Transglykosidatiounsprozesser mat D-Glukos als Rohmaterial.

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 déi bevorzugt Rohmaterialien erwisen. Dës Edukter kënnen duerch direkt Fischer-Glykosyléierung oder duerch zweestufeg Transglykosiden vu Butylpolyglukosid a Präsenz vun engem Säurekatalysator, mat Waasser als Nieweprodukt, a Uewerflächenaktiv Alkylpolyglucosiden ëmgewandelt ginn. Waasser muss aus der Reaktiounsmëschung destilléiert ginn, fir d'Reaktiounsgläichgewiicht a Richtung vum gewënschte Produkt ze verréckelen. Beim Glykosyléierungsprozess sollten Inhomogenitéiten an der Reaktiounsmëschung vermeit ginn, well se zu enger exzessiver Bildung vu sougenannter Polydextrose féiere kënnen, wat héich ongewollt ass. Dofir konzentréiere sech vill technesch Strategien op déi homogen Edukter n-Glukos an Alkohol, déi wéinst hiren ënnerschiddleche Polaritéiten schwéier ze vermëschen 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 Normalglukoseenheeten pro Alkylrest, de sougenannte Polymerisatiounsgrad, ass am Fong eng Funktioun vum molare Verhältnis vun den Edukter während dem Fabrikatiounsprozess. Wéinst hiren bemierkenswäerte Tensideigenschaften sinn Alkylpolyglycosiden mat engem Polymerisatiounsgrad tëscht 1 an 3 besonnesch bevorzugt, dofir mussen ongeféier 3-10 Mol Fettalkoholer pro Mol Normalglukos bei dëser Method benotzt ginn.

De Polymerisatiounsgrad hëlt bei engem zouhuelenden Iwwerschoss u Fettalkohol of. Den iwwerschëssege Fettalkohol gëtt getrennt a gewonnen duerch Méistufe-Vakuumdestillatiounsprozesser mat Fallfilmverdampfer, déi et erméiglechen, den thermesche Stress op e Minimum ze halen. D'Verdampfungstemperatur soll just héich genuch sinn an d'Kontaktzäit an der waarmer Zon just laang genuch, fir eng adäquat Destillatioun vum iwwerschëssege Fettalkohol an de Floss vun der Alkylpolyglukosid-Schmëlz ze garantéieren, ouni datt et zu beträchtlichen Zersetzungsreaktiounen kënnt. Eng Serie vu Verdampfungsschrëtt kann gënschteg benotzt ginn, fir als éischt Fraktiounen mat niddregem Kachpunkt, dann d'Haaptquantitéit u Fettalkohol an zum Schluss de reschtleche Fettalkohol ze trennen, bis d'Alkylpolyglukosid-Schmëlze als waasserléislech Reschter kritt ginn.

Och wann d'Synthese an d'Verdampfung vum Fettalkohol ënner de sanftsten Bedéngungen duerchgefouert ginn, trëtt eng ongewollt brong Verfärbung op, wat Bleichprozesser erfuerdert fir d'Produkter ze raffinéieren. Eng Bleichmethod, déi sech als gëeegent erwisen huet, ass d'Zousätz vun Oxidatiounsmëttel wéi Waasserstoffperoxid zu wässerege Virbereedungen vun Alkylpolyglucosiden an engem alkalesche Medium a Präsenz vu Magnesiumionen.

Déi villfälteg Ënnersichungen a Varianten, déi während der Synthese, der Oparbeitung an der Raffinéierung benotzt goufen, weisen datt et och haut nach keng allgemeng uwendbar "Turnkey"-Léisunge fir d'Erhale vu spezifesche Produktqualitéiten gëtt. Am Géigendeel, all Prozessschrëtt mussen ausgeschafft, géigesäiteg ugepasst an optimiséiert ginn. Dëst Kapitel huet Virschléi gemaach a praktesch Weeër beschriwwen, fir technesch Léisungen z'entwéckelen, souwéi Standard chemesch a physikalesch Konditioune fir d'Duerchféierung vu Reaktiounen, Trennung a Raffinéierungsprozesser festgeluecht.

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.

Déi zukünfteg Disponibilitéit a Präisser vu fossile a erneierbaren Réistoffer, souwéi weider technesch Fortschrëtter bei der Produktioun an der Uwendung vun Alkylpolyglucosiden, kënnen erwaart ginn, en entscheedenden Afloss op d'Entwécklung vum Maartvolumen an de Produktiounskapazitéite vun dësen ze hunn. Déi machbar technesch Léisungen, déi et scho fir d'Produktioun an d'Benotzung vun Alkylpolyglucosiden gëtt, kënnen de Firmen, déi sou Prozesser entwéckelt hunn oder scho benotzen, e wichtege Konkurrenzvirdeel um Tensidemaart ginn. Dëst ass besonnesch wouer am Fall vun héije Réiuelegpräisser a niddrege Getreidepräisser. Well d'fix Produktiounskäschte sécherlech op engem übleche Niveau fir Tenside am Groussen a Groussen industrielle Beräich leien, kënnen och liicht Präisreduktioune vun den natierleche Réistoffer d'Substitutioun vu Tensideprodukter uspriechen an d'Installatioun vun neie Produktiounsanlagen fir Alkylpolyglucosiden kloer encouragéieren.