Fisheri sünteesil põhineva alküülglükosiidide tootmistehase konstruktsiooninõuded sõltuvad suuresti kasutatud süsivesikute tüübist ja kasutatava alkoholi ahela pikkusest.Esmalt hakati tootma oktanooli/dekanooli ja dodekanooli/tetradekanooli baasil vees lahustuvate alküülglükosiidide tootmist. .Eraldi käsitletakse alküülpolüglükosiide, mis antud DP korral on kasutatava alkoholi tõttu vees lahustumatud (C-aatomite arv alküülrühmas ≥16).
Alküülpolüglükosiidi sünteesi tingimustes, mida katalüüsib hape, tekivad sekundaarsed tooted, nagu polüglükoosieeter ja värvilised lisandid. Polüglükoos on amorfne aine, mis moodustub sünteesiprotsessi käigus glükosüüli polümerisatsioonil. Sekundaarse reaktsiooni tüüp ja kontsentratsioon sõltuvad protsessi parameetritest. , nagu temperatuur, rõhk, reaktsiooniaeg, katalüsaator jne.Viimastel aastatel tööstusliku alküülpolüglükosiidide tootmise arendamise käigus lahendatud probleemidest on minimeerida sünteesiga seotud sekundaarsete saaduste teket.
Üldiselt on kõige vähem tootmisprobleeme lühikese ahelaga alkoholipõhistel (C8/10-OH) ja madala DP-ga (suure alkoholi üledoosiga) alküülglükosiididel.Reaktsioonifaasis alkoholi liigsisalduse suurenemisega sekundaarsete saaduste tootmine väheneb.See vähendab termilist stressi ja eemaldab pürolüüsiproduktide moodustumise ajal liigse alkoholi.
Fisheri glükosiidimist võib kirjeldada kui protsessi, mille käigus glükoos reageerib esimeses etapis suhteliselt kiiresti ja saavutatakse oligomeeride tasakaal. Sellele etapile järgneb alküülglükosiidide aeglane lagunemine. Lagundamise protsess hõlmab selliseid etappe nagu dealküleerimine ja polümerisatsioon, mis suurenenud kontsentratsioonid, moodustab pöördumatult termodünaamiliselt stabiilsema polüglükoosi.Optimaalset reaktsiooniaega ületavat reaktsioonisegu nimetatakse ülereageerimiseks.Kui reaktsioon lõpetatakse enneaegselt, sisaldab tekkiv reaktsioonisegu suures koguses glükoosi jääkaineid.
Alküülglükosiidi toimeainete kadu reaktsioonisegus on hästi seotud polüglükoosi moodustumisega.Ülemäärase reaktsiooni korral muutub reaktsioonisegu polüglükoosi sadestamisel järk-järgult uuesti mitmefaasiliseks. Seetõttu mõjutab reaktsiooni lõppemise aeg tõsiselt toote kvaliteeti ja saagist. Alustades tahkest glükoosist, on sekundaarsetes saadustes alküülglükosiidid. väiksema sisaldusega, võimaldades teised polaarsed komponendid (polüglükoos) ja ülejäänud süsivesikud välja filtreerida reaktiivsest segust, mis pole kunagi täielikult reageerinud.
Optimeeritud protsessis on eeterdamisprodukti kontsentratsioon suhteliselt madal (sõltub reaktsiooni temperatuurist, ajast, katalüsaatori tüübist ja kontsentratsioonist jne).
Joonisel 4 on kujutatud dekstroosi ja rasvalkoholi (C12/14-OH) otsese reaktsiooni tüüpiline kulg.

Reaktsiooniparameetrite temperatuur ja rõhk on Fischeri glükatsioonireaktsioonis üksteisega tihedalt seotud. Madala sekundaarproduktiga alküülpolüglükosiidide tootmiseks tuleb rõhk ja temperatuur üksteisega kohandada ning neid rangelt kontrollida.
Alküülpolüglükosiidid, mille sekundaarsed saadused on madalad, mis on põhjustatud atsetaliseerimise madalatest reaktsioonitemperatuuridest (℃ 100 ℃).Madalatel temperatuuridel on aga suhteliselt pikad reaktsiooniajad (olenevalt alkoholi ahela pikkusest) ja madalad reaktori eriefektiivsused.Suhteliselt kõrged reaktsioonitemperatuurid (＞100 ℃, tavaliselt 110-120 ℃) ​​võivad põhjustada süsivesikute värvimuutusi.Eemaldades reaktsioonisegust madalama keemistemperatuuriga reaktsioonisaadused (vesi otseses sünteesis, lühikese ahelaga alkoholid transatsetaliseerimisprotsessis), nihkub atsetaliseerimise tasakaal produkti poolele.Kui ajaühikus tekib suhteliselt suur kogus vett, näiteks kõrge reaktsioonitemperatuuri tõttu, tuleb ette näha selle vee tõhus eemaldamine reaktsioonisegust.See minimeerib sekundaarseid reaktsioone (eriti polüdekstroosi moodustumist), mis toimuvad vee juuresolekul.Reaktsioonietapi aurustumisefektiivsus ei sõltu mitte ainult rõhust, vaid ka aurustumisalast jne.Tüüpilised reaktsioonirõhud transatsetaliseerimise ja otsese sünteesi variantides on vahemikus 20 kuni 100 mbar.
Teine oluline optimeerimise tegur on selektiivsete katalüsaatorite väljatöötamine glükosiidimisprotsessis, mis pärsib näiteks polüglükoosi moodustumist ja eeterdamist.Nagu juba mainitud, katalüüsivad Fischeri sünteesis atsetaali või pöördatsetaali happed.Põhimõtteliselt iga piisava tugevusega hape sobib selleks otstarbeks, nagu väävelhape, p-tolueen ja alküülbenseensulfoonhape ja sulfoon-mervaikhape.Reaktsiooni kiirus sõltub happesusest ja happe kontsentratsioonist alkoholis.Sekundaarsed reaktsioonid, mida võivad katalüüsida ka happed ( nt polüglükoosi moodustumine) esineb peamiselt reaktsioonisegu polaarses faasis (jälgvesi) ja alküülahelad, mida saab redutseerida hüdrofoobsete hapete (nt alküülbenseensulfoonhape) kasutamisega, lahustuvad peamiselt reaktsioonisegu vähempolaarses faasis. reaktsioonisegu.
Pärast reaktsiooni neutraliseeritakse happekatalüsaator sobiva alusega, nagu naatriumhüdroksiid ja magneesiumoksiid. Neutraliseeritud reaktsioonisegu on kahvatukollane lahus, mis sisaldab 50 kuni 80 protsenti rasvalkohole.Kõrge rasvalkoholisisaldus on tingitud süsivesikute ja rasvalkoholide molaarsuhtest.Seda suhet reguleeritakse tööstuslike alküülpolüglükosiidide spetsiifilise DP saamiseks ja see on tavaliselt vahemikus 1:2 kuni 1:6.
Üleliigne rasvalkohol eemaldatakse vaakumdestilleerimisega.Olulised piirtingimused hõlmavad järgmist:
– Rasvalkoholi jääksisaldus tootes peab olema<1%, sest muu
lahustuvus ja lõhn on ebasoodsalt mõjutatud.
- Soovimatute pürolüüsiproduktide või värvimuutuskomponentide moodustumise minimeerimiseks tuleb sihtprodukti termiline pinge ja viibimisaeg hoida võimalikult madalal sõltuvalt alkoholi ahela pikkusest.
- Monoglükosiidi ei tohi destillaati sattuda, sest destillaat läheb reaktsioonis ringlusse puhta rasvalkoholina.
Dodekanooli/tetradekanooli puhul kasutatakse neid nõudeid liigsete rasvalkoholide eemaldamiseks, mis on mitmeastmelise destilleerimisega suures osas rahuldavad.Oluline on märkida, et kui rasvalkoholide sisaldus väheneb, suureneb viskoossus oluliselt.See kahjustab ilmselgelt soojus- ja massiülekannet viimases destilleerimisfaasis.
Seetõttu on eelistatud õhukesed või lühiajalised aurustid.Nendes aurustites tagab mehaaniliselt liikuv kile aurustamisest kõrgema efektiivsuse ja lühema toote viibimisaja ning hea vaakumi.Lõppsaadus pärast destilleerimist on peaaegu puhas alküülpolüglükosiid, mis akumuleerub tahke ainena sulamistemperatuuriga 70 ℃ kuni 150 ℃.Alküülsünteesi peamised protsessietapid on kokku võetud joonisel 5.

Olenevalt kasutatavast tootmisprotsessist koguneb alküülpolüglükosiidi tootmisel üks või kaks alkoholitsükli voolu;liigsed rasvalkoholid, samas kui lühikese ahelaga alkoholid saab peaaegu täielikult kätte.Neid alkohole võib järgmistes reaktsioonides uuesti kasutada.Puhastamise vajadus või puhastamisetappide läbiviimise sagedus sõltub alkoholis kogunenud lisanditest.See sõltub suuresti eelnevate protsessietappide kvaliteedist (näiteks reaktsioon, alkoholi eemaldamine).
Pärast rasvalkoholi eemaldamist lahustatakse alküülpolüglükosiidi toimeaine otse vees, nii et moodustub väga viskoosne 50-70% alküülpolüglükosiidpasta.Järgmistes rafineerimisetappides töödeldakse sellest pastast rahuldava kvaliteediga toode vastavalt jõudlusnõuetele.Need rafineerimisetapid võivad hõlmata toote pleegitamist, toote omaduste, näiteks pH väärtuse ja toimeaine sisalduse reguleerimist ning mikroobset stabiliseerimist.Patendikirjanduses on palju näiteid redutseerivast ja oksüdatiivsest pleegitusest ning kaheastmelistest oksüdatiivse pleegitamise ja redutseeriva stabiliseerimise protsessidest.Nende protsessietappide pingutused ja seega ka kulud teatud kvaliteediomaduste (nt värvi) saamiseks sõltuvad jõudlusnõuetest, lähtematerjalidest, nõutavast DP-st ja protsessietappide kvaliteedist.
Joonis 6 illustreerib pika ahelaga alküülpolüglükosiidide (C12/14 APG) tööstuslikku tootmisprotsessi otsese sünteesi teel.