कच्चा माल म्हणून डी-ग्लुकोज वापरून ट्रान्सग्लायकोसायडेशन प्रक्रिया केली जाते.
फिशर ग्लायकोसायडेशन ही रासायनिक संश्लेषणाची एकमेव पद्धत आहे ज्यामुळे अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड्सच्या मोठ्या प्रमाणात उत्पादनासाठी आजच्या आर्थिक आणि तांत्रिकदृष्ट्या परिपूर्ण उपायांचा विकास शक्य झाला आहे. २०,००० टन/वर्षापेक्षा जास्त क्षमतेचे उत्पादन संयंत्र आधीच साकार झाले आहेत आणि अक्षय कच्च्या मालावर आधारित पृष्ठभाग-सक्रिय घटकांसह सर्फॅक्टंट्स उद्योगाची उत्पादन श्रेणी वाढवतात. डी-ग्लुकोज आणि रेषीय C8-C16 फॅटी अल्कोहोल हे पसंतीचे फीडस्टॉक असल्याचे सिद्ध झाले आहे. हे एज्युकेशन थेट फिशर ग्लायकोसायलेशनद्वारे किंवा आम्ल उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत ब्यूटाइल पॉलीग्लायकोसाइडच्या दोन-चरण ट्रान्सग्लायकोसाइड्सद्वारे पृष्ठभागावर-सक्रिय अल्काइल पॉलीग्लायकोसाइड्समध्ये रूपांतरित केले जाऊ शकतात, ज्यामध्ये उप-उत्पादन म्हणून पाणी असते. अभिक्रिया संतुलन इच्छित उत्पादनाकडे वळविण्यासाठी अभिक्रिया मिश्रणातून पाणी डिस्टिल्ड करणे आवश्यक आहे. ग्लायकोसायलेशन प्रक्रियेत, अभिक्रिया मिश्रणातील असंगतता टाळली पाहिजे कारण ते तथाकथित पॉलीडेक्स्ट्रोजची जास्त निर्मिती होऊ शकते, जे अत्यंत अवांछनीय आहे. म्हणूनच, अनेक तांत्रिक धोरणे n-ग्लुकोज आणि अल्कोहोल या एकसंध उत्सर्जनांवर लक्ष केंद्रित करतात, जे त्यांच्या वेगवेगळ्या ध्रुवीयतेमुळे मिसळणे कठीण आहे. अभिक्रियेदरम्यान, फॅटी अल्कोहोल आणि n-ग्लुकोज आणि n-ग्लुकोज युनिट्समध्ये ग्लायकोसिडिक बंध तयार होतात. परिणामी, अल्काइल पॉलीग्लुकोजसाइड्स दीर्घ-साखळी अल्काइल अवशेषांवर वेगवेगळ्या संख्येने ग्लुकोज युनिट्ससह अपूर्णांकांचे मिश्रण म्हणून तयार होतात. या प्रत्येक अपूर्णांकात, अनेक आयसोमेरिक घटक असतात, कारण फिशर ग्लायकोसायडेशन दरम्यान रासायनिक समतोलात n-ग्लुकोज युनिट्स वेगवेगळे अॅनोमेरिक फॉर्म आणि रिंग फॉर्म धारण करतात आणि D-ग्लुकोज युनिट्समधील ग्लायकोसिडिक लिंकेज अनेक संभाव्य बाँडिंग पोझिशन्समध्ये आढळतात. D-ग्लुकोज युनिट्सचे अॅनोमर रेशो अंदाजे α/β= 2: 1 आहे आणि फिशर संश्लेषणाच्या वर्णन केलेल्या परिस्थितीत प्रभावित करणे कठीण दिसते. थर्मोडायनामिकली नियंत्रित परिस्थितीत, उत्पादन मिश्रणात असलेले n-ग्लुकोज युनिट्स प्रामुख्याने पायरानोसाइड्सच्या स्वरूपात अस्तित्वात असतात. प्रति अल्काइल अवशेष सामान्य ग्लुकोज युनिट्सची सरासरी संख्या, ज्याला पॉलिमरायझेशनची डिग्री म्हणतात, ही मुळात उत्पादन प्रक्रियेदरम्यान एडक्ट्सच्या मोलर रेशोवर अवलंबून असते. त्यांच्या उल्लेखनीय सर्फॅक्टंट गुणधर्मांमुळे, 1 ते 3 दरम्यान पॉलिमरायझेशनची डिग्री असलेले अल्काइल पॉलीग्लायकोसाइड्स विशेषतः पसंत केले जातात, म्हणूनच या पद्धतीमध्ये सामान्य ग्लुकोजच्या प्रति मोल सुमारे 3-10 मोल फॅटी अल्कोहोल वापरणे आवश्यक आहे.
फॅटी अल्कोहोलच्या वाढत्या प्रमाणासह पॉलिमरायझेशनची डिग्री कमी होते. जास्त फॅटी अल्कोहोल फॉलिंग-फिल्म बाष्पीभवनकर्त्यांसह मल्टीस्टेप व्हॅक्यूम डिस्टिलेशन प्रक्रियेद्वारे वेगळे केले जाते आणि पुनर्प्राप्त केले जाते, ज्यामुळे थर्मल ताण कमीत कमी ठेवणे शक्य होते. बाष्पीभवन तापमान पुरेसे जास्त असले पाहिजे आणि गरम क्षेत्रात संपर्क वेळ इतका जास्त असावा की अतिरिक्त फॅटी अल्कोहोलचे पुरेसे ऊर्धपातन आणि अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड वितळण्याचा प्रवाह सुनिश्चित होईल, कोणत्याही मोठ्या विघटन प्रतिक्रिया न होता. बाष्पीभवन चरणांची मालिका अनुकूलपणे वापरली जाऊ शकते जेणेकरून प्रथम कमी-उकळणारे अंश, नंतर फॅटी अल्कोहोलचे मुख्य प्रमाण आणि शेवटी उर्वरित फॅटी अल्कोहोल वेगळे केले जाऊ शकते जोपर्यंत अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड वितळत नाही तोपर्यंत पाण्यात विरघळणारे अवशेष मिळत नाहीत.
फॅटी अल्कोहोलचे संश्लेषण आणि बाष्पीभवन अगदी सौम्य परिस्थितीत केले जाते तेव्हाही, अवांछित तपकिरी रंगछटा निर्माण होतात, ज्यामुळे उत्पादनांना शुद्ध करण्यासाठी ब्लीचिंग प्रक्रियांची आवश्यकता असते. योग्य सिद्ध झालेली एक ब्लीचिंग पद्धत म्हणजे मॅग्नेशियम आयनच्या उपस्थितीत अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड्सच्या जलीय तयारीमध्ये हायड्रोजन पेरोक्साइड सारख्या ऑक्सिडंट्सची भर घालणे.
संश्लेषण, कार्यपद्धती आणि शुद्धीकरणादरम्यान वापरल्या जाणाऱ्या बहुविध तपासण्या आणि रूपांवरून असे दिसून येते की आजही विशिष्ट उत्पादन श्रेणी मिळविण्यासाठी सामान्यतः लागू होणारे "टर्नकी" उपाय नाहीत. उलटपक्षी, सर्व प्रक्रिया पायऱ्या तयार करणे, परस्पर समायोजित करणे आणि ऑप्टिमाइझ करणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात सूचना दिल्या आहेत आणि तांत्रिक उपाय तयार करण्याचे काही व्यावहारिक मार्ग वर्णन केले आहेत, तसेच प्रतिक्रिया, पृथक्करण आणि शुद्धीकरण प्रक्रिया आयोजित करण्यासाठी मानक रासायनिक आणि भौतिक परिस्थिती सांगितल्या आहेत.
औद्योगिक परिस्थितीत - एकसंध ट्रान्सग्लायकोसायडेशन, स्लरी प्रक्रिया आणि ग्लुकोज फीड तंत्र - या तीनही मुख्य प्रक्रिया वापरल्या जाऊ शकतात. ट्रान्सग्लायकोसायडेशन दरम्यान, डी-ग्लुकोज आणि ब्युटेनॉल उत्सर्जित करण्यासाठी विद्राव्य म्हणून काम करणाऱ्या इंटरमीडिएट ब्युटाइल पॉलीग्लुकोजाइडची एकाग्रता अभिक्रिया मिश्रणात सुमारे 15% पेक्षा जास्त ठेवली पाहिजे जेणेकरून विषमता टाळता येईल. त्याच उद्देशाने, अल्काइल पॉलीग्लुकोजाइड्सच्या थेट फिशर संश्लेषणासाठी वापरल्या जाणाऱ्या अभिक्रिया मिश्रणातील पाण्याचे एकाग्रता सुमारे 1% पेक्षा कमी ठेवले पाहिजे. जास्त पाण्याच्या प्रमाणात निलंबित क्रिस्टलाइन डी-ग्लुकोज चिकट वस्तुमानात बदलण्याचा धोका असतो, ज्यामुळे नंतर खराब प्रक्रिया आणि जास्त पॉलिमरायझेशन होईल. प्रभावी ढवळणे आणि एकसंधीकरण अभिक्रिया मिश्रणात क्रिस्टलाइन डी-ग्लुकोजचे बारीक वितरण आणि प्रतिक्रियाशीलता वाढवते.
संश्लेषणाची पद्धत आणि त्याचे अधिक परिष्कृत प्रकार निवडताना तांत्रिक आणि आर्थिक दोन्ही घटकांचा विचार केला पाहिजे. डी-ग्लुकोज सिरपवर आधारित एकसंध ट्रान्सग्लायकोसिडेशन प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात सतत उत्पादनासाठी विशेषतः अनुकूल दिसतात. ते मूल्यवर्धित साखळीत कच्च्या मालाच्या डी-ग्लुकोजच्या क्रिस्टलायझेशनवर कायमस्वरूपी बचत करण्यास अनुमती देतात, जे ट्रान्सग्लायकोसिडेशन चरणात आणि ब्युटेनॉलच्या पुनर्प्राप्तीमध्ये उच्च एक-वेळच्या गुंतवणुकीची भरपाई करण्यापेक्षा जास्त आहे. एन-ब्युटेनॉलचा वापर इतर कोणतेही तोटे सादर करत नाही, कारण ते जवळजवळ पूर्णपणे पुनर्नवीनीकरण केले जाऊ शकते जेणेकरून पुनर्प्राप्त केलेल्या अंतिम उत्पादनांमध्ये अवशिष्ट सांद्रता प्रति दशलक्ष फक्त काही भाग आहे, जी गैर-गंभीर मानली जाऊ शकते. स्लरी प्रक्रिया किंवा ग्लुकोज फीड तंत्रानुसार थेट फिशर ग्लायकोसिडेशन ट्रान्सग्लायकोसिडेशन चरण आणि ब्युटेनॉलच्या पुनर्प्राप्तीपासून मुक्त होते. ते सतत देखील केले जाऊ शकते आणि भांडवली खर्चात किंचित कमी आवश्यकता असते.
जीवाश्म आणि अक्षय कच्च्या मालाची भविष्यातील उपलब्धता आणि किंमती, तसेच अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड्सच्या उत्पादन आणि वापरातील पुढील तांत्रिक प्रगतीचा त्यांच्या बाजारपेठेच्या आकारमानाच्या आणि उत्पादन क्षमतेच्या विकासावर निर्णायक प्रभाव पडण्याची अपेक्षा आहे. अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड्सच्या उत्पादन आणि वापरासाठी आधीच अस्तित्वात असलेले व्यवहार्य तांत्रिक उपाय अशा प्रक्रिया विकसित केलेल्या किंवा आधीच वापरलेल्या कंपन्यांना सर्फॅक्टंट्स बाजारात एक महत्त्वाची स्पर्धात्मक धार देऊ शकतात. कच्च्या तेलाच्या उच्च किमती आणि कमी धान्याच्या किमतींच्या बाबतीत हे विशेषतः खरे आहे. मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक सर्फॅक्टंट्ससाठी निश्चित उत्पादन खर्च निश्चितच सामान्य पातळीवर असल्याने, स्थानिक कच्च्या मालाच्या किमतीत थोडीशी कपात देखील सर्फॅक्टंट्स वस्तूंच्या बदलीला प्रोत्साहन देऊ शकते आणि अल्काइल पॉलीग्लुकोसाइड्ससाठी नवीन उत्पादन संयंत्रे स्थापित करण्यास स्पष्टपणे प्रोत्साहन देऊ शकते.
पोस्ट वेळ: जुलै-११-२०२१