D'METHODEN FIR D'HIERGESTELLUNG VUN ALKYLGLUKOSIDEN

D'Fischer-Glykosidatioun ass déi eenzeg Method vun der chemescher Synthese, déi d'Entwécklung vun den haitegen ekonomeschen a technesch perfektionéierte Léisunge fir d'Groussproduktioun vun Alkylpolyglucosiden erméiglecht huet. Produktiounsanlagen mat Kapazitéite vu méi wéi 20.000 t/Joer goufen scho realiséiert a vergréisseren d'Produktpalette vun der Tensideindustrie mat Uewerflächenaktiven Agenten op Basis vun erneierbaren Rohmaterialien. D-Glukos a linear C8-C16 Fettalkoholer hunn sech als bevorzugt Rohmaterialien erwisen. Dës Edukter kënnen duerch direkt Fischer-Glykosidatioun oder zweestufeg Transglykosidatioun iwwer Butylpolyglukosid a Präsenz vu Säurekatalysatoren, mat Waasser als Nieweprodukt, a Uewerflächenaktiv Alkylpolyglucosiden ëmgewandelt ginn. D'Waasser muss aus der Reaktiounsmëschung destilléiert ginn, fir d'Reaktiounsgläichgewiicht a Richtung vun de gewënschte Produkter ze verréckelen. Wärend dem Glykosidatiounsprozess sollten Inhomogenitéiten an der Reaktiounsmëschung vermeit ginn, well se zu enger exzessiver Bildung vu sougenannte Polyglucosiden féieren, déi héich ongewollt sinn. Vill technesch Strategien konzentréiere sech dofir op d'Homogeniséierung vun den Edukter n-Glukos an Alkoholen, déi wéinst hirem Polaritéitsënnerscheed schlecht vermëschbar sinn. Wärend der Reaktioun ginn glykosidesch Bindungen souwuel tëscht Fettalkohol an n-Glukos wéi och tëscht den n-Glukos-Eenheeten selwer geformt. Alkylpolyglucosiden bilden sech dofir als Mëschunge vu Fraktiounen mat ënnerschiddlecher Zuel vu Glukos-Eenheeten um laangkettegen Alkylrescht. All dës Fraktiounen besteet hirersäits aus verschiddenen isomeren Bestanddeeler, well d'n-Glukos-Eenheeten während der Fischer-Glykosidéierung verschidden anomer Formen an Ringformen am chemesche Gläichgewiicht unhuelen an d'glykosidesch Bindungen tëscht D-Glukos-Eenheeten a verschiddene méigleche Bindungspositiounen optrieden. D'Anomerverhältnis vun den D-Glukos-Eenheeten ass ongeféier α/β = 2:1 a schéngt ënner de beschriwwene Konditioune vun der Fischer-Synthese schwéier ze beaflossen. Ënner thermodynamesch kontrolléierte Konditioune existéieren d'n-Glukos-Eenheeten, déi an der Produktmëschung enthale sinn, haaptsächlech a Form vu Pyranosiden. Déi duerchschnëttlech Zuel vun n-Glukos-Eenheeten pro Alkylrest, de sougenannte Polymerisatiounsgrad, ass am Wesentlechen eng Funktioun vum molare Verhältnis vun den Edukter während der Herstellung. Wéinst hiren ausgeprägte Tensid-Eegeschaften[1] gëtt besonnesch Virléift un Alkylpolyglucosiden mat Polymerisatiounsgraden tëscht 1 an 3 ginn, fir déi ongeféier 3-10 Mol Fettalkohol pro Mol n-Glukos am Prozess musse benotzt ginn.

De Polymerisatiounsgrad hëlt of, wa méi Fettalkohol iwwerschratt gëtt. Iwwerschësseg Fettalkoholer ginn duerch e méistufege Vakuumdestillatiounsprozess mat Fallfilmverdampfer getrennt a gewonnen, sou datt den thermesche Stress op e Minimum gehale ka ginn. D'Verdampfungstemperatur soll just héich genuch sinn an d'Kontaktzäit an der waarmer Zon just laang genuch, fir eng genuch Destillatioun vum iwwerschëssege Fettalkohol an de Floss vun der Alkylpolyglukosid-Schmëlz ouni bedeitend Zersetzungsreaktioun ze garantéieren. Eng Serie vu Verdampfungsschrëtt kann virdeelhaft benotzt ginn, fir als éischt déi niddregkache Fraktioun, dann d'Haaptquantitéit vum Fettalkohol an zum Schluss de Rescht vum Fettalkohol ze trennen, bis den Alkylpolyglukosid als waasserléisleche Rescht schmëlzt.

Och ënner de mëllsten Bedéngungen fir d'Synthese an d'Verdampfung vu Fettalkoholen wäert ongewollt brong Verfärbungen optrieden, an et sinn Bleichprozesser néideg fir d'Produkt ze raffinéieren. Eng Bleichmethod, déi sech als gëeegent erwisen huet, ass et, en Oxidatiounsmëttel, wéi Waasserstoffperoxid, zu enger wässerlecher Formuléierung vun Alkylpolyglykosid an engem alkalesche Medium a Präsenz vu Magnesiumionen bäizefügen.

Déi villfälteg Studien a Varianten, déi am Synthese-, Nowveraarbechtungs- a Raffinéierungsprozess benotzt ginn, garantéieren, datt et och haut nach keng wäit verbreet "Turnkey"-Léisung gëtt, fir eng spezifesch Produktqualitéit ze kréien. Am Géigendeel, all Prozessschrëtt mussen formuléiert ginn. Dongfu gëtt e puer Virschléi fir den Design vun der Léisung an déi technesch Léisungen, an erkläert déi chemesch a physikalesch Konditioune fir de Reaktiouns-, Trennungs- a Raffinéierungsprozess.

All dräi Haaptprozesser – homogen Transglykosidatioun, Schlammprozess a Glukos-Zufuhrtechnik – kënnen ënner industrielle Bedéngungen agesat ginn. Wärend der Transglykosidatioun muss d'Konzentratioun vum Zwëscheprodukt Butylpolyglukosid, deen als Solubilisator fir d'Edukter D-Glukos a Butanol wierkt, iwwer ongeféier 15% an der Reaktiounsmëschung gehale ginn, fir Inhomogenitéiten ze vermeiden. Fir deeselwechten Zweck muss d'Waasserkonzentratioun an der Reaktiounsmëschung, déi fir déi direkt Fischer-Synthese vun Alkylpolyglukosiden benotzt gëtt, op manner wéi ongeféier 1% gehale ginn. Bei méi héije Waassergehalt besteet de Risiko, datt déi suspendéiert kristallin D-Glukos an eng klebrig Mass verwandelt gëtt, wat spéider zu enger schlechter Veraarbechtung an exzessiver Polymerisatioun féiere kéint. Effektivt Réieren an Homogeniséierung förderen déi fein Verdeelung an d'Reaktivitéit vun der kristalliner D-Glukos an der Reaktiounsmëschung.

Souwuel technesch wéi och wirtschaftlech Faktoren musse berécksiichtegt ginn, wann d'Synthesemethod an hir méi sophistikéiert Varianten ausgewielt ginn. Homogen Transglykosidatiounsprozesser op Basis vun D-Glukos-Siropen schéngen besonnesch gënschteg fir eng kontinuéierlech Produktioun a grousser Skala ze sinn. Si erlaben permanent Erspuernisser bei der Kristallisatioun vum Rohmaterial D-Glukos an der Wäertschöpfungskette, déi déi méi héich eenzeg Investitiounen am Transglykosidatiounsschratt an der Réckgewinnung vu Butanol méi wéi kompenséieren. D'Benotzung vun n-Butanol bréngt keng weider Nodeeler mat sech, well e bal komplett recycléiert ka ginn, sou datt d'Restkonzentratiounen an den erëmgewonnenen Endprodukter nëmmen e puer Deeler pro Millioun sinn, wat als net kritesch ugesi ka ginn. Direkt Fischer-Glykosidatioun no dem Schlammprozess oder der Glukos-Zufuhrtechnik verzicht op den Transglykosidatiounsschratt an d'Réckgewinnung vu Butanol. Si kann och kontinuéierlech duerchgefouert ginn a verlaangt liicht méi niddreg Investitiounsausgaben.

An der Zukunft wäerten d'Offer an de Präis vu fossile a erneierbaren Réistoffer, souwéi de weidere technologesche Fortschrëtt bei der Produktioun vun Alkylpolysacchariden, en entscheedenden Afloss op d'Maartkapazitéit an d'Produktiounskapazitéit vun der Entwécklung an der Uwendung hunn. Basispolysaccharid huet scho seng eege technesch Léisungen, déi wichteg kompetitiv Virdeeler um Maart fir Uewerflächenbehandlung fir Firmen kënne bidden, déi sou Prozesser entwéckelen oder adoptéiert hunn. Dëst ass besonnesch wouer bei héijen a niddrege Präisser. D'Produktiounskäschte vum Produktiounsmëttel sinn op dat üblecht Niveau geklommen, och wann de Präis vu lokale Réistoffer liicht fällt, kéint et d'Ersatzstoffer fir Tenside fixéieren an d'Installatioun vun neien Alkylpolysaccharid-Produktiounsanlagen encouragéieren.