Fisher sentezine dayalı bir alkil glikozit üretim tesisinin tasarım gereksinimleri, büyük ölçüde kullanılan karbonhidratın türüne ve kullanılan alkolün zincir uzunluğuna bağlıdır. Oktanol/dekanol ve dodekanol/tetradekanol bazlı suda çözünür alkil glikozitlerin üretimi ilk kez tanıtıldı . Belirli bir DP için, kullanılan alkol (alkil chian'daki C atomu sayısı≥16) nedeniyle suda çözünmeyen alkil poliglikozidler ayrı olarak ele alınır.
Asitle katalize edilen alkil poliglikozit sentezi koşulu altında, poliglikoz eter ve renkli safsızlıklar gibi ikincil ürünler üretilir. Poliglikoz, sentez işlemi sırasında glikosil polimerizasyonuyla oluşan amorf bir maddedir. İkincil reaksiyonun türü ve konsantrasyonu, işlem parametrelerine bağlıdır. sıcaklık, basınç, reaksiyon süresi, katalizör vb. gibi. Endüstriyel alkil poliglikozit üretiminin son yıllarda gelişmesiyle çözülen sorunlardan biri de sentezle ilgili ikincil ürünlerin oluşumunu en aza indirmektir.
Genel olarak, kısa zincirli alkol bazlı (C8/10-OH) ve düşük DP'li (yüksek alkol doz aşımı) alkil glikozitler en az üretim problemine sahiptir. Reaksiyon aşamasında aşırı alkolün artmasıyla birlikte ikincil ürünlerin üretimi azalır. Isıl stresi azaltır ve piroliz ürünlerinin oluşumu sırasında fazla alkolü giderir.
Fisher glikozidasyonu, ilk aşamada glikozun nispeten hızlı reaksiyona girdiği ve oligomer dengesinin sağlandığı bir işlem olarak tanımlanabilir. Bu adımı, alkil glikozitlerin yavaş bir bozunması takip eder. Bozunma işlemi, Dealkilasyon ve polimerizasyon gibi adımları içerir. artan konsantrasyonlar, geri dönüşümsüz olarak termodinamik olarak daha stabil bir poliglikoz oluşturur. Optimum reaksiyon süresini aşan reaksiyon karışımına aşırı reaksiyon denir. Reaksiyon zamanından önce sonlandırılırsa, ortaya çıkan reaksiyon karışımı büyük miktarlarda artık glikoz içerir.
Reaksiyon karışımındaki alkil glikozit aktif maddelerinin kaybı, poliglikoz oluşumu ile iyi bir ilişkiye sahiptir. Aşırı reaksiyon durumunda reaksiyon karışımı poliglikozun çökelmesiyle yavaş yavaş tekrar polifaz haline gelir. Bu nedenle reaksiyonun sonlanma süresi ürün kalitesi ve ürün verimini ciddi şekilde etkiler. Katı glikozdan başlayarak ikincil ürünlerdeki alkil glikozitler içeriği daha düşük olup, diğer polar bileşenlerin (poliglikoz) ve kalan karbonhidratların hiçbir zaman tam olarak reaksiyona girmemiş reaktif karışımdan filtrelenmesine olanak tanır.
Optimize edilmiş proseste, eterleşme ürünü konsantrasyonu nispeten düşüktür (reaksiyon sıcaklığına, zamana, katalizör tipine ve konsantrasyona vb. bağlı olarak).
Şekil 4, dekstroz ve yağ alkolünün (C12/14-OH) doğrudan reaksiyonunun tipik seyrini göstermektedir.

fischer glikasyon reaksiyonunda reaksiyon parametrelerinin sıcaklığı ve basıncı birbiriyle yakından ilişkilidir. Düşük ikincil ürünlere sahip alkil poliglikozitler üretmek için basınç ve sıcaklığın birbirine uyarlanması ve sıkı bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.
Asetalizasyonda düşük reaksiyon sıcaklıklarının (<100°C) neden olduğu ikincil ürünlerde düşük alkil poliglikozitler. Bununla birlikte, düşük sıcaklıklar nispeten uzun reaksiyon sürelerine (alkolün zincir uzunluğuna bağlı olarak) ve düşük spesifik reaktör verimliliğine neden olur. Nispeten yüksek reaksiyon sıcaklıkları (>100°C, tipik olarak 110-120°C) karbonhidratların renginde değişikliklere yol açabilir. Düşük kaynama noktalı reaksiyon ürünlerinin (doğrudan sentezde su, transasetalizasyon işleminde kısa zincirli alkoller) reaksiyon karışımından çıkarılmasıyla, asetalizasyon dengesi ürün tarafına kaydırılır. Örneğin yüksek reaksiyon sıcaklıkları nedeniyle birim zaman başına nispeten büyük miktarda su üretiliyorsa, bu suyun reaksiyon karışımından etkili bir şekilde uzaklaştırılması için hazırlık yapılması gerekir. Bu, suyun varlığında meydana gelen ikincil reaksiyonları (özellikle polidekstroz oluşumunu) en aza indirir. Bir reaksiyon aşamasının buharlaşma verimliliği yalnızca basınca değil aynı zamanda buharlaşma alanına vb. de bağlıdır. Transasetalizasyon ve doğrudan sentez varyantlarındaki tipik reaksiyon basınçları 20 ila 100 mbar arasındadır.
Bir diğer önemli optimizasyon faktörü, glikozidasyon prosesinde seçici katalizörlerin geliştirilmesi, böylece örneğin poliglikoz oluşumunun ve eterleşmenin engellenmesidir. Daha önce de belirtildiği gibi, Fischer sentezinde asetal veya ters asetal asitler tarafından katalize edilir. Prensip olarak, yeterli kuvvete sahip herhangi bir asit, sülfürik asit, p-toluen ve alkil benzensülfonik asit ve sülfonik süksinik asit gibi bu amaç için uygundur. Reaksiyon hızı asitliğe ve alkol içindeki asit konsantrasyonuna bağlıdır. Asitler tarafından da katalize edilebilen ikincil reaksiyonlar ( örneğin poliglikoz oluşumu) öncelikle reaksiyon karışımının polar fazında (eser su) meydana gelir ve hidrofobik asitlerin (örneğin alkil benzensülfonik asit) kullanımıyla indirgenebilen alkil zincirleri öncelikle reaksiyonun daha az polar fazında çözülür. reaksiyon karışımı.
Reaksiyonun ardından asit katalizörü, sodyum hidroksit ve magnezyum oksit gibi uygun bir bazla nötrleştirilir. Nötrleştirilmiş reaksiyon karışımı, yüzde 50 ila 80 yağlı alkol içeren soluk sarı bir çözeltidir. Yüksek yağlı alkol içeriği, karbonhidratların yağ alkollerine olan molar oranından kaynaklanmaktadır. Bu oran, endüstriyel alkil poliglikozitler için spesifik bir DP elde etmek üzere ayarlanır ve genellikle 1:2 ile 1:6 arasındadır.
Fazla yağ alkolü vakumlu damıtma yoluyla çıkarılır. Önemli sınır koşulları şunları içerir:
– Üründeki kalıntı yağ alkolü içeriği mutlaka kontrol edilmelidir.<%1 çünkü diğer
çözünürlük ve koku olumsuz etkilenir.
- İstenmeyen piroliz ürünlerinin veya renk değiştiren bileşenlerin oluşumunu en aza indirmek için, hedef ürünün termal gerilimi ve kalış süresi, alkolün zincir uzunluğuna bağlı olarak mümkün olduğu kadar düşük tutulmalıdır.
- Distilat reaksiyonda saf yağ alkolü olarak geri dönüştürüldüğü için distilat içerisine hiçbir monoglikozid girmemelidir.
Dodekanol/tetradekanol durumunda bu gereksinimler, çok aşamalı damıtma yoluyla büyük ölçüde tatmin edici olan fazla yağlı alkollerin uzaklaştırılması için kullanılır. Yağlı alkollerin içeriği azaldıkça viskozitenin önemli ölçüde arttığına dikkat etmek önemlidir. Bu açıkça son damıtma aşamasında ısı ve kütle transferini bozar.
Bu nedenle ince veya kısa menzilli evaporatörler tercih edilir. Bu evaporatörlerde, mekanik olarak hareket eden film, daha yüksek buharlaştırma verimliliği ve daha kısa ürün kalma süresinin yanı sıra iyi bir vakum sağlar. Damıtmadan sonraki son ürün, erime noktası 70°C ile 150°C arasında olan bir katı halinde biriken neredeyse saf bir alkil poliglikozittir. Alkil sentezinin ana işlem adımları Şekil 5'te özetlenmiştir.

Kullanılan üretim prosesine bağlı olarak alkil poliglikozit üretiminde bir veya iki alkol döngüsü akışı birikir; aşırı yağlı alkoller, kısa zincirli alkoller ise neredeyse tamamen geri kazanılabilir. Bu alkoller sonraki reaksiyonlarda yeniden kullanılabilir. Saflaştırma ihtiyacı veya saflaştırma adımlarının gerçekleştirilme sıklığı, alkolde biriken safsızlıklara bağlıdır. Bu büyük ölçüde önceki işlem adımlarının kalitesine bağlıdır (örneğin reaksiyon, alkolün uzaklaştırılması).
Yağlı alkolün çıkarılmasından sonra, alkil poliglikozit aktif maddesi doğrudan su içinde çözülür, böylece yüksek viskoziteye sahip %50 ila 70'lik bir alkil poliglikozit macunu oluşturulur. Daha sonraki arıtma adımlarında bu macun, performansla ilgili gereksinimlere uygun olarak tatmin edici kalitede bir ürün haline getirilir. Bu rafinasyon adımları, ürünün ağartılmasını, Ph değeri ve aktif madde içeriği gibi ürün özelliklerinin ayarlanmasını ve mikrobiyal stabilizasyonu içerebilir. Patent literatüründe indirgeyici ve oksidatif ağartma ile iki aşamalı oksidatif ağartma ve indirgeyici stabilizasyon işlemlerinin birçok örneği bulunmaktadır. Renk gibi belirli kalite özelliklerini elde etmek için bu işlem adımlarına dahil edilen çaba ve dolayısıyla maliyet, performans gerekliliklerine, başlangıç ​​malzemelerine, gereken DP'ye ve işlem adımlarının kalitesine bağlıdır.
Şekil 6, uzun zincirli alkil poliglikozidler (C12/14 APG) için doğrudan sentez yoluyla endüstriyel üretim sürecini göstermektedir.