Proses transglikosidasi menggunakan D-glukosa sebagai bahan baku.

Glikosidasi Fischer merupakan satu-satunya metode sintesis kimia yang memungkinkan pengembangan solusi ekonomis dan teknis yang disempurnakan saat ini untuk produksi alkil poliglukosida skala besar. Pabrik produksi dengan kapasitas lebih dari 20.000 ton/tahun telah direalisasikan dan memperluas jangkauan produk industri surfaktan dengan agen aktif permukaan berbasis bahan baku terbarukan. D-Glukosa dan alkohol lemak C8-C16 linear telah terbukti menjadi bahan baku yang disukai. Reaktan ini dapat dikonversi menjadi alkil poliglikosida aktif permukaan melalui glikosilasi Fischer langsung atau melalui transglikosida butil poliglikosida dua tahap dengan adanya katalis asam, dengan air sebagai produk sampingan. Air harus didistilasi dari campuran reaksi untuk menggeser kesetimbangan reaksi ke arah produk yang diinginkan. Dalam proses glikosilasi, ketidakhomogenan dalam campuran reaksi harus dihindari karena dapat menyebabkan pembentukan polidekstrosa yang berlebihan, yang sangat tidak diinginkan. Oleh karena itu, banyak strategi teknis berfokus pada reaktan homogen n-glukosa dan alkohol, yang sulit bercampur karena perbedaan polaritasnya. Selama reaksi, ikatan glikosidik terbentuk baik antara alkohol lemak dan n-glukosa maupun antara unit-unit n-glukosa itu sendiri. Akibatnya, alkil poliglukosa terbentuk sebagai campuran fraksi-fraksi dengan jumlah unit glukosa yang berbeda pada residu alkil rantai panjang. Masing-masing fraksi ini, pada gilirannya, terdiri dari beberapa konstituen isomerik, karena unit-unit n-glukosa mengambil bentuk anomerik dan bentuk cincin yang berbeda dalam kesetimbangan kimia selama glikosidasi Fischer, dan ikatan glikosidik antara unit-unit D-glukosa terjadi pada beberapa kemungkinan posisi ikatan. Rasio anomer unit-unit D-glukosa kira-kira α/β = 2:1 dan tampaknya sulit dipengaruhi dalam kondisi sintesis Fischer yang dijelaskan. Dalam kondisi yang terkontrol secara termodinamika, unit-unit n-glukosa yang terkandung dalam campuran produk sebagian besar berada dalam bentuk piranosida. Jumlah rata-rata unit glukosa normal per residu alkil, yang disebut derajat polimerisasi, pada dasarnya merupakan fungsi dari rasio molar reaktan selama proses pembuatan. Karena sifat surfaktannya yang luar biasa, alkil poliglikosida dengan derajat polimerisasi antara 1 dan 3 sangat disukai, sehingga sekitar 3-10 mol alkohol lemak harus digunakan per mol glukosa normal dalam metode ini.

Derajat polimerisasi menurun seiring dengan meningkatnya kelebihan alkohol lemak. Alkohol lemak berlebih dipisahkan dan dipulihkan melalui proses distilasi vakum bertingkat dengan evaporator film jatuh, yang memungkinkan untuk menjaga tekanan termal seminimal mungkin. Suhu penguapan harus cukup tinggi dan waktu kontak di zona panas cukup lama untuk memastikan distilasi alkohol lemak berlebih yang memadai dan aliran lelehan alkil poliglukosida, tanpa terjadinya reaksi dekomposisi yang berarti. Serangkaian langkah penguapan dapat digunakan secara menguntungkan untuk memisahkan fraksi-fraksi dengan titik didih rendah terlebih dahulu, kemudian sebagian besar alkohol lemak, dan terakhir sisa alkohol lemak hingga lelehan alkil poliglukosida diperoleh sebagai residu yang larut dalam air.

Bahkan ketika sintesis dan penguapan alkohol lemak dilakukan dalam kondisi yang paling lembut, perubahan warna cokelat yang tidak diinginkan tetap terjadi, sehingga diperlukan proses pemutihan untuk menyempurnakan produk. Salah satu metode pemutihan yang terbukti efektif adalah penambahan oksidan seperti hidrogen peroksida ke dalam sediaan alkil poliglukosida dalam media alkali dengan adanya ion magnesium.

Berbagai investigasi dan varian yang digunakan selama sintesis, pengolahan, dan pemurnian menunjukkan bahwa hingga saat ini pun masih belum ada solusi "siap pakai" yang berlaku umum untuk mendapatkan mutu produk tertentu. Sebaliknya, semua langkah proses perlu dikaji, disesuaikan bersama, dan dioptimalkan. Bab ini telah memberikan saran dan menjelaskan beberapa cara praktis untuk merancang solusi teknis, serta menetapkan kondisi kimia dan fisika standar untuk melakukan reaksi, pemisahan, dan proses pemurnian.

Ketiga proses utama – transglikosidasi homogen, proses bubur, dan teknik umpan glukosa – dapat digunakan dalam kondisi industri. Selama transglikosidasi, konsentrasi intermediet butil poliglukosida, yang bertindak sebagai pelarut untuk reaktan D-glukosa dan butanol, harus dijaga lebih dari sekitar 15% dalam campuran reaksi untuk menghindari inhomogenitas. Untuk tujuan yang sama, konsentrasi air dalam campuran reaksi yang digunakan untuk sintesis Fischer langsung dari alkil poliglukosida harus dijaga kurang dari sekitar 1%. Pada kadar air yang lebih tinggi ada risiko mengubah D-glukosa kristal yang tersuspensi menjadi massa lengket, yang selanjutnya akan menghasilkan pemrosesan yang buruk dan polimerisasi yang berlebihan. Pengadukan dan homogenisasi yang efektif meningkatkan distribusi halus dan reaktivitas D-glukosa kristal dalam campuran reaksi.

Faktor teknis dan ekonomis harus dipertimbangkan ketika memilih metode sintesis dan variannya yang lebih canggih. Proses transglikosidasi homogen berbasis sirup D-glukosa tampaknya sangat menguntungkan untuk produksi berkelanjutan dalam skala besar. Proses ini memungkinkan penghematan permanen pada kristalisasi bahan baku D-glukosa dalam rantai nilai tambah, yang lebih dari sekadar mengkompensasi investasi satu kali yang lebih tinggi pada tahap transglikosidasi dan pemulihan butanol. Penggunaan n-butanol tidak memiliki kekurangan lain, karena dapat didaur ulang hampir seluruhnya sehingga konsentrasi residu dalam produk akhir yang dipulihkan hanya beberapa bagian per juta, yang dapat dianggap nonkritis. Glikosidasi Fischer langsung menurut proses bubur atau teknik umpan glukosa menghilangkan tahap transglikosidasi dan pemulihan butanol. Proses ini juga dapat dilakukan secara berkelanjutan dan membutuhkan belanja modal yang sedikit lebih rendah.

Ketersediaan dan harga bahan baku fosil dan terbarukan di masa mendatang, serta kemajuan teknis lebih lanjut dalam produksi dan aplikasi alkil poliglukosida, diperkirakan akan memberikan pengaruh yang menentukan terhadap perkembangan volume pasar dan kapasitas produksi alkil poliglukosida. Solusi teknis yang tersedia untuk produksi dan penggunaan alkil poliglukosida dapat memberikan keunggulan kompetitif yang vital di pasar surfaktan bagi perusahaan yang telah mengembangkan atau telah menerapkan proses tersebut. Hal ini terutama berlaku saat harga minyak mentah tinggi dan harga serealia rendah. Karena biaya produksi tetap sudah lazim untuk surfaktan industri curah, bahkan sedikit penurunan harga bahan baku asli dapat mendorong substitusi komoditas surfaktan dan dapat dengan jelas mendorong pembangunan pabrik produksi baru untuk alkil poliglukosida.