કાચા માલ તરીકે ડી-ગ્લુકોઝનો ઉપયોગ કરીને ટ્રાન્સગ્લાયકોસિડેશન પ્રક્રિયાઓ.

ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન એ રાસાયણિક સંશ્લેષણની એકમાત્ર પદ્ધતિ છે જેણે આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સના મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે આજના આર્થિક અને તકનીકી રીતે સંપૂર્ણ ઉકેલોના વિકાસને સક્ષમ બનાવ્યું છે. 20,000 ટન/વર્ષથી વધુની ક્ષમતાવાળા ઉત્પાદન પ્લાન્ટ્સ પહેલેથી જ સાકાર થઈ ચૂક્યા છે અને નવીનીકરણીય કાચા માલ પર આધારિત સપાટી-સક્રિય એજન્ટો સાથે સર્ફેક્ટન્ટ ઉદ્યોગની ઉત્પાદન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે. ડી-ગ્લુકોઝ અને રેખીય C8-C16 ફેટી આલ્કોહોલ પસંદગીના ફીડસ્ટોક્સ સાબિત થયા છે. આ એડક્ટ્સને ડાયરેક્ટ ફિશર ગ્લાયકોસિલેશન દ્વારા અથવા એસિડ ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં બ્યુટાઇલ પોલિગ્લાયકોસાઇડના દ્વિ-પગલાં ટ્રાન્સગ્લાયકોસાઇડ્સ દ્વારા સપાટી-સક્રિય આલ્કિલ પોલીગ્લાયકોસાઇડ્સમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે, આડપેદાશ તરીકે પાણી સાથે. પ્રતિક્રિયાના સંતુલનને ઇચ્છિત ઉત્પાદન તરફ ખસેડવા માટે પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાંથી પાણી નિસ્યંદિત કરવું આવશ્યક છે. ગ્લાયકોસિલેશન પ્રક્રિયામાં, પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં અસંગતતા ટાળવી જોઈએ કારણ કે તે કહેવાતા પોલિડેક્સટ્રોઝની વધુ પડતી રચના તરફ દોરી શકે છે, જે અત્યંત અનિચ્છનીય છે. તેથી, ઘણી ટેકનિકલ વ્યૂહરચનાઓ સજાતીય એજેક્ટ્સ n-ગ્લુકોઝ અને આલ્કોહોલ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જે તેમની ભિન્ન ધ્રુવીયતાને કારણે મિશ્રિત કરવા મુશ્કેલ છે. પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, ગ્લાયકોસિડિક બોન્ડ ફેટી આલ્કોહોલ અને એન-ગ્લુકોઝ વચ્ચે અને એન-ગ્લુકોઝ એકમો વચ્ચે રચાય છે. આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સ પરિણામે લાંબી સાંકળના અલ્કિલ અવશેષો પર વિવિધ સંખ્યામાં ગ્લુકોઝ એકમો સાથે અપૂર્ણાંકના મિશ્રણ તરીકે રચાય છે. આમાંના દરેક અપૂર્ણાંક, બદલામાં, ઘણા આઇસોમેરિક ઘટકોથી બનેલા છે，કારણ કે n-ગ્લુકોઝ એકમો ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન દરમિયાન રાસાયણિક સંતુલનમાં વિવિધ એનોમેરિક સ્વરૂપો અને રિંગ સ્વરૂપો ધારણ કરે છે અને D-ગ્લુકોઝ એકમો વચ્ચેના ગ્લાયકોસિડિક જોડાણો ઘણી સંભવિત બંધન સ્થિતિમાં થાય છે. . ડી-ગ્લુકોઝ એકમોનો એનોમર રેશિયો આશરે α/β＝ 2: 1 છે અને ફિશર સંશ્લેષણની વર્ણવેલ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ પ્રભાવિત કરવું મુશ્કેલ લાગે છે. થર્મોડાયનેમિકલી નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, ઉત્પાદન મિશ્રણમાં સમાવિષ્ટ n-ગ્લુકોઝ એકમો મુખ્યત્વે પાયરાનોસાઇડ્સના સ્વરૂપમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે. આલ્કિલ અવશેષો દીઠ સામાન્ય ગ્લુકોઝ એકમોની સરેરાશ સંખ્યા, પોલિમરાઇઝેશનની કહેવાતી ડિગ્રી, મૂળભૂત રીતે ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દરમિયાન એડક્ટ્સના મોલર રેશિયોનું કાર્ય છે. તેમના નોંધપાત્ર સર્ફેક્ટન્ટ ગુણધર્મોને લીધે, 1 અને 3 ની વચ્ચે પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી સાથે આલ્કિલ પોલિગ્લાયકોસાઇડ્સ ખાસ કરીને પસંદ કરવામાં આવે છે, જેના કારણે આ પદ્ધતિમાં સામાન્ય ગ્લુકોઝના છછુંદર દીઠ લગભગ 3-10 મોલ્સ ફેટી આલ્કોહોલનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે.

ફેટી આલ્કોહોલના વધતા વધારા પર પોલિમરાઇઝેશનની ડિગ્રી ઘટે છે. અધિક ફેટી આલ્કોહોલને ફોલિંગ-ફિલ્મ બાષ્પીભવકો સાથે મલ્ટિ-સ્ટેપ વેક્યૂમ ડિસ્ટિલેશન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા અલગ અને પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે, જે થર્મલ સ્ટ્રેસને ન્યૂનતમ રાખવા શક્ય બનાવે છે. બાષ્પીભવનનું તાપમાન પૂરતું ઊંચું હોવું જોઈએ અને ગરમ ઝોનમાં સંપર્કનો સમય એટલો લાંબો હોવો જોઈએ કે કોઈ નોંધપાત્ર વિઘટન પ્રતિક્રિયાઓ થયા વિના, ચરબીયુક્ત આલ્કોહોલ અને અલ્કાઈલ પોલીગ્લુકોસાઈડ ઓગળવાના પ્રવાહના પૂરતા નિસ્યંદનની ખાતરી કરવા માટે. પ્રથમ ઓછા ઉકળતા અપૂર્ણાંક, પછી ફેટી આલ્કોહોલનો મુખ્ય જથ્થો અને અંતે બાકીનો ફેટી આલ્કોહોલ જ્યાં સુધી એલ્કાઈલ પોલીગ્લુકોસાઇડ ઓગળી જાય ત્યાં સુધી પાણીમાં દ્રાવ્ય અવશેષો તરીકે મેળવવામાં આવે ત્યાં સુધી બાષ્પીભવનનાં પગલાંઓની શ્રેણી અનુકૂળ રીતે વાપરી શકાય છે.

જ્યારે ચરબીયુક્ત આલ્કોહોલનું સંશ્લેષણ અને બાષ્પીભવન સૌથી નમ્ર પરિસ્થિતિઓમાં કરવામાં આવે છે, ત્યારે પણ અનિચ્છનીય બ્રાઉન વિકૃતિકરણ થાય છે, જે ઉત્પાદનોને શુદ્ધ કરવા માટે બ્લીચિંગ પ્રક્રિયાઓને બોલાવે છે. એક બ્લીચિંગ પદ્ધતિ જે યોગ્ય સાબિત થઈ છે તે મેગ્નેશિયમ આયનોની હાજરીમાં આલ્કલાઇન માધ્યમમાં અલ્કાઈલ પોલીગ્લુકોસાઈડ્સની જલીય તૈયારીઓમાં હાઇડ્રોજન પેરોક્સાઇડ જેવા ઓક્સિડન્ટનો ઉમેરો છે.

સંશ્લેષણ, વર્કઅપ અને રિફાઇનિંગ દરમિયાન ઉપયોગમાં લેવામાં આવતી મેનીફોલ્ડ તપાસ અને પ્રકારો દર્શાવે છે કે આજે પણ ચોક્કસ ઉત્પાદન ગ્રેડ મેળવવા માટે સામાન્ય રીતે લાગુ પડતા "ટર્નકી" ઉકેલો નથી. તેનાથી વિપરિત, પ્રક્રિયાના તમામ પગલાઓ પર કામ કરવાની, પરસ્પર ગોઠવણ અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની જરૂર છે. આ પ્રકરણે સૂચનો આપ્યા છે અને તકનીકી ઉકેલો ઘડવાની કેટલીક વ્યવહારુ રીતોનું વર્ણન કર્યું છે, તેમજ પ્રતિક્રિયાઓ, વિભાજન અને શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયાઓ કરવા માટે પ્રમાણભૂત રાસાયણિક અને ભૌતિક પરિસ્થિતિઓનું વર્ણન કર્યું છે.

ત્રણેય મુખ્ય પ્રક્રિયાઓ - સજાતીય ટ્રાન્સગ્લાયકોસીડેશન, સ્લરી પ્રક્રિયા અને ગ્લુકોઝ ફીડ ટેકનીક-નો ઉપયોગ ઔદ્યોગિક પરિસ્થિતિઓમાં થઈ શકે છે. ટ્રાંસગ્લાયકોસિડેશન દરમિયાન, મધ્યવર્તી બ્યુટાઇલ પોલીગ્લુકોસાઇડની સાંદ્રતા, જે ડી-ગ્લુકોઝ અને બ્યુટેનોલને ઉત્તેજિત કરવા માટે દ્રાવ્ય તરીકે કામ કરે છે, તેને પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં લગભગ 15% થી વધુ રાખવી જોઈએ જેથી અસંગતતાઓને ટાળી શકાય. આ જ હેતુ માટે, આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સના સીધા ફિશર સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં પાણીની સાંદ્રતા લગભગ 1% કરતા ઓછી રાખવી જોઈએ. ઉચ્ચ પાણીની સામગ્રી પર સસ્પેન્ડેડ સ્ફટિકીય ડી-ગ્લુકોઝને મુશ્કેલ સમૂહમાં ફેરવવાનું જોખમ રહેલું છે, જે પાછળથી ખરાબ પ્રક્રિયા અને અતિશય પોલિમરાઇઝેશનમાં પરિણમશે. અસરકારક stirring અને homogenization પ્રતિક્રિયા મિશ્રણમાં સ્ફટિકીય D-ગ્લુકોઝના દંડ વિતરણ અને પ્રતિક્રિયાશીલતાને પ્રોત્સાહન આપે છે.

સંશ્લેષણની પદ્ધતિ અને તેના વધુ સુસંસ્કૃત પ્રકારો પસંદ કરતી વખતે તકનીકી અને આર્થિક બંને પરિબળો ધ્યાનમાં લેવા જોઈએ. ડી-ગ્લુકોઝ સીરપ પર આધારિત સજાતીય ટ્રાન્સગ્લાયકોસીડેશન પ્રક્રિયાઓ ખાસ કરીને મોટા પાયે સતત ઉત્પાદન માટે અનુકૂળ દેખાય છે. તેઓ મૂલ્યવર્ધિત શૃંખલામાં કાચા માલના ડી-ગ્લુકોઝના સ્ફટિકીકરણ પર કાયમી બચતને મંજૂરી આપે છે, જે ટ્રાન્સગ્લાયકોસિડેશનના પગલામાં એક વખતના ઊંચા રોકાણો અને બ્યુટેનોલની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે વળતર કરતાં વધુ છે. n-બ્યુટેનોલનો ઉપયોગ અન્ય કોઈ ગેરફાયદાને રજૂ કરતું નથી, કારણ કે તે લગભગ સંપૂર્ણપણે રિસાયકલ કરી શકાય છે જેથી પુનઃપ્રાપ્ત અંતિમ ઉત્પાદનોમાં અવશેષ સાંદ્રતા મિલિયન દીઠ માત્ર થોડા ભાગો હોય, જેને બિન-ક્રિટિકલ ગણી શકાય. સ્લરી પ્રક્રિયા અથવા ગ્લુકોઝ ફીડ તકનીક અનુસાર ડાયરેક્ટ ફિશર ગ્લાયકોસિડેશન ટ્રાન્સગ્લાયકોસિડેશન સ્ટેપ અને બ્યુટેનોલની પુનઃપ્રાપ્તિ સાથે વિતરિત થાય છે. તે સતત પણ કરી શકાય છે અને થોડો ઓછો મૂડી ખર્ચ જરૂરી છે.

અશ્મિભૂત અને પુનઃપ્રાપ્ય કાચા માલની ભાવિ પ્રાપ્યતા અને કિંમતો, તેમજ આલ્કિલ પોલીગ્લુકોસાઇડ્સના ઉત્પાદન અને એપ્લિકેશનમાં વધુ તકનીકી પ્રગતિ, બાદના બજાર વોલ્યુમ અને ઉત્પાદન ક્ષમતાના વિકાસ પર નિર્ણાયક પ્રભાવની અપેક્ષા રાખી શકાય છે. એલ્કાઈલ પોલીગ્લુકોસાઈડ્સના ઉત્પાદન અને ઉપયોગ માટે પહેલાથી જ અસ્તિત્વમાં છે તેવા સક્ષમ ટેકનિકલ સોલ્યુશન્સ સર્ફેક્ટન્ટ્સ માર્કેટમાં એવી કંપનીઓને મહત્વપૂર્ણ સ્પર્ધાત્મક ધાર આપી શકે છે કે જેમણે આવી પ્રક્રિયાઓ વિકસાવી છે અથવા પહેલેથી જ રોજગારી આપી છે. આ ખાસ કરીને ક્રૂડ ઓઈલના ઊંચા ભાવ અને અનાજના નીચા ભાવની સ્થિતિમાં સાચું છે. જથ્થાબંધ ઔદ્યોગિક સર્ફેક્ટન્ટ્સ માટે નિશ્ચિત ઉત્પાદન ખર્ચ ચોક્કસપણે રૂઢિગત સ્તર પર હોવાથી, મૂળ કાચા માલના ભાવમાં થોડો ઘટાડો પણ સર્ફેક્ટન્ટ કોમોડિટીના અવેજીની વિનંતી કરી શકે છે અને એલ્કિલ પોલિગ્લુકોસાઇડ્સ માટે નવા ઉત્પાદન પ્લાન્ટની સ્થાપનાને સ્પષ્ટપણે પ્રોત્સાહિત કરી શકે છે.