Υπάρχουν διάφορες μέθοδοι για την παρασκευή αλκυλοπολυγλυκοζιτών ή μειγμάτων αλκυλοπολυγλυκοζιτών. Διάφορες συνθετικές μέθοδοι κυμαίνονται από στερεοτακτικές συνθετικές οδούς χρησιμοποιώντας προστατευτικές ομάδες (καθιστώντας τις ενώσεις εξαιρετικά επιλεκτικές) έως μη επιλεκτικές συνθετικές οδούς (ανάμειξη ισομερών με ολιγομερή).
Οποιαδήποτε διαδικασία παραγωγής κατάλληλη για χρήση σε βιομηχανική κλίμακα πρέπει να πληροί διάφορα κριτήρια. Είναι πολύ σημαντικό να παράγονται προϊόντα με κατάλληλες ιδιότητες και οικονομικές διαδικασίες. Υπάρχουν και άλλες πτυχές, όπως η ελαχιστοποίηση των παρενεργειών ή των αποβλήτων και των εκπομπών. Η τεχνολογία που χρησιμοποιείται θα πρέπει να είναι ευέλικτη, ώστε η απόδοση και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του προϊόντος να μπορούν να προσαρμοστούν στις απαιτήσεις της αγοράς.
Στη βιομηχανική παραγωγή αλκυλοπολυγλυκοζιτών, μια διαδικασία που βασίζεται στη σύνθεση Fischer έχει σημειώσει επιτυχία. Η ανάπτυξή τους ξεκίνησε πριν από περίπου 20 χρόνια και έχει επιταχυνθεί την τελευταία δεκαετία. Η ανάπτυξη κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου επέτρεψε στη μέθοδο σύνθεσης να γίνει πιο αποτελεσματική και τελικά ελκυστική για βιομηχανικές εφαρμογές. Οι βελτιστοποιήσεις λειτουργούν, ιδιαίτερα στη χρήση αλκοολών μακράς αλυσίδας όπως η δωδεκανόλη/τετραδεκανόλη.
(C12-14-OH), έχουν βελτιώσει σημαντικά την ποιότητα του προϊόντος και την οικονομία της διαδικασίας. Η σύγχρονη μονάδα παραγωγής που βασίζεται στη σύνθεση Fischer αποτελεί την ενσάρκωση της τεχνολογίας χαμηλών αποβλήτων και μηδενικών εκπομπών. Ένα άλλο πλεονέκτημα της σύνθεσης Fischer είναι ότι ο μέσος βαθμός πολυμερισμού των προϊόντων μπορεί να ελεγχθεί σε ένα ευρύ φάσμα ακρίβειας. Επομένως, σχετικές ιδιότητες, όπως η υδροφιλικότητα/διαλυτότητα στο νερό, μπορούν να προσαρμοστούν ώστε να ανταποκρίνονται στις απαιτήσεις. Επιπλέον, η βάση των πρώτων υλών δεν επηρεάζεται πλέον από την άνυδρη γλυκόζη.
1. Πρώτες ύλες για την παραγωγή αλκυλοπολυγλυκοζιτών
1.1 Λιπαρές αλκοόλες
Οι λιπαρές αλκοόλες μπορούν να ληφθούν από πετροχημικές πρώτες ύλες (συνθετικές λιπαρές αλκοόλες) ή από φυσικούς, ανανεώσιμους πόρους όπως λίπη και έλαια (φυσικές λιπαρές αλκοόλες). Μείγματα λιπαρών αλκοολών χρησιμοποιούνται στη σύνθεση αλκυλογλυκοζιτών για τη δημιουργία του υδρόφοβου μέρους του μορίου. Οι φυσικές λιπαρές αλκοόλες λαμβάνονται με μετεστεροποίηση και διαχωρισμό λίπους και γράσου (τριγλυκεριδίου) για να σχηματίσουν τον αντίστοιχο μεθυλεστέρα λιπαρού οξέος και υδρογονώνονται. Ανάλογα με το μήκος της αλκυλικής αλυσίδας της λιπαρής αλκοόλης που απαιτείται, τα κύρια συστατικά είναι έλαια και λίπη: έλαιο καρύδας ή φοινικοπυρήνα για τη σειρά C12-14 και έλαιο λίπους, φοινικέλαιο ή κραμβέλαιο για τις λιπαρές αλκοόλες C16-18.
1.2 Πηγή υδατανθράκων
Το υδρόφιλο τμήμα του μορίου αλκυλοπολυγλυκοζίτη προέρχεται από έναν υδατάνθρακα.
Οι μακρομοριακοί υδατάνθρακες και οι μονομερείς υδατάνθρακες βασίζονται στο άμυλο
καλαμπόκι, σιτάρι ή πατάτα και μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως πρώτες ύλες για την παρασκευή αλκυλογλυκοζιτών. Για παράδειγμα, οι πολυμερείς υδατάνθρακες περιλαμβάνουν χαμηλά επίπεδα αποικοδόμησης αμύλου ή σιροπιού γλυκόζης, ενώ οι μονομερείς υδατάνθρακες μπορούν να είναι οποιαδήποτε μορφή γλυκόζης, όπως άνυδρη γλυκόζη, μονοένυδρη γλυκόζη ή σιρόπι γλυκόζης υψηλής αποικοδόμησης.
Η επιλογή των πρώτων υλών επηρεάζει όχι μόνο το κόστος των πρώτων υλών, αλλά και το κόστος παραγωγής.
Γενικά, το κόστος των πρώτων υλών αυξάνεται με την ίδια σειρά αμύλου/σιροπιού γλυκόζης/μονοένυδρης γλυκόζης/γλυκόζης χωρίς νερό, ενώ οι απαιτήσεις σε εξοπλισμό εργοστασίου και, κατά συνέπεια, το κόστος παραγωγής μειώνονται με την ίδια σειρά. (Σχήμα 1)
Ώρα δημοσίευσης: 28 Σεπτεμβρίου 2020