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ट्रांसग्लाइकोसिडेशन प्रक्रिया में कच्चे माल के रूप में डी-ग्लूकोज का उपयोग किया जाता है।

फिशर ग्लाइकोसिडेशन रासायनिक संश्लेषण की एकमात्र विधि है जिसने आज के आर्थिक और तकनीकी रूप से परिष्कृत समाधानों के विकास को संभव बनाया है, जो एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड्स के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं। 20,000 टन/वर्ष से अधिक क्षमता वाले उत्पादन संयंत्र पहले ही स्थापित किए जा चुके हैं और नवीकरणीय कच्चे माल पर आधारित सतह-सक्रिय एजेंटों के साथ सर्फेक्टेंट उद्योग की उत्पाद श्रृंखला का विस्तार कर रहे हैं। डी-ग्लूकोज और रैखिक C8-C16 वसायुक्त अल्कोहल पसंदीदा फीडस्टॉक साबित हुए हैं। इन उत्पादों को प्रत्यक्ष फिशर ग्लाइकोसिलेशन द्वारा या ब्यूटाइल पॉलीग्लाइकोसाइड के द्वि-चरणीय ट्रांसग्लाइकोसाइड्स द्वारा, एक अम्लीय उत्प्रेरक की उपस्थिति में, जल को उप-उत्पाद के रूप में लेकर, सतह-सक्रिय एल्काइल पॉलीग्लाइकोसाइड्स में परिवर्तित किया जा सकता है। अभिक्रिया संतुलन को वांछित उत्पाद की ओर स्थानांतरित करने के लिए अभिक्रिया मिश्रण से जल को आसुत किया जाना चाहिए। ग्लाइकोसिलेशन प्रक्रिया में, अभिक्रिया मिश्रण में असमानताओं से बचना चाहिए क्योंकि इससे तथाकथित पॉलीडेक्सट्रोज का अत्यधिक निर्माण हो सकता है, जो अत्यधिक अवांछनीय है। इसलिए, कई तकनीकी रणनीतियाँ समरूप उत्पादों n-ग्लूकोज और अल्कोहल पर केंद्रित होती हैं, जिन्हें उनकी भिन्न ध्रुवताओं के कारण मिश्रणीय बनाना कठिन होता है। अभिक्रिया के दौरान, वसायुक्त अल्कोहल और n-ग्लूकोज के बीच और स्वयं n-ग्लूकोज इकाइयों के बीच ग्लाइकोसिडिक बंध बनते हैं। परिणामस्वरूप, एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड लंबी-श्रृंखला वाले एल्काइल अवशेष पर ग्लूकोज इकाइयों की भिन्न संख्या वाले अंशों के मिश्रण के रूप में बनते हैं। इनमें से प्रत्येक अंश, बदले में, कई समावयवी घटकों से बना होता है, क्योंकि n-ग्लूकोज इकाइयाँ फिशर ग्लाइकोसिडेशन के दौरान रासायनिक संतुलन में विभिन्न एनोमेरिक रूपों और वलय रूपों को ग्रहण करती हैं और D-ग्लूकोज इकाइयों के बीच ग्लाइकोसिडिक बंध कई संभावित बंध स्थितियों में होते हैं। D-ग्लूकोज इकाइयों का एनोमर अनुपात लगभग α/β= 2: 1 होता है और फिशर संश्लेषण की वर्णित स्थितियों में इसे प्रभावित करना कठिन प्रतीत होता है। ऊष्मागतिकीय रूप से नियंत्रित परिस्थितियों में, उत्पाद मिश्रण में निहित n-ग्लूकोज इकाइयाँ मुख्यतः पाइरानोसाइड के रूप में पाई जाती हैं। प्रति एल्काइल अवशेष में सामान्य ग्लूकोज इकाइयों की औसत संख्या, जिसे बहुलकीकरण की डिग्री कहा जाता है, मूलतः निर्माण प्रक्रिया के दौरान उत्पादों के मोलर अनुपात का एक फलन है। अपने उल्लेखनीय पृष्ठसक्रियक गुणों के कारण, 1 से 3 के बीच बहुलकीकरण की डिग्री वाले एल्काइल पॉलीग्लाइकोसाइड विशेष रूप से पसंद किए जाते हैं, जिसके कारण इस विधि में सामान्य ग्लूकोज के प्रति मोल लगभग 3-10 मोल वसायुक्त अल्कोहल का उपयोग किया जाना चाहिए।

वसायुक्त अल्कोहल की अधिकता बढ़ने पर बहुलकीकरण की मात्रा कम हो जाती है। अतिरिक्त वसायुक्त अल्कोहल को बहु-चरणीय निर्वात आसवन प्रक्रियाओं द्वारा पृथक और पुनर्प्राप्त किया जाता है, जिसमें फॉलिंग-फिल्म वाष्पक शामिल होते हैं, जिससे तापीय प्रतिबल को न्यूनतम रखना संभव हो जाता है। वाष्पीकरण तापमान पर्याप्त रूप से उच्च होना चाहिए और गर्म क्षेत्र में संपर्क समय पर्याप्त होना चाहिए ताकि अतिरिक्त वसायुक्त अल्कोहल का पर्याप्त आसवन सुनिश्चित हो सके और एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड पिघल का प्रवाह बिना किसी महत्वपूर्ण अपघटन अभिक्रिया के हो। वाष्पीकरण चरणों की एक श्रृंखला का उपयोग पहले कम-क्वथनांक वाले अंशों, फिर वसायुक्त अल्कोहल की मुख्य मात्रा, और अंत में शेष वसायुक्त अल्कोहल को तब तक पृथक करने के लिए किया जा सकता है जब तक कि एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड पिघल जल-घुलनशील अवशेषों के रूप में प्राप्त न हो जाएँ।

यहाँ तक कि जब वसायुक्त अल्कोहल का संश्लेषण और वाष्पीकरण अत्यंत कोमल परिस्थितियों में किया जाता है, तब भी अवांछित भूरा रंग-विकृति उत्पन्न होती है, जिसके लिए उत्पादों को परिष्कृत करने हेतु विरंजन प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। एक विरंजन विधि जो उपयुक्त साबित हुई है, वह है मैग्नीशियम आयनों की उपस्थिति में क्षारीय माध्यम में एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड्स की जलीय तैयारियों में हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे ऑक्सीडेंट मिलाना।

संश्लेषण, कार्य-निष्पादन और शोधन के दौरान प्रयुक्त बहुविध जाँच और विविधताएँ दर्शाती हैं कि आज भी विशिष्ट उत्पाद ग्रेड प्राप्त करने के लिए कोई सामान्य रूप से लागू "टर्नकी" समाधान उपलब्ध नहीं हैं। इसके विपरीत, सभी प्रक्रिया चरणों पर काम करने, परस्पर समायोजन और अनुकूलन की आवश्यकता है। इस अध्याय में सुझाव दिए गए हैं और तकनीकी समाधान तैयार करने के कुछ व्यावहारिक तरीकों का वर्णन किया गया है, साथ ही अभिक्रियाओं, पृथक्करण और शोधन प्रक्रियाओं के संचालन हेतु मानक रासायनिक और भौतिक स्थितियों का भी उल्लेख किया गया है।

तीनों मुख्य प्रक्रियाएँ - समरूप ट्रांसग्लाइकोसिडेशन, स्लरी प्रक्रिया और ग्लूकोज फीड तकनीक - औद्योगिक परिस्थितियों में इस्तेमाल की जा सकती हैं। ट्रांसग्लाइकोसिडेशन के दौरान, मध्यवर्ती ब्यूटाइल पॉलीग्लूकोसाइड की सांद्रता, जो डी-ग्लूकोज और ब्यूटेनॉल उत्पादों के लिए एक विलेय के रूप में कार्य करता है, को प्रतिक्रिया मिश्रण में लगभग 15% से अधिक रखा जाना चाहिए ताकि असमानताओं से बचा जा सके। इसी उद्देश्य के लिए, एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड के प्रत्यक्ष फिशर संश्लेषण के लिए प्रयुक्त प्रतिक्रिया मिश्रण में पानी की सांद्रता लगभग 1% से कम रखी जानी चाहिए। उच्च जल सामग्री पर निलंबित क्रिस्टलीय डी-ग्लूकोज के एक चिपचिपे द्रव्यमान में बदलने का जोखिम होता है, जिसके परिणामस्वरूप बाद में खराब प्रसंस्करण और अत्यधिक बहुलकीकरण हो सकता है। प्रभावी सरगर्मी और समरूपीकरण प्रतिक्रिया मिश्रण में क्रिस्टलीय डी-ग्लूकोज के ठीक वितरण और प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ावा देते हैं।

संश्लेषण विधि और इसके अधिक परिष्कृत प्रकारों का चयन करते समय तकनीकी और आर्थिक, दोनों कारकों पर विचार किया जाना चाहिए। डी-ग्लूकोज सिरप पर आधारित समरूप ट्रांसग्लाइकोसिडेशन प्रक्रियाएँ बड़े पैमाने पर निरंतर उत्पादन के लिए विशेष रूप से अनुकूल प्रतीत होती हैं। ये मूल्य-वर्धित श्रृंखला में कच्चे माल डी-ग्लूकोज के क्रिस्टलीकरण पर स्थायी बचत प्रदान करती हैं, जो ट्रांसग्लाइकोसिडेशन चरण और ब्यूटेनॉल की पुनर्प्राप्ति में किए जाने वाले उच्च एकमुश्त निवेश की भरपाई से कहीं अधिक है। एन-ब्यूटेनॉल के उपयोग में कोई अन्य नुकसान नहीं है, क्योंकि इसे लगभग पूरी तरह से पुनर्चक्रित किया जा सकता है, जिससे प्राप्त अंतिम उत्पादों में अवशिष्ट सांद्रता केवल कुछ भाग प्रति मिलियन होती है, जिसे गैर-महत्वपूर्ण माना जा सकता है। स्लरी प्रक्रिया या ग्लूकोज फीड तकनीक के अनुसार प्रत्यक्ष फिशर ग्लाइकोसिडेशन में ट्रांसग्लाइकोसिडेशन चरण और ब्यूटेनॉल की पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता नहीं होती है। इसे निरंतर भी किया जा सकता है और इसमें थोड़ा कम पूंजीगत व्यय होता है।

जीवाश्म और नवीकरणीय कच्चे माल की भविष्य की उपलब्धता और कीमतें, साथ ही एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड के उत्पादन और अनुप्रयोग में आगे की तकनीकी प्रगति, बाद के बाजार की मात्रा और उत्पादन क्षमताओं के विकास पर निर्णायक प्रभाव डालने की उम्मीद की जा सकती है। एल्काइल पॉलीग्लूकोसाइड के उत्पादन और उपयोग के लिए पहले से मौजूद व्यवहार्य तकनीकी समाधान सर्फेक्टेंट बाजार में उन कंपनियों को एक महत्वपूर्ण प्रतिस्पर्धी बढ़त दे सकते हैं जिन्होंने ऐसी प्रक्रियाओं को विकसित किया है या पहले से ही नियोजित किया है। यह विशेष रूप से कच्चे तेल की उच्च कीमतों और अनाज की कम कीमतों की स्थिति में सच है। चूंकि निश्चित विनिर्माण लागतें निश्चित रूप से थोक औद्योगिक सर्फेक्टेंट के लिए प्रथागत स्तर पर हैं, इसलिए देशी कच्चे माल की कीमत में मामूली कमी भी सर्फेक्टेंट वस्तुओं के प्रतिस्थापन को बढ़ावा दे सकती है

 


पोस्ट करने का समय: जुलाई-11-2021