Transglykosidéierungsprozesser mat D-Glukose als Rohmaterial.

Fischer Glykosidatioun ass déi eenzeg Method vun der chemescher Synthese, déi d'Entwécklung vun den haitegen wirtschaftlechen an technesch perfektionnéierte Léisunge fir grouss Produktioun vun Alkylpolyglucosiden erlaabt huet. Produktiounsanlagen mat Kapazitéiten vun iwwer 20.000 T/Joer si scho realiséiert ginn a vergréisseren d'Produktpalette vun der Surfaktantenindustrie mat Uewerflächaktiven Agenten op Basis vun erneierbaren Rohmaterialien. D-Glukose a linear C8-C16 Fettalkoholen hu sech als bevorzugt Fudder bewisen. Dës Edukte kënnen duerch direkt Fischer-Glykosyléierung oder duerch zwee-Schrëtt Transglycosiden vum Butylpolyglycoside an der Präsenz vun engem sauer Katalysator an der Präsenz vun engem Säurekatalysator ëmgewandelt ginn, mat Waasser als Nebenprodukt. Waasser muss aus der Reaktiounsmëschung destilléiert ginn fir de Reaktiounsgläichgewiicht op dat gewënschte Produkt ze verschwannen. Am Glykosyléierungsprozess sollten Inhomogenitéiten an der Reaktiounsmëschung vermeit ginn, well se zu enger exzessiver Bildung vu sougenannten Polydextrose féieren, wat héich ongewollt ass. Dofir konzentréiere sech vill technesch Strategien op déi homogen Edukten n-Glukose an Alkohol, déi duerch hir verschidde Polaritéite schwéier vermëschbar sinn. Wärend der Reaktioun gi glycosidesch Bindungen souwuel tëscht Fettalkohol an n-Glukose an tëscht den n-Glukose-Eenheeten selwer geformt. Alkylpolyglucosides bilden sech als Mëschunge vu Fraktiounen mat verschiddenen Zuelen vu Glukoseenheeten am laangketten Alkylrest. Jiddereng vun dëse Fraktiounen, am Tour, besteet aus e puer isomeresche Bestanddeeler, well d'n-Glukose-Eenheeten verschidden anomeresch Formen a Réngformen am chemesche Gläichgewiicht während der Fischer Glykosidatioun iwwerhuelen an déi glycosidesch Verbindungen tëscht D-Glukose-Eenheeten a verschiddene méigleche Bindungspositiounen optrieden. . Den Anomer Verhältnis vun den D-Glukose-Eenheeten ass ongeféier α/β＝ 2: 1 a schéngt schwiereg ze beaflossen ënner de beschriwwene Bedéngungen vun der Fischer Synthese. Ënner thermodynamesch kontrolléiert Bedéngungen existéieren d'n-Glukose-Eenheeten, déi an der Produktmëschung enthale sinn, haaptsächlech a Form vu Pyranosiden. Déi duerchschnëttlech Unzuel vun normalen Glukoseenheeten pro Alkylrest, de sougenannte Grad vun der Polymeriséierung, ass am Fong eng Funktioun vum molare Verhältnis vun den Edukten während dem Fabrikatiounsprozess. Duerch hir bemierkenswäert Surfaktant Eegeschafte sinn Alkylpolyglycosiden mat engem Polymeriséierungsgrad tëscht 1 an 3 besonnesch bevorzugt, aus deem Grond musse ongeféier 3-10 Mol Fettalkoholen pro Mol normal Glukos an dëser Methode benotzt ginn.

De Grad vun der Polymeriséierung fällt mat engem ëmmer méi héije Fettalkohol. Den überschüsslechen Fettalkohol gëtt getrennt a recuperéiert duerch Multistep Vakuumdestillatiounsprozesser mat Fallfilmverdamper, déi et méiglech maachen den thermesche Stress op e Minimum ze halen. D'Verdampfungstemperatur sollt just héich genuch sinn an d'Kontaktzäit an der waarmer Zone just laang genuch fir eng adäquat Destillatioun vum Iwwerschoss vu Fettalkohol a Floss vun der Alkylpolyglukosid Schmelz ze garantéieren, ouni d'Optriede vu bedeitende Zersetzungsreaktiounen. Eng Serie vu Verdampfungsschrëtt kënne favorabel benotzt ginn fir éischt niddereg-kochend Fraktiounen ze trennen, dann d'Haaptquantitéit vum Fettalkohol, a schliisslech de verbleiwen Fettalkohol bis d'Alkylpolyglukosid schmëlzt als Waasserlöslech Reschter kritt.

Och wann d'Synthese an d'Verdampfung vum Fettalkohol ënner de sanftste Bedéngungen duerchgefouert ginn, entstinn ongewollt brong Verfärbung, déi Bleechprozesser ruffe fir d'Produkter ze verfeineren. Eng Bleechmethod déi gëeegent bewisen huet ass d'Zousatz vun Oxidanten wéi Waasserstoffperoxid zu wässerleche Virbereedungen vun Alkylpolyglukosiden an alkalescht Medium an der Präsenz vu Magnesiumionen.

Déi villfälteg Ermëttlungen a Varianten, déi während der Synthese, der Aarbecht an der Verfeinerung benotzt ginn, weisen datt och haut nach ëmmer keng allgemeng applicabel "schlësselfäerdeg" Léisunge fir spezifesch Produktgraden ze kréien. Am Géigendeel, all Prozess Schrëtt mussen ausgeschafft ginn, géigesäiteg ugepasst, an optimiséiert ginn. Dëst Kapitel huet Suggestioune geliwwert an e puer praktesch Weeër beschriwwen fir technesch Léisungen z'entwéckelen, souwéi Standard chemesch a kierperlech Konditioune fir Reaktiounen, Trennung a Raffinéierungsprozesser auszeféieren.

All dräi Haaptprozesser - homogen Transglykosidatioun, Schlemmprozess, a Glukosefütterungstechnik - kënnen ënner industrielle Bedéngungen benotzt ginn. Wärend der Transglykosidatioun muss d'Konzentratioun vum Mëttelbutylpolyglucosid, deen als Solubilisator fir d'Edukten D-Glukose a Butanol wierkt, iwwer ongeféier 15% an der Reaktiounsmëschung gehale ginn fir Inhomogenitéiten ze vermeiden. Fir dee selwechten Zweck muss d'Waasserkonzentratioun an der Reaktiounsmëschung, déi fir direkt Fischer Synthese vun Alkylpolyglucosiden benotzt gëtt, op manner wéi ongeféier 1% gehale ginn. Bei méi héijen Waassergehalt besteet e Risiko vun der suspendéierter kristalliner D-Glukose an eng klebrig Mass ze verwandelen, wat duerno zu enger schlechter Veraarbechtung an exzessiver Polymeriséierung féiert. Effektiv Rühren an Homogeniséierung förderen déi fein Verdeelung an d'Reaktivitéit vun der kristalliner D-Glukose an der Reaktiounsmëschung.

Béid technesch a wirtschaftlech Faktore musse berücksichtegt ginn wann Dir d'Method vun der Synthese a seng méi sophistikéiert Varianten auswielen. Homogen Transglykosidéierungsprozesser baséiert op D-Glukosesiropen schéngen besonnesch gënschteg fir kontinuéierlech Produktioun op grousser Skala. Si erlaben permanent Spuer op Kristalliséierung vun der Matière première D-Glukose an der Valeur-added Kette, déi méi wéi kompenséieren fir déi méi héich eemolege Investitiounen am Transglycoside Schrëtt an der Erhuelung vun Butanol. D'Verwäertung vun n-Butanol huet keng aner Nodeeler, well et ka bal komplett recycléiert ginn, sou datt d'Reschtkonzentratioun an de recuperéierten Endprodukter nëmmen e puer Deeler pro Millioun sinn, wat als netkritesch ugesi ka ginn. Direkt Fischer Glykosideratioun no dem Schlammprozess oder der Glukosefütterungstechnik verzichtt den Transglykosidéierungsstuf an d'Erhuelung vu Butanol. Et kann och kontinuéierlech duerchgefouert ginn a fuerdert e bësse méi niddereg Kapitalausgaben.

Déi zukünfteg Disponibilitéit an d'Präisser vu fossille an erneierbaren Rohmaterialien, souwéi weider technesch Fortschrëtter bei der Produktioun an der Uwendung vun Alkylpolyglukosiden, kënnen erwaart ginn en entscheedend Afloss op d'Entwécklung vum Maartvolumen a Produktiounskapazitéiten vun der leschter ze hunn. Déi liewensfäeg technesch Léisungen, déi scho fir d'Produktioun an d'Benotzung vun Alkylpolyglucosiden existéieren, kënnen e vitale Konkurrenzvirdeel am Surfaktantmaart fir Firmen ginn, déi esou Prozesser entwéckelt hunn oder scho beschäftegen. Dëst ass besonnesch wouer am Fall vun héijen Uelegpräisser an niddrege Getreidepräisser. Well déi fix Fabrikatiounskäschte sécherlech op engem üblechen Niveau fir bulk industriell Surfaktanten sinn, kënnen och liicht Reduktiounen am Präis vun gebiertege Matière première d'Substitutioun vun Surfaktanten Commodities fuerderen a kënnen d'Installatioun vun neie Produktiounsanlagen fir Alkylpolyglucosiden kloer encouragéieren.