Процеси трансгликозидације користећи Д-глукозу као сировину.

Фишерова гликозидација је једини метод хемијске синтезе који је омогућио развој данашњих економских и технички усавршених решења за масовну производњу алкил полиглукозида.Производни погони капацитета преко 20.000 т/годишње су већ реализовани и проширују производни асортиман индустрије сурфактаната површински активним агенсима на бази обновљивих сировина.Д-глукоза и линеарни Ц8-Ц16 масни алкохоли су се показали као пожељне сировине.Ови продукти се могу конвертовати у површински активне алкил полигликозиде директном Фишеровом гликозилацијом или двостепеним трансгликозидима бутил полигликозида у присуству киселог катализатора, са водом као нуспроизводом.Вода се мора дестиловати из реакционе смеше да би се реакциона равнотежа померила ка жељеном производу.У процесу гликозилације треба избегавати нехомогености у реакционој смеши јер могу довести до прекомерног стварања такозване полидекстрозе, што је веома непожељно.Стога се многе техничке стратегије фокусирају на хомогене едукте н-глукозу и алкохол, које је тешко мешати због њихових различитих поларитета.Током реакције, формирају се гликозидне везе како између масног алкохола и н-глукозе, тако и између самих јединица н-глукозе.Алкил полиглукозиди се последично формирају као мешавине фракција са различитим бројем јединица глукозе на дуголанчаном алкилном остатку.Свака од ових фракција се, заузврат, састоји од неколико изомерних конституената, пошто јединице н-глукозе попримају различите аномерне облике и облике прстена у хемијској равнотежи током Фишерове гликозидације, а гликозидне везе између јединица Д-глукозе се јављају у неколико могућих позиција везивања. .Однос аномера јединица Д-глукозе је приближно α/β＝ 2:1 и чини се да је тешко утицати под описаним условима Фишерове синтезе.У термодинамички контролисаним условима, јединице н-глукозе садржане у смеши производа постоје претежно у облику пиранозида.Просечан број нормалних јединица глукозе по алкилном остатку, такозвани степен полимеризације, у основи је функција моларног односа едукта током процеса производње.Због својих изузетних својстава сурфактанта, посебно су пожељни алкил полигликозиди са степеном полимеризације између 1 и 3, због чега се у овој методи мора користити око 3-10 мола масних алкохола по молу нормалне глукозе.

Степен полимеризације опада са повећањем вишка масног алкохола.Вишак масног алкохола се одваја и извлачи помоћу вишестепених процеса вакуум дестилације са испаривачима са падајућим филмом, који омогућавају да се термички стрес задржи на минимуму.Температура испаравања треба да буде довољно висока, а време контакта у врућој зони довољно дуго да се обезбеди адекватна дестилација вишка масног алкохола и проток растопљеног алкил полиглукозида, без појаве било каквих значајнијих реакција разлагања.Низ корака испаравања може се повољно применити да се одвоје прве фракције са ниским кључањем, затим главна количина масног алкохола и на крају преостали масни алкохол док се алкил полиглукозид не истопи као остаци растворљиви у води.

Чак и када се синтеза и испаравање масног алкохола изводе у најнежнијим условима, долази до нежељене смеђе промене боје, што захтева процесе бељења ради рафинисања производа.Једна метода бељења која се показала погодном је додавање оксиданата као што је водоник пероксид у водене препарате алкил полиглукозида у алкалној средини у присуству јона магнезијума.

Многобројна истраживања и варијанте коришћене током синтезе, обраде и рафинирања показују да ни данас још увек не постоје општеприменљива решења „кључ у руке“ за добијање специфичних квалитета производа.Напротив, сви кораци процеса морају бити разрађени, међусобно прилагођени и оптимизовани.Ово поглавље дало је предлоге и описало неке практичне начине за осмишљавање техничких решења, као и навођење стандардних хемијских и физичких услова за спровођење реакција, одвајања и процеса рафинације.

Сва три главна процеса – хомогена трансгликозидација, процес суспензије и техника храњења глукозом – могу се користити у индустријским условима.Током трансгликозидације, концентрација интермедијера бутил полиглукозида, који делује као солубилизатор за едукте Д-глукозу и бутанол, мора да се одржава преко око 15% у реакционој смеши како би се избегле нехомогености.За исту сврху, концентрација воде у реакционој смеши која се користи за директну Фишерову синтезу алкил полиглукозида мора да буде мања од око 1%.При већим садржајима воде постоји ризик од претварања суспендоване кристалне Д-глукозе у лепљиву масу, што би последично довело до лоше обраде и прекомерне полимеризације.Ефикасно мешање и хомогенизација промовишу фину дистрибуцију и реактивност кристалне Д-глукозе у реакционој смеши.

Приликом одабира метода синтезе и његових софистициранијих варијанти морају се узети у обзир и технички и економски фактори.Хомогени процеси трансгликозидације на бази Д-глукозних сирупа изгледају посебно повољни за континуирану производњу у великим размерама.Они омогућавају трајне уштеде на кристализацији сировине Д-глукозе у ланцу додане вредности, што више него компензује већа једнократна улагања у корак трансгликозидације и опоравак бутанола.Употреба н-бутанола не представља друге недостатке, пошто се може скоро потпуно рециклирати тако да су преостале концентрације у опорављеним крајњим производима само неколико делова на милион, што се може сматрати некритичним.Директна Фишерова гликозидација у складу са процесом суспензије или техником храњења глукозом не укључује корак трансгликозидације и опоравак бутанола.Такође се може изводити континуирано и захтева нешто ниже капиталне издатке.

Очекује се да ће будућа доступност и цене фосилних и обновљивих сировина, као и даљи технички напредак у производњи и примени алкил полиглукозида, имати одлучујући утицај на развој обима тржишта и производних капацитета ових последњих.Изводљива техничка решења која већ постоје за производњу и употребу алкил полиглукозида могу дати виталну конкурентску предност на тржишту сурфактаната компанијама које су развиле или већ користе такве процесе.Ово је посебно тачно у случају високих цена сирове нафте и ниских цена житарица.Пошто су фиксни трошкови производње свакако на уобичајеном нивоу за расуте индустријске сурфактанте, чак и незнатно смањење цена домаћих сировина може подстаћи супституцију сировинама сурфактаната и може јасно подстаћи постављање нових производних погона за алкил полиглукозиде.