D-glukosa lehengai gisa erabiliz transglikosidazio prozesuak.

Fischer glikosidazioa da sintesi kimikoaren metodo bakarra, alkil poliglukosidoen ekoizpen handian gaur egungo irtenbide ekonomiko eta teknikoki hobetuak garatzea ahalbidetu duena. 20.000 t/urte baino gehiagoko ahalmena duten ekoizpen-instalazioak gauzatu dira dagoeneko, eta gainazal-aktiboen industriaren produktu-sorta handitzen dute lehengai berriztagarrietan oinarritutako gainazal-aktiboekin. D-Glukosa eta C8-C16 gantz-alkohol linealak lehengai hobetsiak direla frogatu da. Produktu hauek gainazal-aktiboko alkil poliglukosido bihur daitezke Fischer glikosilazio zuzenaren bidez edo butil poliglukosidoaren bi urratseko transglikosidoen bidez, azido katalizatzaile baten aurrean, ura azpiproduktu gisa erabiliz. Ura erreakzio-nahastetik destilatu behar da erreakzio-oreka nahi den produkturantz aldatzeko. Glikosilazio-prozesuan, erreakzio-nahastearen ez-homogeneitateak saihestu behar dira, polidextrosa deritzonaren gehiegizko eraketa eragin baitezakete, eta hori oso desiragarria ez dena. Beraz, estrategia tekniko askok n-glukosa eta alkohola diren produktu homogeneoetan jartzen dute arreta, nahasteko zailak direnak polaritate desberdinak dituztelako. Erreakzioan zehar, lotura glikosidikoak sortzen dira bai alkohol gantzatsuaren eta n-glukosaren artean, bai n-glukosa unitateen artean. Ondorioz, alkil poliglukosidoak frakzioen nahasketa gisa eratzen dira, kate luzeko alkilo hondarrean glukosa unitate kopuru desberdinekin. Frakzio horietako bakoitza, aldi berean, hainbat osagai isomerikoz osatuta dago, n-glukosa unitateek forma anomeriko eta eraztun forma desberdinak hartzen baitituzte oreka kimikoan Fischer glikosidazioan zehar, eta D-glukosa unitateen arteko lotura glikosidikoak hainbat lotura-posizio posibletan gertatzen baitira. D-glukosa unitateen anomero-erlazioa gutxi gorabehera α/β= 2:1 da, eta zaila dirudi Fischer sintesiaren baldintza deskribatuetan eragitea. Termodinamikoki kontrolatutako baldintzetan, produktu-nahastean dauden n-glukosa unitateak piranosido moduan existitzen dira nagusiki. Alkilo hondar bakoitzeko glukosa unitate normalen batez besteko kopurua, polimerizazio maila deritzona, funtsean fabrikazio prozesuan zehar eduktuen proportzio molarren araberakoa da. Beren gainazal-aktibo propietate nabarmenak direla eta, 1 eta 3 arteko polimerizazio maila duten alkilo poliglikosidoak bereziki nahiago dira, eta horregatik metodo honetan glukosa normal mol bakoitzeko 3-10 mol gantz alkohol erabili behar dira.

Polimerizazio-maila gutxitzen da gantz-alkoholaren gehiegizko kontsumoa handitzen denean. Gehiegizko gantz-alkohola bereizi eta berreskuratzen da hutsean destilazio-prozesu anitzekoen bidez, erortzen diren film-lurrungailuekin, eta horrek tentsio termikoa minimoan mantentzea ahalbidetzen du. Lurruntze-tenperatura nahikoa altua izan behar da eta eremu beroan kontaktu-denbora nahikoa luzea, gantz-alkoholaren gehiegizko destilazio egokia eta alkil poliglukosido urtuaren fluxua bermatzeko, deskonposizio-erreakzio handirik gertatu gabe. Lurruntze-urrats sorta bat erabil daiteke modu egokian lehenik irakite-puntu baxuko frakzioak bereizteko, gero gantz-alkoholaren kantitate nagusia eta, azkenik, gainerako gantz-alkohola, alkil poliglukosido urtuak uretan disolbagarriak diren hondakin gisa lortu arte.

Gantz-alkoholaren sintesia eta lurrunketa baldintza leunenetan egiten direnean ere, nahi ez den kolore marroia gertatzen da, eta horrek zuritzeko prozesuak behar ditu produktuak fintzeko. Egokia dela frogatu den zuritzeko metodo bat oxidatzaileak, hala nola hidrogeno peroxidoa, gehitzea da alkil poliglukosidoen prestakin urtsuei, ingurune alkalinoan, magnesio ioien aurrean.

Sintesian, prozesamenduan eta fintzean erabilitako ikerketa eta aldaera anitzek erakusten dute gaur egun ere ez dagoela produktu-maila espezifikoak lortzeko "giltza eskura" irtenbide orokorrik. Aitzitik, prozesuko urrats guztiak landu, elkarri 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, lohi-prozesua eta glukosa elikatzeko teknika – baldintza industrialetan erabil daitezke. Transglikosidazioan zehar, D-glukosa eta butanol erauzleen disolbatzaile gisa jokatzen duen butil poliglukosido tartekoaren kontzentrazioa % 15 inguruan mantendu behar da erreakzio-nahastean, homogeneotasun eza saihesteko. Helburu berarekin, alkil poliglukosidoen Fischer sintesi zuzenerako erabiltzen den erreakzio-nahastearen uraren kontzentrazioa % 1 baino txikiagoan mantendu behar da. Ur-eduki handiagoetan, D-glukosa kristalino esekia masa itsaskor bihurtzeko arriskua dago, eta horrek, ondoren, prozesamendu txarra eta gehiegizko polimerizazioa eragingo luke. Nahasketa eta homogeneizazio eraginkorrak D-glukosa kristalinoaren banaketa fina eta erreaktibotasuna sustatzen ditu erreakzio-nahastean.

Sintesi-metodoa eta haren aldaera sofistikatuagoak hautatzerakoan, faktore teknikoak eta ekonomikoak kontuan hartu behar dira. D-glukosa-jarabeetan oinarritutako transglikosidazio-prozesu homogeneoak bereziki egokiak dirudite eskala handiko ekoizpen jarraituarentzat. Balio-erantsi katean D-glukosa lehengaiaren kristalizazioan aurrezpen iraunkorrak ahalbidetzen dituzte, eta horrek transglikosidazio-urratsean eta butanolaren berreskurapenean egindako inbertsio handiagoak konpentsatzen ditu. N-butanolaren erabilerak ez du beste desabantailarik, ia erabat birziklatu baitaiteke, eta, beraz, berreskuratutako azken produktuetan dauden hondar-kontzentrazioak milioiko zati gutxi batzuk baino ez dira, eta hori ez-kritikotzat har daiteke. Lohi-prozesuaren edo glukosa-elikaduraren teknikaren araberako Fischer glikosidazio zuzenak transglikosidazio-urratsa eta butanolaren berreskurapena baztertzen ditu. Jarraian ere egin daiteke eta kapital-gastu apur bat txikiagoa eskatzen du.

Etorkizuneko lehengai fosil eta berriztagarrien erabilgarritasunak eta prezioek, baita alkil poliglukosidoen ekoizpenean eta aplikazioan egindako aurrerapen teknikoek ere, eragin erabakigarria izango dutela espero da azken horien merkatu-bolumenaren eta ekoizpen-ahalmenen garapenean. Alkil poliglukosidoen ekoizpenerako eta erabilerarako dagoeneko dauden irtenbide tekniko bideragarriek lehiakortasun-abantaila garrantzitsua eman diezaiekete gainazal-aktiboen merkatuan prozesu horiek garatu dituzten edo dagoeneko erabiltzen dituzten enpresei. Hori bereziki egia da petrolio gordinaren prezio altua eta zerealen prezio baxua denean. Fabrikazio-kostu finkoak ohiko mailan daudenez industria-gainazal-aktiboetarako, bertako lehengaien prezioen murrizketa txikiek ere gainazal-aktiboen produktuen ordezkapena bultzatu dezakete eta argi eta garbi bultzatu dezakete alkil poliglukosidoen ekoizpen-instalazio berriak instalatzea.