ڈی گلوکوز کو خام مال کے طور پر استعمال کرتے ہوئے ٹرانسگلائکوسائیڈیشن کا عمل۔

فشر گلائکوسائیڈیشن کیمیائی ترکیب کا واحد طریقہ ہے جس نے الکائل پولی گلوکوسائیڈز کی بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے آج کے معاشی اور تکنیکی طور پر مکمل حل کی ترقی کو قابل بنایا ہے۔20,000 ٹن فی سال سے زیادہ کی صلاحیت والے پیداواری پلانٹ پہلے ہی محسوس کیے جا چکے ہیں اور قابل تجدید خام مال پر مبنی سطح کے فعال ایجنٹوں کے ساتھ سرفیکٹنٹس انڈسٹری کی مصنوعات کی حد کو بڑھا رہے ہیں۔ڈی گلوکوز اور لکیری C8-C16 فیٹی الکوحل ترجیحی فیڈ اسٹاک ثابت ہوئے ہیں۔ان ایجیکٹس کو ڈائریکٹ فشر گلائکوسیلیشن کے ذریعے سطحی فعال الکائل پولی گلائکوسائیڈز میں تبدیل کیا جا سکتا ہے یا ایسڈ کیٹالسٹ کی موجودگی میں بائٹل پولیگلائکوسائیڈ کے دو قدمی ٹرانسگلائکوسائیڈز کے ذریعے، بطور ضمنی پروڈکٹ پانی کے ساتھ۔ردعمل کے توازن کو مطلوبہ مصنوعات کی طرف منتقل کرنے کے لیے رد عمل کے مرکب سے پانی کو کشید کرنا چاہیے۔گلائکوسیلیشن کے عمل میں، رد عمل کے آمیزے میں عدم ہم آہنگی سے بچنا چاہیے کیونکہ وہ نام نہاد پولی ڈیکسٹروز کی ضرورت سے زیادہ تشکیل کا باعث بن سکتے ہیں، جو کہ انتہائی ناپسندیدہ ہے۔لہٰذا، بہت سی تکنیکی حکمت عملی یکساں ایجیکٹس n-گلوکوز اور الکحل پر توجہ مرکوز کرتی ہے، جنہیں ان کی مختلف قطبیتوں کی وجہ سے غلط کرنا مشکل ہے۔رد عمل کے دوران، گلائکوسیڈک بانڈز فیٹی الکحل اور این گلوکوز کے درمیان اور خود این گلوکوز یونٹس کے درمیان بنتے ہیں۔الکائل پولی گلوکوسائیڈز نتیجتاً طویل سلسلہ الکائل کی باقیات میں مختلف تعداد میں گلوکوز اکائیوں کے ساتھ مختلف حصوں کے مرکب کے طور پر بنتے ہیں۔ان میں سے ہر ایک جزء، بدلے میں، کئی آئسومرک اجزاء سے بنا ہے، کیونکہ این-گلوکوز یونٹس فشر گلائکوسیڈیشن کے دوران کیمیائی توازن میں مختلف انومرک شکلیں اور رنگ کی شکلیں اختیار کرتے ہیں اور D-گلوکوز اکائیوں کے درمیان گلائکوسیڈک ربط کئی ممکنہ بانڈنگ پوزیشنوں میں ہوتا ہے۔ .D-گلوکوز اکائیوں کا anomer تناسب تقریباً α/β＝ 2:1 ہے اور فشر ترکیب کی بیان کردہ شرائط کے تحت اثر انداز ہونا مشکل دکھائی دیتا ہے۔تھرموڈینامک طور پر کنٹرول شدہ حالات میں، پروڈکٹ کے مرکب میں موجود n-گلوکوز یونٹس بنیادی طور پر پائرانوسائیڈز کی شکل میں موجود ہوتے ہیں۔عام گلوکوز یونٹس کی اوسط تعداد فی الکائل باقیات، پولیمرائزیشن کی نام نہاد ڈگری، بنیادی طور پر مینوفیکچرنگ کے عمل کے دوران ایجیکٹس کے داڑھ تناسب کا ایک کام ہے۔ان کی نمایاں سرفیکٹنٹ خصوصیات کی وجہ سے، 1 اور 3 کے درمیان پولیمرائزیشن کی ڈگری والے الکائل پولی گلائکوسائیڈز کو خاص طور پر ترجیح دی جاتی ہے، جس کی وجہ سے اس طریقہ کار میں عام گلوکوز کے فی مول فیٹی الکوحل کے تقریباً 3-10 مول استعمال کیے جائیں۔

فیٹی الکحل کی بڑھتی ہوئی زیادتی پر پولیمرائزیشن کی ڈگری کم ہوتی ہے۔اضافی فیٹی الکحل کو گرنے والی فلم کے بخارات کے ساتھ ملٹی اسٹپ ویکیوم ڈسٹلیشن کے عمل کے ذریعے الگ اور بازیافت کیا جاتا ہے، جس سے تھرمل تناؤ کو کم سے کم رکھنا ممکن ہوتا ہے۔بخارات کا درجہ حرارت کافی زیادہ ہونا چاہئے اور گرم زون میں رابطے کا وقت کافی زیادہ ہونا چاہئے تاکہ زیادہ مقدار میں فیٹی الکحل اور الکائل پولی گلوکوسائیڈ پگھلنے کے بہاؤ کو یقینی بنایا جا سکے، بغیر کسی خاص سڑنے والے رد عمل کے۔تبخیر کے مراحل کی ایک سیریز کو پہلے کم ابلتے ہوئے حصوں، پھر فیٹی الکحل کی اہم مقدار، اور آخر میں بقیہ فیٹی الکحل کو الگ کرنے کے لیے موزوں طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے جب تک کہ الکائل پولی گلوکوسائیڈ پگھل کر پانی میں حل ہونے والی باقیات کے طور پر حاصل نہ ہو جائیں۔

یہاں تک کہ جب چکنائی والی الکحل کی ترکیب اور بخارات انتہائی نرم حالات میں انجام پاتے ہیں، ناپسندیدہ بھوری رنگت پیدا ہوتی ہے، جس سے مصنوعات کو بہتر کرنے کے لیے بلیچنگ کے عمل کی ضرورت ہوتی ہے۔ایک بلیچنگ طریقہ جو مناسب ثابت ہوا ہے وہ ہے میگنیشیم آئنوں کی موجودگی میں الکلائن میڈیم میں الکلائن پولی گلوکوسائیڈز کی آبی تیاریوں میں ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ جیسے آکسیڈینٹس کا اضافہ۔

ترکیب، ورک اپ، اور ریفائننگ کے دوران استعمال کی گئی کئی گنا تحقیقات اور مختلف حالتوں سے پتہ چلتا ہے کہ آج بھی مخصوص مصنوعات کے درجات حاصل کرنے کے لیے عام طور پر قابل اطلاق "ٹرنکی" حل موجود نہیں ہیں۔اس کے برعکس، عمل کے تمام مراحل پر کام کرنے، باہمی طور پر ایڈجسٹ اور بہتر بنانے کی ضرورت ہے۔اس باب میں تجاویز فراہم کی گئی ہیں اور تکنیکی حل وضع کرنے کے کچھ قابل عمل طریقے بیان کیے گئے ہیں، ساتھ ہی رد عمل، علیحدگی، اور ریفائننگ کے عمل کو انجام دینے کے لیے معیاری کیمیائی اور جسمانی حالات بیان کیے گئے ہیں۔

تینوں اہم عمل - یکساں ٹرانسگلائکوسیڈیشن، سلوری پروسیس، اور گلوکوز فیڈ تکنیک - صنعتی حالات میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ٹرانسگلائکوسائیڈیشن کے دوران، انٹرمیڈیٹ بیوٹائل پولی گلوکوسائیڈ کا ارتکاز، جو کہ ڈی گلوکوز اور بیوٹانول کے لیے حل کرنے والے کے طور پر کام کرتا ہے، کو رد عمل کے مرکب میں تقریباً 15 فیصد سے زیادہ رکھا جانا چاہیے تاکہ غیر ہم آہنگی سے بچا جا سکے۔اسی مقصد کے لیے، الکائل پولی گلوکوسائیڈز کی براہ راست فشر ترکیب کے لیے استعمال کیے جانے والے رد عمل کے مرکب میں پانی کی ارتکاز کو تقریباً 1% سے کم رکھا جانا چاہیے۔زیادہ پانی کے مواد پر معطل کرسٹل لائن ڈی گلوکوز کو ایک مشکل ماس میں تبدیل کرنے کا خطرہ ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں خراب پروسیسنگ اور ضرورت سے زیادہ پولیمرائزیشن ہوتی ہے۔مؤثر ہلچل اور ہم آہنگی رد عمل کے مرکب میں کرسٹل لائن ڈی گلوکوز کی عمدہ تقسیم اور رد عمل کو فروغ دیتی ہے۔

ترکیب کے طریقہ کار اور اس کی زیادہ نفیس قسموں کا انتخاب کرتے وقت تکنیکی اور اقتصادی دونوں عوامل پر غور کرنا ہوگا۔D-گلوکوز سیرپس پر مبنی یکساں ٹرانسگلائکوسیڈیشن عمل بڑے پیمانے پر مسلسل پیداوار کے لیے خاص طور پر سازگار دکھائی دیتے ہیں۔وہ ویلیو ایڈڈ چین میں خام مال D-گلوکوز کے کرسٹلائزیشن پر مستقل بچت کی اجازت دیتے ہیں، جو ٹرانسگلائکوسائیڈیشن مرحلے اور بٹانول کی بازیابی میں ایک بار کی زیادہ سرمایہ کاری کی تلافی سے زیادہ ہے۔n-butanol کا استعمال کوئی اور نقصانات پیش نہیں کرتا، کیونکہ اسے تقریباً مکمل طور پر ری سائیکل کیا جا سکتا ہے تاکہ بازیافت شدہ مصنوعات میں بقایا ارتکاز صرف چند حصے فی ملین ہو، جسے غیر تنقیدی سمجھا جا سکتا ہے۔سلری کے عمل یا گلوکوز فیڈ تکنیک کے مطابق ڈائریکٹ فشر گلائکوسائیڈیشن ٹرانسگلائکوسیڈیشن کے مرحلے اور بٹانول کی بازیابی کے ساتھ ہوتا ہے۔یہ مسلسل بھی کیا جا سکتا ہے اور اس میں قدرے کم سرمائے کے اخراجات کی ضرورت ہوتی ہے۔

جیواشم اور قابل تجدید خام مال کی مستقبل کی دستیابی اور قیمتوں کے ساتھ ساتھ الکائل پولی گلوکوسائیڈز کی پیداوار اور استعمال میں مزید تکنیکی پیشرفت، مؤخر الذکر کی مارکیٹ کے حجم اور پیداواری صلاحیتوں کی ترقی پر فیصلہ کن اثر و رسوخ کی توقع کی جا سکتی ہے۔الکائل پولی گلوکوسائیڈز کی تیاری اور استعمال کے لیے پہلے سے موجود قابل عمل تکنیکی حل سرفیکٹینٹس کی مارکیٹ میں ان کمپنیوں کو ایک اہم مسابقتی برتری دے سکتے ہیں جنہوں نے اس طرح کے عمل کو تیار کیا ہے یا پہلے سے ہی استعمال کیا ہے۔یہ خاص طور پر خام تیل کی بلند قیمتوں اور اناج کی کم قیمتوں کی صورت میں درست ہے۔چونکہ فکسڈ مینوفیکچرنگ لاگت بلک صنعتی سرفیکٹنٹس کے لیے یقینی طور پر روایتی سطح پر ہوتی ہے، یہاں تک کہ مقامی خام مال کی قیمت میں معمولی کمی بھی سرفیکٹینٹس کی اشیاء کے متبادل پر زور دے سکتی ہے اور واضح طور پر الکائل پولی گلوکوسائیڈز کے لیے نئے پروڈکشن پلانٹس کی تنصیب کی حوصلہ افزائی کر سکتی ہے۔