IL-METODI GĦALL-MANIFATTURA TAL-ALKIL GLUKOSIDI

Il-glikosidazzjoni ta' Fischer hija l-uniku metodu ta' sinteżi kimika li ppermetta l-iżvilupp tas-soluzzjonijiet ekonomiċi u teknikament perfetti tal-lum għall-produzzjoni fuq skala kbira ta' alkil poliglukosidi. Impjanti ta' produzzjoni b'kapaċitajiet ta' aktar minn 20,000 t/sena diġà ġew realizzati u jkabbru l-firxa ta' prodotti tal-industrija tas-surfactants b'aġenti attivi fil-wiċċ ibbażati fuq materja prima rinnovabbli. Id-D-Glukożju u l-alkoħol xaħmi lineari C8-C16 urew li huma l-materja prima preferuta. Dawn il-prodotti jistgħu jiġu konvertiti f'alkil poliglukosidi attivi fil-wiċċ permezz ta' glikosidazzjoni diretta ta' Fischer jew transglikosidazzjoni f'żewġ stadji permezz ta' butyl poliglukoside fil-preżenza ta' katalisti tal-aċidu, bl-ilma bħala prodott sekondarju. L-ilma jrid jiġi distillat mit-taħlita ta' reazzjoni sabiex l-ekwilibriju tar-reazzjoni jiċċaqlaq lejn il-prodotti mixtieqa. Matul il-proċess ta' glikosidazzjoni, għandhom jiġu evitati l-inomoġeneitajiet fit-taħlita ta' reazzjoni, peress li jwasslu għal formazzjoni eċċessiva tal-hekk imsejħa poliglukosidi, li huma ferm mhux mixtieqa. Għalhekk, ħafna strateġiji tekniċi jikkonċentraw fuq l-omoġenizzazzjoni tal-prodotti n-glukożju u alkoħol, li ma jitħalltux sew minħabba d-differenza fil-polarità tagħhom. Matul ir-reazzjoni, jiġu ffurmati bonds glikosidiċi kemm bejn l-alkoħol xaħmi u l-n-glukożju kif ukoll bejn l-unitajiet n-glukożju nfushom. Konsegwentement, il-poliglukosidi alkiliċi jiffurmaw bħala taħlitiet ta' frazzjonijiet b'numri differenti ta' unitajiet tal-glukożju fir-residwu tal-alkil b'katina twila. Kull waħda minn dawn il-frazzjonijiet, imbagħad, hija magħmula minn diversi kostitwenti iżomeriċi, peress li l-unitajiet n-glukożju jassumu forom anomeriċi differenti u forom ta' ċrieki f'ekwilibriju kimiku waqt il-glikosidazzjoni ta' Fischer u r-rabtiet glikosidiċi bejn l-unitajiet D-glukożju jseħħu f'diversi pożizzjonijiet possibbli ta' twaħħil. Il-proporzjon tal-anomeri tal-unitajiet D-glukożju huwa bejn wieħed u ieħor α/β= 2: 1 u jidher diffiċli biex jiġi influwenzat taħt il-kundizzjonijiet deskritti tas-sintesi ta' Fischer. Taħt kundizzjonijiet ikkontrollati termodinamikament, l-unitajiet n-glukożju li jinsabu fit-taħlita tal-prodott jeżistu predominantement fil-forma ta' piranosidi. L-għadd medju ta' unitajiet ta' n-glukożju għal kull residwu alkiliku, l-hekk imsejjaħ grad ta' polimerizzazzjoni, huwa essenzjalment funzjoni tal-proporzjon molari tal-prodotti matul il-manifattura. Minħabba l-proprjetajiet surfactant prominenti tagħhom[1], tingħata preferenza speċjali lill-poliglukosidi alkiliċi bi gradi ta' polimerizzazzjoni bejn 1 u 3, li għalihom iridu jintużaw madwar 3-10 mol ta' alkoħol xaħmi għal kull mol ta' n-glukożju fil-proċess.

Il-grad ta' polimerizzazzjoni jonqos hekk kif l-alkoħol xaħmi żejjed jiżdied. L-alkoħol xaħmi żejjed jiġi separat u rkuprat permezz ta' proċess ta' distillazzjoni bil-vakwu f'diversi stadji b'evaporaturi ta' film li jaqa', sabiex l-istress termali jinżamm minimu. It-temperatura tal-evaporazzjoni għandha tkun għolja biżżejjed u l-ħin ta' kuntatt fiż-żona sħuna twil biżżejjed biex jiżgura distillazzjoni suffiċjenti tal-alkoħol xaħmi żejjed u l-fluss tat-tidwib tal-alkil poliglukosid mingħajr ebda reazzjoni ta' dekompożizzjoni sinifikanti. Serje ta' stadji ta' evaporazzjoni jistgħu jintużaw b'mod vantaġġuż biex l-ewwel tiġi separata l-frazzjoni b'punt ta' togħlija baxx, imbagħad l-ammont ewlieni ta' alkoħol xaħmi, u fl-aħħar l-alkoħol xaħmi li jifdal, sakemm l-alkil poliglukosid idub bħala residwu li jinħall fl-ilma.

Anke taħt l-aktar kundizzjonijiet ħfief għas-sintesi u l-evaporazzjoni ta' alkoħol xaħmi, se jseħħ tibdil fil-kulur kannella mhux mixtieq, u huma meħtieġa proċessi ta' ibbliċjar biex jirfinaw il-prodott. Metodu wieħed ta' ibbliċjar li wera li huwa adattat huwa li jiżdied aġent ossidanti, bħal perossidu tal-idroġenu, ma' formulazzjoni akwea ta' alkil poliglikosid f'mezz alkalin fil-preżenza ta' joni tal-manjeżju.

L-istudji u l-varjanti multipli użati fil-proċess tas-sintesi, il-post-ipproċessar u r-raffinar jiggarantixxu li anke llum, għad m'hemm l-ebda soluzzjoni "turnkey" applikabbli b'mod wiesa' biex jinkiseb grad speċifiku ta' prodott. Għall-kuntrarju, il-passi kollha tal-proċess jeħtieġ li jiġu fformulati. Dongfu jipprovdi xi suġġerimenti għad-disinn tas-soluzzjoni u s-soluzzjonijiet tekniċi, u jispjega l-kundizzjonijiet kimiċi u fiżiċi għar-reazzjoni, is-separazzjoni u l-proċess tar-raffinar.

It-tliet proċessi ewlenin kollha – transglikosidazzjoni omoġenja, proċess ta’ demel likwidu, u teknika tal-għalf tal-glukożju – jistgħu jintużaw taħt kundizzjonijiet industrijali. Matul it-transglikosidazzjoni, il-konċentrazzjoni tal-butil poliglukożid intermedju, li jaġixxi bħala solubilizzatur għall-prodotti D-glukożju u butanol, trid tinżamm 'il fuq minn madwar 15% fit-taħlita tar-reazzjoni sabiex jiġu evitati inomoġenjetajiet. Għall-istess skop, il-konċentrazzjoni tal-ilma fit-taħlita tar-reazzjoni użata għas-sintesi diretta ta’ Fischer tal-poliglukożidi tal-alkil trid tinżamm inqas minn madwar 1%. F'kontenut ogħla ta' ilma hemm ir-riskju li d-D-glukożju kristallin sospiż jinbidel f'massa twaħħal, li sussegwentement tirriżulta fi pproċessar ħażin u polimerizzazzjoni eċċessiva. Taħwid u omoġenizzazzjoni effettivi jippromwovu d-distribuzzjoni fina u r-reattività tad-D-glukożju kristallin fit-taħlita tar-reazzjoni.

Kemm fatturi tekniċi kif ukoll ekonomiċi għandhom jiġu kkunsidrati meta jintgħażel il-metodu ta' sinteżi u l-varjanti aktar sofistikati tiegħu. Proċessi omoġenji ta' transglikosidazzjoni bbażati fuq ġuleppi tad-D-glukożju jidhru partikolarment favorevoli għall-produzzjoni kontinwa fuq skala kbira. Dawn jippermettu tfaddil permanenti fuq il-kristallizzazzjoni tal-materja prima D-glukożju fil-katina tal-valur miżjud, li jikkumpensa bil-kbir għall-investimenti ogħla ta' darba fil-pass tat-transglikosidazzjoni u l-irkupru tal-butanol. L-użu ta' n-butanol ma jippreżenta l-ebda żvantaġġ ieħor, peress li jista' jiġi riċiklat kważi kompletament sabiex il-konċentrazzjonijiet residwi fil-prodotti finali rkuprati jkunu biss ftit partijiet kull miljun, li jistgħu jitqiesu bħala mhux kritiċi. Il-glikosidazzjoni diretta ta' Fischer skont il-proċess tat-taħlita jew it-teknika tal-għalf tal-glukożju teħles mill-pass tat-transglikosidazzjoni u l-irkupru tal-butanol. Tista' titwettaq ukoll kontinwament u teħtieġ nefqa kapitali kemxejn aktar baxxa.

Fil-futur, il-provvista u l-prezz tal-materja prima fossili u rinnovabbli, kif ukoll il-progress teknoloġiku ulterjuri fil-produzzjoni tal-polisakkaridi tal-alkil, se jkollhom impatt deċiżiv fuq il-kapaċità tas-suq u l-kapaċità ta' produzzjoni tal-iżvilupp u l-applikazzjoni. Il-polisakkarid bażi diġà għandu s-soluzzjonijiet tekniċi tiegħu stess li jistgħu jipprovdu vantaġġi kompetittivi importanti fis-suq tat-trattament tal-wiċċ għal kumpaniji li jiżviluppaw jew adottaw proċessi bħal dawn. Dan huwa speċjalment minnu meta l-prezzijiet ikunu għoljin u baxxi. L-ispiża tal-manifattura tal-aġent tal-manifattura żdiedet għal-livell tas-soltu, anke jekk il-prezz tal-materja prima lokali jonqos xi ftit, jista' jiffissa s-sostituti għas-surfactants u jista' jinkoraġġixxi l-installazzjoni ta' impjanti ġodda ta' produzzjoni tal-polisakkaridi tal-alkil.