerës së shtuar, të cilat më shumë se kompensojnë investimet më të larta një herë në hapin e transglikozimit dhe rikuperimin e butanolit. Përdorimi i n-butanol nuk paraqet disavantazhe të tjera, pasi ai mund të riciklohet pothuajse plotësisht në mënyrë që përqendrimet e mbetura në produktet përfundimtare të rikuperuara të jenë vetëm disa pjesë për milion, gjë që mund të konsiderohet jokritike. Glikozidimi i drejtpërdrejtë i Fischer-it sipas procesit të slurit ose teknikës së ushqyerjes me glukozë shpërndan hapin e transglikozimit dhe rikuperimin e butanolit. Mund të kryhet gjithashtu vazhdimisht dhe kërkon shpenzime kapitale pak më të ulëta.
Disponueshmëria dhe çmimet e ardhshme të lëndëve të para fosile dhe të rinovueshme, si dhe përparimet e mëtejshme teknike në prodhimin dhe aplikimin e poliglukozideve alkil, mund të pritet të kenë një ndikim vendimtar në zhvillimin e vëllimit të tregut dhe kapaciteteve prodhuese të këtyre të fundit. Zgjidhjet teknike të zbatueshme që ekzistojnë tashmë për prodhimin dhe përdorimin e poliglukozideve alkil mund t'u japin një avantazh jetik konkurrues në tregun e surfaktantëve kompanive që kanë zhvilluar ose përdorin tashmë procese të tilla. Kjo është veçanërisht e vërtetë në rastin e çmimeve të larta të naftës bruto dhe çmimeve të ulëta të drithërave. Meqenëse kostot fikse të prodhimit janë sigurisht në një nivel të zakonshëm për surfaktantët industrialë me shumicë, edhe reduktimet e lehta të çmimit të lëndëve të para vendase mund të nxisin zëvendësimin e produkteve të surfaktantëve dhe mund të inkurajojnë qartë instalimin e impianteve të reja të prodhimit për poliglukozidet alkil.
Koha e postimit: Korrik-11-2021