berita

Keperluan reka bentuk loji pengeluaran alkil glikosida berdasarkan sintesis Fisher bergantung pada jenis karbohidrat yang digunakan dan panjang rantai alkohol yang digunakan. Penghasilan alkil glikosida larut air berdasarkan oktanol/dekanol dan dodecanol/tetradecanol mula diperkenalkan. .Poliglikosida alkil yang, untuk DP tertentu, tidak larut dalam air kerana alkohol yang digunakan (bilangan atom C dalam alkil chian≥16) ditangani secara berasingan.
Di bawah keadaan sintesis alkil poliglukosida yang dimangkinkan oleh asid, produk sekunder seperti poliglukosa eter dan kekotoran berwarna dihasilkan.Polyglukosa ialah bahan amorf yang dibentuk oleh pempolimeran glikosil semasa proses sintesis. Jenis dan kepekatan tindak balas sekunder bergantung pada parameter proses , seperti suhu, tekanan, masa tindak balas, mangkin, dan lain-lain.Salah satu masalah yang diselesaikan oleh pembangunan pengeluaran polyglycosides alkil industri dalam beberapa tahun kebelakangan ini adalah untuk meminimumkan pembentukan produk sekunder yang berkaitan dengan sintesis.
Secara amnya, alkil glikosida berasaskan alkohol rantai pendek (C8/10-OH)dan DP rendah (lebih dos alkohol besar) alkil glikosida mempunyai masalah pengeluaran paling sedikit.Dalam fasa tindak balas, dengan peningkatan alkohol berlebihan, pengeluaran produk sekunder berkurangan.Ia mengurangkan tekanan haba dan menghilangkan alkohol berlebihan semasa pembentukan produk pirolisis.
Glikosidasi Fisher boleh digambarkan sebagai satu proses di mana glukosa bertindak balas dengan agak cepat dalam langkah pertama dan keseimbangan oligomer dicapai.Langkah ini diikuti dengan degradasi alkil glikosida yang perlahan. Proses degradasi melibatkan langkah-langkah seperti dealkilasi dan pempolimeran, yang, pada kepekatan yang meningkat, secara tak boleh balik membentuk poliglukosa yang lebih stabil secara termodinamik. Campuran tindak balas yang melebihi masa tindak balas optimum dipanggil tindak balas berlebihan. Jika tindak balas ditamatkan lebih awal, campuran tindak balas yang terhasil mengandungi sejumlah besar sisa glukosa.
Kehilangan bahan aktif alkil glukosida dalam campuran tindak balas mempunyai hubungan yang baik dengan pembentukan poliglukosa.Dalam kes tindak balas yang berlebihan, campuran tindak balas secara beransur-ansur menjadi polifasa semula melalui pemendakan poliglukosa. Oleh itu, kualiti produk dan hasil produk terjejas dengan serius oleh masa penamatan tindak balas. Bermula dengan glukosa pepejal, alkil glikosida dalam produk sekunder adalah kandungan yang lebih rendah, membenarkan komponen polar lain (poliglukosa) dan baki karbohidrat ditapis daripada campuran reaktif yang tidak pernah bertindak balas sepenuhnya.
Dalam proses yang dioptimumkan, kepekatan produk eterifikasi adalah agak rendah (bergantung pada suhu tindak balas, masa, jenis mangkin dan kepekatan, dll.).
Rajah 4 menunjukkan perjalanan tipikal tindak balas langsung dekstrosa dan alkohol berlemak (C12/14-OH).
Rajah 4. Imbangan jisim proses glikosidasi
Suhu dan tekanan parameter tindak balas berkait rapat antara satu sama lain dalam tindak balas glikasi fischer. Untuk menghasilkan poliglikosida alkil dengan produk sekunder rendah, tekanan dan suhu mesti disesuaikan antara satu sama lain dan dikawal ketat.
Alkil polyglycosides rendah dalam produk sekunder yang disebabkan oleh suhu tindak balas yang rendah (<100 ℃) dalam asetalisasi.Walau bagaimanapun, suhu rendah menghasilkan masa tindak balas yang agak panjang (bergantung pada panjang rantai alkohol) dan kecekapan reaktor khusus yang rendah.Suhu tindak balas yang agak tinggi (>100 ℃, biasanya 110-120 ℃) ​​boleh menyebabkan perubahan warna karbohidrat.Dengan mengeluarkan produk tindak balas didih rendah (air dalam sintesis langsung, alkohol rantai pendek dalam proses transasetalization) daripada campuran tindak balas, keseimbangan asetalisasi dialihkan ke bahagian produk.Jika jumlah air yang agak besar dihasilkan setiap unit masa, contohnya oleh suhu tindak balas yang tinggi, peruntukan perlu dibuat untuk penyingkiran berkesan air ini daripada campuran tindak balas.Ini meminimumkan tindak balas sekunder (terutamanya pembentukan polidekstrosa) yang berlaku dengan kehadiran air.Kecekapan penyejatan peringkat tindak balas bergantung bukan sahaja pada tekanan, tetapi juga kawasan penyejatan, dsb.Tekanan tindak balas biasa dalam varian transasetalization dan sintesis langsung adalah antara 20 dan 100mbar.
Satu lagi faktor pengoptimuman penting ialah pembangunan pemangkin terpilih dalam proses glikosidasi, dengan itu menghalang, contohnya, pembentukan poliglukosa dan eterifikasi.Seperti yang telah disebutkan, asetal atau asetal terbalik dalam sintesis Fischer dimangkinkan oleh asid.Pada prinsipnya, sebarang asid dengan kekuatan yang mencukupi adalah sesuai untuk tujuan ini, seperti asid sulfurik, p-toluene dan asid alkil benzenesulfonic dan asid suksinik sulfonik. Kadar tindak balas bergantung kepada keasidan dan kepekatan asid dalam alkohol. Tindak balas kedua yang juga boleh dimangkinkan oleh asid ( cth, pembentukan poliglukosa) berlaku terutamanya dalam fasa polar (air surih) campuran tindak balas, dan rantai alkil yang boleh dikurangkan dengan penggunaan asid hidrofobik (cth, asid alkil benzenesulfonic) dilarutkan terutamanya dalam fasa kurang kutub. campuran tindak balas.
Selepas tindak balas, mangkin asid dinetralkan dengan bes yang sesuai, seperti natrium hidroksida dan magnesium oksida. Campuran tindak balas yang dineutralkan ialah larutan kuning pucat yang mengandungi 50 hingga 80 peratus alkohol lemak.Kandungan alkohol berlemak yang tinggi adalah disebabkan nisbah molar karbohidrat kepada alkohol berlemak.Nisbah ini diselaraskan untuk mendapatkan DP khusus untuk poliglikosida alkil industri, dan biasanya antara 1:2 dan 1:6.
Alkohol lemak yang berlebihan dikeluarkan dengan penyulingan vakum.Syarat sempadan yang penting termasuk:
– Kandungan alkohol berlemak sisa dalam produk mestilah<1% kerana lain-lain
keterlarutan dan bau yang bijak terjejas.
- Untuk meminimumkan pembentukan produk pirolisis yang tidak diingini atau komponen yang berubah warna, penegasan haba dan masa tinggal produk sasaran mesti dikekalkan serendah mungkin bergantung pada panjang rantai alkohol.
- Tiada monoglycoside harus memasuki distilat kerana distilat dikitar semula dalam tindak balas sebagai alkohol lemak tulen.
Dalam kes dodecanol/tetradecanol, keperluan ini digunakan untuk penyingkiran alkohol lemak berlebihan, yang sebahagian besarnya memuaskan melalui penyulingan berbilang peringkat.Adalah penting untuk diperhatikan bahawa apabila kandungan alkohol berlemak berkurangan, kelikatan meningkat dengan ketara.Ini jelas menjejaskan pemindahan haba dan jisim dalam fasa penyulingan akhir.
Oleh itu, penyejat nipis atau jarak pendek lebih diutamakan.Dalam penyejat ini, filem yang bergerak secara mekanikal menyediakan lebih tinggi daripada kecekapan penyejatan dan masa tinggal produk yang lebih pendek, serta vakum yang baik.Produk akhir selepas penyulingan ialah alkil polyglycoside yang hampir tulen, yang terkumpul sebagai pepejal dengan takat lebur 70 ℃ hingga 150 ℃.Langkah-langkah proses utama sintesis alkil diringkaskan seperti Rajah 5.
Rajah 5. Gambarajah aliran dipermudahkan untuk penghasilan alkil poliglikosida berdasarkan sumber karbohidrat yang berbeza
Bergantung pada proses pembuatan yang digunakan, satu atau dua aliran kitaran alkohol terkumpul dalam pengeluaran alkil polyglycoside;alkohol berlemak berlebihan, manakala alkohol rantaian pendek boleh dipulihkan sepenuhnya.Alkohol ini boleh digunakan semula dalam tindak balas seterusnya.Keperluan untuk penulenan atau kekerapan langkah penulenan perlu dijalankan bergantung kepada kekotoran yang terkumpul dalam alkohol.Ini sebahagian besarnya bergantung pada kualiti langkah proses sebelumnya (contohnya tindak balas, penyingkiran alkohol).
Selepas penyingkiran alkohol berlemak, bahan aktif alkil polyglycoside dilarutkan secara langsung dalam air supaya pes alkil polyglycoside 50 hingga 70% yang sangat likat terbentuk.Dalam langkah-langkah penapisan seterusnya, pes ini diolah menjadi produk dengan kualiti yang memuaskan mengikut keperluan berkaitan prestasi.Langkah-langkah penapisan ini mungkin terdiri daripada pelunturan produk, pelarasan ciri produk, seperti nilai Ph dan kandungan bahan aktif, dan penstabilan mikrob.Dalam literatur paten, terdapat banyak contoh pelunturan reduktif dan oksidatif dan proses dua peringkat pelunturan oksidatif dan penstabilan reduktif.Usaha dan oleh itu kos yang terlibat dalam langkah proses ini untuk mendapatkan ciri kualiti tertentu, seperti warna, bergantung pada keperluan prestasi, pada bahan permulaan, DP yang diperlukan dan kualiti langkah proses.
Rajah 6 menggambarkan proses pengeluaran perindustrian untuk poliglikosida alkil rantai panjang (C12/14 APG) melalui sintesis langsung)
Rajah 6. Proses glikosidasi skala industri biasa untuk C12 14 APG


Masa siaran: 13-Okt-2020