Os requisitos de projeto de uma planta de produção de alquil glicosídeo baseada na síntese de Fisher dependem em grande parte do tipo de carboidrato usado e do comprimento da cadeia do álcool usado. A produção de alquil glicosídeos solúveis em água com base em octanol/decanol e dodecanol/tetradecanol foi introduzida pela primeira vez . Alquil poliglicosídeos que, para um determinado DP, são insolúveis em água devido ao álcool utilizado (número de átomos de C no alquil chian≥16) são tratados separadamente.
Sob a condição de síntese de alquil poliglicosídeo catalisada por ácido, são gerados produtos secundários, como éter de poliglicose e impurezas coloridas. A poliglicose é uma substância amorfa formada pela polimerização de glicosil durante o processo de síntese. , como temperatura, pressão, tempo de reação, catalisador, etc. Um dos problemas resolvidos pelo desenvolvimento da produção industrial de alquil poliglicosídeos nos últimos anos é minimizar a formação de produtos secundários relacionados à síntese.
Em geral, alquilglicósidos de cadeia curta à base de álcool (C8/10-OH) e baixo DP (grande overdose de álcool) têm menos problemas de produção. Na fase de reação, com o aumento do excesso de álcool, diminui a produção de produtos secundários. Reduz o estresse térmico e remove o excesso de álcool durante a formação dos produtos de pirólise.
A glicosidação de Fisher pode ser descrita como um processo no qual a glicose reage de forma relativamente rápida na primeira etapa e o equilíbrio do oligômero é alcançado. Esta etapa é seguida por uma lenta degradação dos alquilglicosídeos. concentrações aumentadas, forma irreversivelmente uma poliglicose termodinamicamente mais estável. A mistura de reação que excede o tempo de reação ideal é chamada de reação excessiva. Se a reação for encerrada prematuramente, a mistura de reação resultante contém grandes quantidades de glicose residual.
A perda de substâncias ativas do alquilglicósido na mistura reacional tem uma boa relação com a formação de poliglicose. No caso de reação excessiva, a mistura de reação torna-se gradualmente polifásica novamente através da precipitação de poliglicose. Portanto, a qualidade do produto e o rendimento do produto são seriamente afetados pelo tempo de término da reação. Começando com glicose sólida, os alquil glicosídeos nos produtos secundários são menor em conteúdo, permitindo que os outros componentes polares (poliglicose) e os carboidratos restantes sejam filtrados da mistura reativa que nunca reagiu completamente.
No processo otimizado, a concentração do produto de eterificação é relativamente baixa (dependendo da temperatura de reação, tempo, tipo de catalisador e concentração, etc.).
A Figura 4 mostra o curso típico de uma reação direta de dextrose e álcool graxo (C12/14-OH).

A temperatura e a pressão dos parâmetros de reação estão intimamente relacionadas entre si na reação de glicação de Fischer. Para produzir alquil poliglicosídeos com produtos secundários baixos, a pressão e a temperatura devem ser adaptadas entre si e estritamente controladas.
Alquil poliglicosídeos com baixo teor de produtos secundários causados ​​por baixas temperaturas de reação (<100 ℃) na acetalização. No entanto, baixas temperaturas resultam em tempos de reação relativamente longos (dependendo do comprimento da cadeia do álcool) e baixas eficiências específicas do reator. Temperaturas de reação relativamente altas (>100°C, normalmente 110-120°C) podem levar a mudanças na cor dos carboidratos. Ao remover os produtos de reação de baixo ponto de ebulição (água na síntese direta, álcoois de cadeia curta no processo de transacetalização) da mistura de reação, o equilíbrio de acetalização é deslocado para o lado do produto. Se for produzida uma quantidade relativamente grande de água por unidade de tempo, por exemplo por temperaturas de reacção elevadas, tem de ser tomada providência para a remoção eficaz desta água da mistura reaccional. Isto minimiza as reações secundárias (particularmente a formação de polidextrose) que ocorrem na presença de água. A eficiência de evaporação de uma etapa de reação depende não apenas da pressão, mas também da área de evaporação, etc. As pressões de reação típicas nas variantes de transacetalização e síntese direta estão entre 20 e 100 mbar.
Outro importante fator de otimização é o desenvolvimento de catalisadores seletivos no processo de glicosidação, inibindo assim, por exemplo, a formação de poliglicose e a eterificação. Como já mencionado, o acetal ou acetal reverso na síntese de Fischer é catalisado por ácidos. são adequados para esse fim, como ácido sulfúrico, p-tolueno e ácido alquil benzenossulfônico e ácido sulfônico succínico. A taxa de reação depende da acidez e da concentração do ácido no álcool. Reações secundárias que também podem ser catalisadas por ácidos ( por exemplo, formação de poliglicose) ocorrem principalmente na fase polar (traços de água) da mistura de reação, e cadeias alquílicas que podem ser reduzidas pelo uso de ácidos hidrofóbicos (por exemplo, ácido alquil benzenossulfônico) são dissolvidas principalmente na fase menos polar do mistura de reação.
Após a reação, o catalisador ácido é neutralizado com uma base apropriada, como hidróxido de sódio e óxido de magnésio. A mistura de reação neutralizada é uma solução amarelo pálido contendo 50 a 80 por cento de álcoois graxos. O alto teor de álcool graxo é devido à proporção molar de carboidratos em relação aos álcoois graxos. Esta proporção é ajustada para obter um DP específico para alquil poliglicosídeos industriais e geralmente está entre 1:2 e 1:6.
O excesso de álcool graxo é removido por destilação a vácuo. Condições de contorno importantes incluem:
– O teor residual de álcool graxo no produto deve ser<1% porque outros
a solubilidade e o odor são afetados negativamente.
- Para minimizar a formação de produtos de pirólise indesejados ou componentes descolorantes, a tensão térmica e o tempo de residência do produto alvo devem ser mantidos tão baixos quanto possível, dependendo do comprimento da cadeia do álcool.
- Nenhum monoglicosídeo deve entrar no destilado porque o destilado é reciclado na reação como álcool graxo puro.
No caso do dodecanol/tetradecanol, esses requisitos são utilizados para a remoção do excesso de álcoois graxos, que são amplamente satisfatórios por meio de ditilação em vários estágios. É importante notar que à medida que o teor de álcoois graxos diminui, a viscosidade aumenta significativamente. Isto obviamente prejudica a transferência de calor e massa na fase final da destilação.
Portanto, são preferidos evaporadores finos ou de curto alcance. Nestes evaporadores, o filme em movimento mecânico proporciona maior eficiência de evaporação e menor tempo de residência do produto, bem como bom vácuo. O produto final após a destilação é um alquil poliglicosídeo quase puro, que se acumula como um sólido com ponto de fusão de 70°C a 150°C. As principais etapas do processo de síntese de alquil estão resumidas na Figura 5.

Dependendo do processo de fabricação utilizado, um ou dois fluxos do ciclo do álcool se acumulam na produção do alquil poliglicosídeo; excesso de álcoois graxos, enquanto os álcoois de cadeia curta podem ser quase completamente recuperados. Esses álcoois podem ser reutilizados em reações subsequentes. A necessidade de purificação ou a frequência com que os passos de purificação devem ser realizados depende das impurezas acumuladas no álcool. Isto depende em grande parte da qualidade das etapas anteriores do processo (por exemplo, reação, remoção de álcool).
Após a remoção do álcool gordo, a substância activa de alquilpoliglicósido é dissolvida directamente em água, de modo que se forma uma pasta de alquilpoliglicósido altamente viscosa com 50 a 70% de viscosidade. Nas etapas subsequentes de refino, esta pasta é transformada em um produto de qualidade satisfatória, de acordo com os requisitos de desempenho. Estas etapas de refino podem compreender o branqueamento do produto, o ajuste das características do produto, como valor de Ph e teor de substância ativa, e estabilização microbiana. Na literatura de patentes, existem muitos exemplos de branqueamento redutivo e oxidativo e processos de dois estágios de branqueamento oxidativo e estabilização redutiva. O esforço e, portanto, o custo envolvido nestas etapas do processo para obter certas características de qualidade, como a cor, dependem dos requisitos de desempenho, dos materiais de partida, do DP necessário e da qualidade das etapas do processo.
A Figura 6 ilustra um processo de produção industrial de alquil poliglicosídeos de cadeia longa (C12/14 APG) via síntese direta)