الزامات طراحی کارخانه تولید آلکیل گلیکوزید بر اساس سنتز فیشر تا حد زیادی به نوع کربوهیدرات مورد استفاده و طول زنجیره الکل مورد استفاده بستگی دارد. تولید آلکیل گلیکوزیدهای محلول در آب بر پایه اکتانول/دکانول و دودکانول/تترادکانول برای اولین بار معرفی شد. . آلکیل پلی گلیکوزیدها که برای یک DP معین، به دلیل الکل مورد استفاده در آب نامحلول هستند (تعداد اتم های C در آلکیل کیان≥16) به طور جداگانه بررسی می شوند.
تحت شرایط سنتز آلکیل پلی گلوکوزید که توسط اسید کاتالیز می شود، محصولات ثانویه مانند پلی گلوکز اتر و ناخالصی های رنگی تولید می شوند. مانند دما، فشار، زمان واکنش، کاتالیزور و غیره. یکی از مشکلاتی که با توسعه تولید آلکیل پلی گلیکوزیدهای صنعتی در سالهای اخیر حل شده است، به حداقل رساندن تشکیل محصولات ثانویه مربوط به سنتز است.
به طور کلی، آلکیل گلیکوزیدهای مبتنی بر الکل (C8/10-OH) با زنجیره کوتاه و DP کم (مصرف بیش از حد الکل) کمترین مشکلات تولید را دارند. در مرحله واکنش با افزایش الکل اضافی، تولید محصولات ثانویه کاهش می یابد. استرس حرارتی را کاهش می دهد و الکل اضافی را در طول تشکیل محصولات پیرولیز حذف می کند.
گلیکوزیداسیون فیشر را می توان به عنوان فرآیندی توصیف کرد که در آن گلوکز در مرحله اول نسبتاً سریع واکنش می دهد و تعادل الیگومر حاصل می شود. این مرحله با تجزیه آهسته آلکیل گلیکوزیدها دنبال می شود. فرآیند تجزیه شامل مراحلی مانند دالکیلاسیون و پلیمریزاسیون است که در با افزایش غلظت، به طور غیرقابل برگشت پلی گلوکز پایدارتر از نظر ترمودینامیکی تشکیل می شود. مخلوط واکنشی که از زمان واکنش بهینه فراتر رود، واکنش بیش از حد نامیده می شود. اگر واکنش پیش از موعد خاتمه یابد، مخلوط واکنش حاصل حاوی مقادیر زیادی گلوکز باقیمانده است.
از دست دادن مواد فعال آلکیل گلوکزید در مخلوط واکنش رابطه خوبی با تشکیل پلی گلوکز دارد. در صورت واکنش بیش از حد، مخلوط واکنش به تدریج از طریق رسوب پلی گلوکز دوباره به چند فاز تبدیل می شود. بنابراین، کیفیت محصول و بازده محصول به طور جدی تحت تأثیر زمان پایان واکنش قرار می گیرد. با شروع گلوکز جامد، آلکیل گلیکوزیدهای موجود در محصولات ثانویه هستند. محتوای کمتری دارد و به سایر اجزای قطبی (پلی گلوکز) و کربوهیدرات های باقیمانده اجازه می دهد تا از مخلوط واکنشی که هرگز به طور کامل واکنش نداده است، فیلتر شوند.
در فرآیند بهینه سازی، غلظت محصول اتریفیکاسیون نسبتا کم است (بسته به دمای واکنش، زمان، نوع کاتالیزور و غلظت و غیره).
شکل 4 سیر معمول واکنش مستقیم دکستروز و الکل چرب (C12/14-OH) را نشان می دهد.

دما و فشار پارامترهای واکنش ارتباط نزدیکی با یکدیگر در واکنش گلیکاسیون فیشر دارند. برای تولید پلی گلیکوزیدهای آلکیل با محصولات ثانویه کم، فشار و دما باید با یکدیگر تطبیق داده شده و به شدت کنترل شوند.
آلکیل پلی گلیکوزیدهای کم در محصولات ثانویه ناشی از دمای واکنش پایین (100 ℃) در استالیزاسیون. با این حال، دمای پایین منجر به زمان‌های واکنش نسبتاً طولانی (بسته به طول زنجیره الکل) و راندمان پایین راکتور می‌شود. دمای واکنش نسبتاً بالا (100 درجه سانتیگراد، معمولاً 110-120 درجه سانتیگراد) می تواند منجر به تغییر در رنگ کربوهیدرات ها شود. با حذف محصولات واکنش با جوش کمتر (آب در سنتز مستقیم، الکل های زنجیره کوتاه در فرآیند ترانس استالیزاسیون) از مخلوط واکنش، تعادل استالیزاسیون به سمت محصول منتقل می شود. اگر مقدار نسبتاً زیادی آب در واحد زمان تولید شود، مثلاً در دمای واکنش بالا، باید تمهیداتی برای حذف مؤثر این آب از مخلوط واکنش اندیشیده شود. این واکنش های ثانویه (به ویژه تشکیل پلی دکستروز) را که در حضور آب انجام می شود به حداقل می رساند. راندمان تبخیر مرحله واکنش نه تنها به فشار، بلکه به سطح تبخیر و غیره نیز بستگی دارد. فشار واکنش معمولی در انواع ترانس استالیزاسیون و سنتز مستقیم بین 20 تا 100 بار است.
یکی دیگر از عوامل بهینه سازی مهم، توسعه کاتالیزورهای انتخابی در فرآیند گلیکوزیداسیون است، بنابراین، برای مثال، تشکیل پلی گلوکز و اتریفیکاسیون را مهار می کند. همانطور که قبلا ذکر شد، استال یا استال معکوس در سنتز فیشر توسط اسیدها کاتالیز می شود. در اصل، هر اسیدی با استحکام کافی کاتالیز می شود. برای این منظور مناسب است، مانند اسید سولفوریک، p-تولوئن و آلکیل بنزن سولفونیک اسید و سولفونیک اسید سوکسینیک. سرعت واکنش به اسیدیته و غلظت اسید در الکل بستگی دارد. واکنش های ثانویه که می توانند توسط اسیدها نیز کاتالیز شوند. به عنوان مثال، تشکیل پلی گلوکز در درجه اول در فاز قطبی (آب کمیاب) مخلوط واکنش رخ می دهد، و زنجیره های آلکیل که می توانند با استفاده از اسیدهای آبگریز کاهش یابند (مانند آلکیل بنزن سولفونیک اسید) عمدتاً در فاز کمتر قطبی حل می شوند. مخلوط واکنش
پس از واکنش، کاتالیزور اسیدی با یک باز مناسب مانند هیدروکسید سدیم و اکسید منیزیم خنثی می شود. مخلوط واکنش خنثی شده محلول زرد کم رنگی است که حاوی 50 تا 80 درصد الکل های چرب است. محتوای الکل چرب بالا به دلیل نسبت مولی کربوهیدرات ها به الکل های چرب است. این نسبت برای بدست آوردن یک DP خاص برای آلکیل پلی گلیکوزیدهای صنعتی تنظیم می شود و معمولاً بین 1:2 و 1:6 است.
الکل چرب اضافی با تقطیر خلاء حذف می شود. شرایط مرزی مهم عبارتند از:
- میزان الکل چرب باقیمانده در محصول باید باشد<1٪ به دلیل دیگر
حلالیت عاقلانه و بوی نامطلوب تحت تاثیر قرار می گیرد.
- برای به حداقل رساندن تشکیل محصولات پیرولیز ناخواسته یا اجزای تغییر رنگ، تنش حرارتی و زمان ماندگاری محصول مورد نظر باید بسته به طول زنجیره الکل تا حد امکان پایین نگه داشته شود.
- هیچ مونوگلیکوزیدی نباید وارد تقطیر شود زیرا تقطیر در واکنش به صورت الکل چرب خالص بازیافت می شود.
در مورد دودکانول/تترادکانول، این الزامات برای حذف الکل های چرب اضافی مورد استفاده قرار می گیرد که تا حد زیادی از طریق تقطیر چند مرحله ای رضایت بخش است. توجه به این نکته ضروری است که با کاهش محتوای الکل های چرب، ویسکوزیته به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. این بدیهی است که انتقال حرارت و جرم در مرحله تقطیر نهایی را مختل می کند.
بنابراین، اواپراتورهای نازک یا کوتاه برد ترجیح داده می شوند. در این اواپراتورها، فیلم متحرک مکانیکی راندمان بالاتر از تبخیر و زمان ماند محصول کوتاه‌تر و همچنین خلاء خوبی را فراهم می‌کند. محصول نهایی پس از تقطیر یک آلکیل پلی گلیکوزید تقریباً خالص است که به صورت جامد با نقطه ذوب 70 تا 150 درجه سانتیگراد تجمع می یابد. مراحل اصلی فرآیند سنتز آلکیل در شکل 5 خلاصه شده است.

بسته به فرآیند تولید مورد استفاده، یک یا دو جریان چرخه الکل در تولید آلکیل پلی گلیکوزید انباشته می شود. الکل های چرب اضافی، در حالی که الکل های با زنجیره کوتاه را می توان تقریباً به طور کامل بازیابی کرد. این الکل ها ممکن است در واکنش های بعدی مورد استفاده مجدد قرار گیرند. نیاز به تصفیه یا دفعات انجام مراحل تصفیه به ناخالصی های انباشته شده در الکل بستگی دارد. این تا حد زیادی به کیفیت مراحل فرآیند قبلی (به عنوان مثال واکنش، حذف الکل) بستگی دارد.
پس از حذف الکل چرب، ماده فعال آلکیل پلی گلیکوزید مستقیماً در آب حل می شود به طوری که یک خمیر پلی گلیکوزید آلکیل بسیار چسبناک 50 تا 70 درصد تشکیل می شود. در مراحل تصفیه بعدی، این خمیر به محصولی با کیفیت رضایت بخش مطابق با الزامات مربوط به عملکرد تبدیل می شود. این مراحل تصفیه ممکن است شامل سفید کردن محصول، تنظیم خصوصیات محصول، مانند مقدار Ph و محتوای ماده فعال، و تثبیت میکروبی باشد. در ادبیات ثبت اختراع، نمونه‌های زیادی از سفید کردن احیاکننده و اکسیداتیو و فرآیندهای دو مرحله‌ای سفیدکننده اکسیداتیو و تثبیت کاهشی وجود دارد. تلاش و در نتیجه هزینه ای که در این مراحل فرآیند برای به دست آوردن ویژگی های کیفی خاص، مانند رنگ، به الزامات عملکرد، مواد اولیه، DP مورد نیاز و کیفیت مراحل فرآیند بستگی دارد.
شکل 6 یک فرآیند تولید صنعتی برای پلی گلیکوزیدهای آلکیل با زنجیره بلند (C12/14 APG) از طریق سنتز مستقیم را نشان می دهد.