АЛКИЛГЛЮКОЗИДТЕРДІ ӨНДІРУ ӘДІСТЕРІ

Фишер гликозидизациясы - алкилполиглюкозидтердің кең ауқымды өндірісі үшін бүгінгі күнгі экономикалық және техникалық жетілдірілген шешімдерді жасауға мүмкіндік берген химиялық синтездің жалғыз әдісі. Қуаттылығы жылына 20 000 тоннадан асатын өндірістік қондырғылар іске қосылды және жаңартылатын шикізат негізіндегі беттік белсенді заттармен БАЗ өнеркәсібінің өнім ассортиментін кеңейтті. D-глюкоза және сызықтық C8-C16 майлы спирттер таңдаулы шикізат болып шықты. Бұл түзулерді тура Фишер гликозидтеу немесе қышқыл катализаторларының қатысуымен бутилполиглюкозид арқылы екі сатылы трансгликозидтеу арқылы беттік белсенді алкилполиглюкозидтерге айналдыруға болады, қосымша өнім ретінде су. Реакция тепе-теңдігін қажетті өнімдерге ауыстыру үшін реакция қоспасынан суды тазарту керек. Гликозидтену процесі кезінде реакциялық қоспадағы біртексіздіктерге жол бермеу керек, өйткені олар өте қажет емес полиглюкозидтер деп аталатын шамадан тыс түзілуіне әкеледі. Сондықтан көптеген техникалық стратегиялар полярлық айырмашылығына байланысты нашар араласатын n-глюкоза мен спирттерді гомогенизациялауға шоғырланған. Реакция кезінде майлы спирт пен n-глюкоза арасында да, n-глюкоза бірліктерінің арасында да гликозидтік байланыстар түзіледі. Демек, алкил полиглюкозидтері ұзын тізбекті алкил қалдығында глюкоза бірліктерінің әртүрлі саны бар фракциялардың қоспалары түрінде түзіледі. Бұл фракциялардың әрқайсысы, өз кезегінде, бірнеше изомерлік құрамдас бөліктерден тұрады, өйткені n-глюкоза бірліктері Фишер гликозидтенуі кезінде химиялық тепе-теңдікте әртүрлі аномерлік формалар мен сақина пішіндерін қабылдайды және D-глюкоза бірліктері арасындағы гликозидтік байланыстар бірнеше ықтимал байланыс орындарында болады. . D-глюкоза бірліктерінің аномерлік қатынасы шамамен α/β＝ 2:1 құрайды және Фишер синтезінің сипатталған жағдайларында әсер ету қиын болып көрінеді. Термодинамикалық бақыланатын жағдайларда өнім қоспасының құрамындағы n-глюкоза бірліктері негізінен пиранозидтер түрінде болады. Полимерлену дәрежесі деп аталатын алкил қалдығына шаққандағы n-глюкоза бірліктерінің орташа саны өндіріс кезінде түзілетін заттардың молярлық қатынасының функциясы болып табылады. Беттік-белсенді заттарға тән [1]байланыстарының арқасында полимерлену дәрежесі 1 мен 3 аралығындағы алкилполиглюкозидтерге ерекше артықшылық беріледі, олар үшін процесте n-глюкозаның бір мольіне шамамен 3-10 моль майлы спирт жұмсалуы керек.

Полимерлену дәрежесі артық майлы спирт көбейген сайын төмендейді. Артық майлы спирттер термиялық кернеуді минимумға дейін сақтауға болатындай етіп, түсетін пленка буландырғыштары бар көп сатылы вакуумды айдау процесі арқылы бөлінеді және қалпына келтіріледі. Булану температурасы жеткілікті жоғары болуы керек, ал ыстық аймақтағы жанасу уақыты артық май спиртінің жеткілікті дистилляциясын және алкил полиглюкозидті балқыма ағынының айтарлықтай ыдырау реакциясынсыз өтуін қамтамасыз ету үшін жеткілікті ұзақ болуы керек. Алкилполигликозид суда еритін қалдық ретінде ерігенше алдымен төмен қайнайтын фракцияны, содан кейін майлы спирттің негізгі мөлшерін, ең соңында қалған майлы спиртті бөлу үшін бірқатар булану қадамдарын тиімді пайдалануға болады.

Майлы спирттерді синтездеу және булану үшін ең жұмсақ жағдайларда да жағымсыз қоңыр түссіздік пайда болады және өнімді тазарту үшін ағарту процестері қажет. Жарамдылығы дәлелденген ағарту әдістерінің бірі магний иондарының қатысуымен сілтілі ортадағы алкилполигликозидтің сулы формуласына сутегі асқын тотығы сияқты тотықтырғышты қосу болып табылады.

Синтездеу, кейінгі өңдеу және тазарту процесінде қолданылатын көптеген зерттеулер мен нұсқалар бүгінгі күні де белгілі бір өнім сортын алу үшін кеңінен қолданылатын «кілтпен» шешім әлі жоқ екеніне кепілдік береді. Керісінше, процестің барлық қадамдары тұжырымдалуы керек. Дунфу ерітіндінің дизайны мен техникалық шешімдері бойынша кейбір ұсыныстар береді және реакция, бөлу және тазарту процесінің химиялық және физикалық шарттарын түсіндіреді.

Барлық үш негізгі процесс – біртекті трансгликозидтеу, суспензия процесі және глюкозаны азықтандыру техникасы – өнеркәсіптік жағдайларда қолданылуы мүмкін. Трансгликозидтеу кезінде D-глюкоза мен бутанол эдукттары үшін еріткіш ретінде әрекет ететін аралық бутилполиглюкозидтің концентрациясы біркелкі болмауы үшін реакциялық қоспада шамамен 15%-дан жоғары болуы керек. Дәл осы мақсат үшін алкилполиглюкозидтердің тікелей Фишер синтезі үшін қолданылатын реакциялық қоспадағы судың концентрациясы шамамен 1%-дан аз болуы керек. Судың жоғары мөлшері кезінде тоқтатылған кристалды D-глюкозаның жабысқақ массаға айналу қаупі бар, бұл кейіннен нашар өңдеуге және шамадан тыс полимерленуге әкеледі. Тиімді араластыру және гомогенизация реакциялық қоспадағы кристалды D-глюкозаның жұқа таралуына және реактивтілігіне ықпал етеді.

Синтез әдісін және оның неғұрлым күрделі нұсқаларын таңдағанда техникалық және экономикалық факторларды ескеру қажет. D-глюкоза сироптарына негізделген біртекті трансгликозидтеу процестері кең ауқымда үздіксіз өндіріс үшін әсіресе қолайлы болып көрінеді. Олар қосылған құн тізбегіндегі D-глюкоза шикізатының кристалдануын тұрақты үнемдеуге мүмкіндік береді, бұл трансгликозидтеу сатысына және бутанолды қалпына келтіруге жоғары бір реттік инвестицияларды өтейді. n-бутанолды қолданудың басқа кемшіліктері жоқ, өйткені оны толығымен дерлік қайта өңдеуге болады, сондықтан қалпына келтірілген соңғы өнімдердегі қалдық концентрациялар миллионға бірнеше бөлікті ғана құрайды, бұл сыни емес деп санауға болады. Шламды процесс немесе глюкоза беру техникасы бойынша тікелей Фишер гликозидтеу трансгликозидтеу сатысынан және бутанолды қалпына келтіруден бас тартады. Ол сондай-ақ үздіксіз орындалуы мүмкін және күрделі шығындарды сәл төмендетуді талап етеді.

Болашақта қазба және жаңартылатын шикізаттың жеткізілімі мен бағасы, сондай-ақ алкил полисахаридтерін өндірудегі одан әрі технологиялық прогресс нарық сыйымдылығына және әзірлеу мен қолданудың өндірістік қуатына шешуші әсер етеді. Базалық полисахаридтің қазірдің өзінде осындай процестерді әзірлейтін немесе қабылдаған компаниялар үшін бетті өңдеу нарығында маңызды бәсекелестік артықшылықтарды қамтамасыз ете алатын өзіндік техникалық шешімдері бар. Бұл әсіресе бағалар жоғары және төмен болған кезде дұрыс. Өндіріс агентінің өндірістік құны әдеттегі деңгейге дейін көтерілді, тіпті жергілікті шикізаттың бағасы аздап төмендесе де, ол беттік белсенді заттардың алмастырғыштарын бекітуі мүмкін және жаңа алкил полисахарид өндіру зауыттарын орнатуды ынталандыруы мүмкін.