Próisis thrasglicóisídiúcháin ag baint úsáide as D-glúcós mar amhábhair.

Is é gliocóisídiú Fischer an t-aon mhodh sintéise ceimiceach a chuir ar chumas forbairt réiteach eacnamaíocha agus teicniúil foirfe an lae inniu le haghaidh táirgeadh ar scála mór polaiglúcóisídí ailcile. Tá gléasraí táirgthe le hacmhainn os cionn 20,000 t/bliain bainte amach cheana féin agus leathnaíonn siad raon táirgí thionscal na ndromchlaghníomhaithe le gníomhairí dromchlaghníomhacha bunaithe ar amhábhair in-athnuaite. Tá sé cruthaithe gurb iad D-Glúcós agus alcóil shailleacha líneacha C8-C16 na hamhábhair is fearr. Is féidir na hiarmhairtí seo a thiontú ina bpolaiglúcóisídí ailcile dromchlaghníomhacha trí ghlúcóisiúliú díreach Fischer nó trí thrasglúcóisídí dhá chéim de pholaiglúcóisíd búitile i láthair catalaíoch aigéid, le huisce mar fhotháirge. Ní mór uisce a dhriogadh ón meascán imoibrithe chun cothromaíocht an imoibrithe a aistriú i dtreo an táirge atá ag teastáil. Sa phróiseas gliocóisídithe, ba cheart neamhaonchineálacha sa mheascán imoibrithe a sheachaint mar is féidir leo foirmiú iomarcach an rud ar a dtugtar polaideacsróis a bheith mar thoradh air, rud atá thar a bheith neamh-inmhianaithe. Dá bhrí sin, díríonn go leor straitéisí teicniúla ar na hiarmhairtí aonchineálacha n-glúcóis agus alcól, atá deacair a mheascadh mar gheall ar a bpolaireachtaí difriúla. Le linn imoibriúcháin, cruthaítear bannaí gliocóisídeacha idir alcól sailleach agus n-glúcóis agus idir na haonaid n-glúcóis féin. Dá bhrí sin, foirmíonn polaiglúcósídí ailcile mar mheascáin de chodáin le líon difriúil aonad glúcóis ag an iarmhar ailcile slabhra fada. Tá gach ceann de na codáin seo, ina dhiaidh sin, déanta suas de roinnt comhábhair isiméireacha, ós rud é go nglacann na haonaid n-glúcóis foirmeacha anaiméireacha agus foirmeacha fáinne difriúla i gcothromaíocht cheimiceach le linn gliocóisídiú Fischer agus go dtarlaíonn na naisc gliocóisídeacha idir aonaid D-glúcóis i roinnt suíomhanna nasctha féideartha. Tá cóimheas anaiméir na n-aonad D-glúcóis thart ar α/β = 2: 1 agus is cosúil go bhfuil sé deacair tionchar a imirt air faoi na coinníollacha a thuairiscítear i sintéis Fischer. Faoi choinníollacha atá rialaithe go teirmidinimiciúil, bíonn na haonaid n-glúcóis atá sa mheascán táirge den chuid is mó i bhfoirm piranasídí. Is feidhm den chóimheas mólarach d’easchur le linn an phróisis monaraíochta an meánlíon aonad glúcóis gnáth in aghaidh an iarmhair ailcile, an rud ar a dtugtar céim polaiméirithe, go bunúsach. Mar gheall ar a n-airíonna suntasacha dromchlaghníomhacha, is fearr go háirithe polaiglicóisídí ailcile a bhfuil céim polaiméirithe idir 1 agus 3 acu, agus ar an gcúis sin ní mór thart ar 3-10 móil d’alcóil shailleacha a úsáid in aghaidh an mhóil de ghlúcós gnáth sa mhodh seo.

Laghdaíonn céim an pholaiméirithe de réir mar a mhéadaíonn an iomarca alcóil shailligh. Déantar an iomarca alcóil shailligh a dheighilt agus a aisghabháil trí phróisis driogtha folúis ilchéime le galaitheoirí scannán titime, rud a fhágann gur féidir an strus teirmeach a choinneáil ag an íosmhéid. Ba chóir go mbeadh an teocht galúcháin ard go leor agus an t-am teagmhála sa chrios te fada go leor chun driogadh leordhóthanach an iomarca alcóil shailligh agus sreabhadh an leá polaiglúcósíde ailcile a chinntiú, gan aon imoibrithe dianscaoilte suntasacha a tharlú. Is féidir sraith céimeanna galúcháin a úsáid go fabhrach chun codáin fhiuchphointe íseal a dheighilt ar dtús, ansin príomhchainníocht an alcóil shailligh, agus ar deireadh an t-alcól sailleach atá fágtha go dtí go bhfaightear na leáigh polaiglúcósíde ailcile mar iarmhair intuaslagtha in uisce.

Fiú nuair a dhéantar sintéis agus galú an alcóil shailligh faoi na coinníollacha is séimhe, tarlaíonn dathú donn nach dteastaíonn, rud a éilíonn próisis thuaradh chun na táirgí a scagadh. Modh thuaradh amháin atá cruthaithe oiriúnach ná ocsaídeoirí amhail sárocsaíd hidrigine a chur le hullmhóidí uiscí de pholaglúcósídí ailcile i meán alcaileach i láthair ian maignéisiam.

Léiríonn na himscrúduithe agus na hathruithe iomadúla a úsáideadh le linn sintéise, oibre agus scagtha nach bhfuil aon réitigh “láimhe” is infheidhme go ginearálta fós chun gráid shonracha táirgí a fháil. Os a choinne sin, ní mór gach céim den phróiseas a oibriú amach, a choigeartú go frithpháirteach agus a bharrfheabhsú. Tá moltaí curtha ar fáil sa chaibidil seo agus roinnt bealaí praiticiúla curtha síos aici chun réitigh theicniúla a cheapadh, chomh maith le coinníollacha caighdeánacha ceimiceacha agus fisiceacha a lua chun imoibrithe, deighilt agus próisis scagtha a dhéanamh.

Is féidir na trí phríomhphróiseas – trasghlicóisídiú aonchineálach, próiseas sloda, agus teicníc beathaithe glúcóis – a úsáid faoi dhálaí tionsclaíocha. Le linn trasghlicóisídiú, ní mór tiúchan an pholaglúcóisíde búitile idirmheánaigh, a fheidhmíonn mar intuaslagthóir do na hiarmhairtí D-glúcós agus bútánól, a choinneáil os cionn thart ar 15% sa mheascán imoibrithe chun neamh-aonchineálacha a sheachaint. Chun na críche céanna, ní mór tiúchan an uisce sa mheascán imoibrithe a úsáidtear le haghaidh sintéis dhíreach Fischer de pholaglúcóisídí ailcile a choinneáil faoi bhun thart ar 1%. Ag cion uisce níos airde, tá baol ann go ndéanfar mais ghreamaitheach den D-glúcós criostalach ar fionraí, rud a mbeadh drochphróiseáil agus polaiméiriú iomarcach mar thoradh air ina dhiaidh sin. Cuireann corraigh agus homaiginiú éifeachtach dáileadh mín agus imoibríocht an D-glúcóis chriostalach sa mheascán imoibrithe chun cinn.

Caithfear fachtóirí teicniúla agus eacnamaíocha araon a chur san áireamh agus an modh sintéise agus a chuid malairtí níos sofaisticiúla á roghnú. Is cosúil go bhfuil próisis thrasglúcóis aonchineálacha bunaithe ar shíoróipí D-glúcóis thar a bheith fabhrach le haghaidh táirgeadh leanúnach ar scála mór. Ligeann siad coigilteas buan ar chriostalú an amhábhair D-glúcóis sa slabhra breisluacha, rud a chúiteamh go mór as na hinfheistíochtaí aonuaire níos airde sa chéim thrasglúcóis agus in aisghabháil bútánóil. Níl aon mhíbhuntáistí eile ag baint le húsáid n-bútánóil, ós rud é gur féidir é a athchúrsáil beagnach go hiomlán ionas nach bhfuil ach cúpla cuid in aghaidh an mhilliúin sna tiúchain iarmharacha sna táirgí deiridh aisghafa, rud nach féidir a mheas mar chriticiúil. Fágann glúcóisiú díreach Fischer de réir an phróisis sloda nó na teicníc beatha glúcóis nach bhfuil an chéim thrasglúcóis agus aisghabháil bútánóil riachtanach. Is féidir é a dhéanamh go leanúnach freisin agus éilíonn sé caiteachas caipitil beagán níos ísle.

D’fhéadfaí a bheith ag súil go mbeidh tionchar cinntitheach ag infhaighteacht agus praghsanna amhábhar iontaise agus in-athnuaite amach anseo, chomh maith le dul chun cinn teicniúil breise i dtáirgeadh agus i gcur i bhfeidhm polaiglúcóisídí ailcile, ar fhorbairt mhéid an mhargaidh agus ar acmhainn táirgthe an dara ceann. Féadfaidh na réitigh theicniúla inmharthana atá ann cheana féin chun polaiglúcóisídí ailcile a tháirgeadh agus a úsáid buntáiste iomaíoch ríthábhachtach a thabhairt i margadh na n-ábhar dromchlaghníomhach do chuideachtaí a d’fhorbair nó a úsáideann próisis den sórt sin cheana féin. Tá sé seo fíor go háirithe i gcás praghsanna arda amhola agus praghsanna ísle arbhair. Ós rud é go bhfuil na costais déantúsaíochta seasta cinnte ar an leibhéal is gnách le haghaidh ábhar dromchlaghníomhach tionsclaíoch mórchóir, féadfaidh fiú laghduithe beaga i bpraghas na n-amhábhar dúchasacha ionadú tráchtearraí ábhar dromchlaghníomhach a spreagadh agus féadfaidh siad suiteáil gléasraí táirgthe nua do pholaglúcóisídí ailcile a spreagadh go soiléir.