Transglikosidazio prozesuak D-glukosa lehengai gisa erabiliz.

Fischer glikosidazioa alkil poliglukosidoen eskala handian ekoizteko gaur egungo irtenbide ekonomiko eta teknikoki perfekzionatuak garatzea ahalbidetu duen sintesi kimikoko metodo bakarra da. Dagoeneko 20.000 t/urtetik gorako edukiera duten produkzio-instalazioak egin dira eta surfaktanteen industriako produktu-sorta handitzen dute lehengai berriztagarrietan oinarritutako gainazal-aktiboekin. D-glukosa eta C8-C16 gantz-alkohol linealak frogatu dira lehengaiak direla. Eduktu hauek alkil poliglikosido gainazal aktiboak bihur daitezke Fischer glikosilazio zuzenaren bidez edo butil poliglikosidoaren bi urratseko transglukosidoen bidez, katalizatzaile azido baten aurrean, ura azpiproduktu gisa. Erreakzio-nahastetik ura destilatu behar da erreakzio-oreka nahi den produkturantz aldatzeko. Glikosilazio-prozesuan, erreakzio-nahastearen homogeneotasunak saihestu behar dira, polidextrosa deritzonaren gehiegizko eraketa ekar dezaketelako, oso desiragarria dena. Hori dela eta, estrategia tekniko asko n-glukosa eta alkohola eduktu homogeneoetan zentratzen dira, nahasten zailak diren polaritate ezberdinengatik. Erreakzioan zehar, lotura glikosidikoak sortzen dira bai gantz-alkoholaren eta n-glukosaren artean, bai n-glukosa-unitateen artean. Alkil-poliglukosidoak, ondorioz, kate luzeko alkil-hondakinean glukosa-unitate kopuru desberdinak dituzten frakzioen nahaste gisa sortzen dira. Zatiki horietako bakoitza, hainbat osagai isomerikoz osatuta dago, n-glukosa-unitateek forma anomeriko eta eraztun-forma desberdinak hartzen baitituzte oreka kimikoan Fischer-en glikosidazioan eta D-glukosa-unitateen arteko lotura glikosidikoak lotura-posizio posible batzuetan gertatzen dira. . D-glukosa-unitateen anomero-erlazioa α/β＝ 2: 1 da gutxi gorabehera eta zaila dirudi Fischer-en sintesiaren baldintzapean eragitea. Termodinamikoki kontrolatutako baldintzetan, produktu-nahasketan dauden n-glukosa-unitateak piranosidoen moduan daude nagusiki. Alkil-hondakin bakoitzeko glukosa-unitate normalen batez besteko kopurua, polimerizazio-maila deritzona, funtsean, fabrikazio-prozesuan zehar eduktuen erlazio molar-erlazioaren funtzioa da. Bere propietate surfaktante nabarmenak direla eta, 1 eta 3 arteko polimerizazio-maila duten alkil-poliglikosidoak bereziki hobetsi dira, horregatik 3-10 mol alkohol gantz inguru erabili behar dira metodo honetan glukosa normal mol bakoitzeko.

Polimerizazio-maila gutxitzen da gantz-alkoholaren gehiegizko gehikuntzarekin. Soberan dagoen gantz-alkohola bereizten eta berreskuratzen da, fase anitzeko hutsean destilazio-prozesuen bidez, erortzen diren film-lurrungailuekin, estres termikoa ahalik eta gutxien mantentzea ahalbidetzen dutenak. Lurruntze-tenperaturak nahikoa altua izan behar du eta gune beroan kontaktu-denbora nahikoa luzea izan behar du gantz-alkoholaren gehiegizko destilazio egokia eta alkil-poliglukosidoen urtuaren fluxua, deskonposizio-erreakzio handirik gertatu gabe. Irakite baxuko frakzioak lehenik, gero gantz-alkohol kantitate nagusia eta, azkenik, gainerako gantz-alkohola bereizteko, lurruntze-pauso batzuk erabil daitezke, alkil-poliglukosidoa urtu arte, ur disolbagarrien hondakin gisa lortu arte.

Gantz-alkoholaren sintesia eta lurrunketa baldintza leunenetan egiten direnean ere, nahi ez den kolore marroia gertatzen da, produktuak fintzeko zuritzeko prozesuak eskatuz. Egokia frogatu den zuritzeko metodo bat, hidrogeno peroxidoa bezalako oxidatzaileak gehitzea da alkil-poliglukosidoen ur-prestaketari euskarri alkalinoan magnesio ioien presentzian.

Sintesi, lanketa eta fintze garaian erabilitako hainbat ikerketek eta aldaerek erakusten dute gaur egun oraindik ez dagoela produktu-kalifikazio zehatzak lortzeko "giltza eskuan" soluzio orokorrik. Aitzitik, prozesuko urrats guztiak landu, elkarren artean egokitu eta optimizatu behar dira. Kapitulu honek iradokizunak eman ditu eta irtenbide teknikoak asmatzeko modu praktiko batzuk deskribatu ditu, baita erreakzioak, bereizketa eta fintze prozesuak egiteko baldintza kimiko eta fisiko estandarrak adierazi ere.

Hiru prozesu nagusiak -transglikosidazio homogeneoa, minda-prozesua eta glukosaren elikadura-teknika-baldintza industrialetan erabil daitezke. Transglukosidazioan, tarteko butil poliglukosidoaren kontzentrazioa, D-glukosaren eta butanolaren eduktuen solubilizatzaile gisa jarduten duena, % 15 inguru mantendu behar da erreakzio-nahastean, homogeneotasunak saihesteko. Xede bererako, alkil poliglukosidoen Fischer zuzeneko sintesian erabiltzen den erreakzio-nahasketaren ur-kontzentrazioa % 1 inguru baino gutxiagoan mantendu behar da. Ur-eduki handiagoetan esekitako D-glukosa kristalinoa masa itsatsi bihurtzeko arriskua dago, eta, ondorioz, prozesaketa txarra eta gehiegizko polimerizazioa eragingo luke. Nahaste eta homogeneizazio eraginkorrak D-glukosa kristalinoaren banaketa fina eta erreaktibotasuna sustatzen ditu erreakzio-nahastean.

Faktore teknikoak eta ekonomikoak kontuan hartu behar dira sintesi-metodoa eta haren aldaera sofistikatuagoak aukeratzerakoan. D-glukosa almibarretan oinarritutako transglikosidazio prozesu homogeneoak bereziki mesedegarriak dira eskala handian etengabe produzitzeko. Balio erantsiaren katean D-glukosaren lehengaiaren kristalizazioan betiko aurreztea ahalbidetzen dute, transglikosidazio fasean eta butanolaren berreskurapenean behin-behineko inbertsio handiagoak baino gehiago konpentsatzen dituztenak. N-butanolaren erabilerak ez du beste desabantailarik sortzen, ia erabat birzikla daitekeenez, berreskuratutako azken produktuen hondar-kontzentrazioak milioiko zati batzuk baino ez dira, eta hori ez-kritikotzat har daiteke. Fischer-en glikosidazio zuzenak minda-prozesuaren edo glukosaren elikadura-teknikaren arabera transglukosidazio-pausoa eta butanolaren berreskurapena baztertzen ditu. Etengabe ere egin daiteke eta kapital-gastu apur bat txikiagoa eskatzen du.

Lehengai fosilen eta berriztagarrien etorkizuneko eskuragarritasun eta prezioek, bai eta alkil-poliglukosidoen ekoizpenean eta aplikazioan aurrerapen tekniko gehiago ere, azken horien merkatu-bolumenaren eta ekoizpen-ahalmenaren garapenean eragin erabakigarria izango dutela espero daiteke. Alkil poliglukosidoak ekoizteko eta erabiltzeko dagoeneko existitzen diren soluzio tekniko bideragarriek ezinbesteko lehiakortasuna eman diezaieke surfaktanteen merkatuan prozesu horiek garatu dituzten edo dagoeneko erabiltzen dituzten enpresei. Hori bereziki egia da petrolio gordinaren prezio altua eta zerealaren prezio baxuak direnean. Fabrikazio-kostu finkoak, zalantzarik gabe, industria-surfaktante ontziratuentzako ohiko mailan daudenez, jatorrizko lehengaien prezioen murrizketa txikiek ere surfaktanteen salgaien ordezkapena bultzatu dezakete eta argi eta garbi alkil-poliglukosidoen ekoizpen-planta berriak instalatzea bultzatu dezakete.