第33卷第6期 化学反应工程与工艺 V ol 33, No 6 2017年12月 Chemical Reaction Engineering and Technology Dec. 2017 收稿日期: 2017-11-10; 修订日期: 2017-11-30。
作者简介: 张永昭（1980—），男，讲师。E-mail:zhangyzhao@https://www.doczj.com/doc/ba2521375.html, 。
基金项目: 杭州市科技发展计划项目（20170432B25）。
文章编号：1001—7631 ( 2017 ) 06—0541—07
DOI: 10.11730/j.issn.1001-7631.2017.06.0541-07
一步法工艺合成十二烷基糖苷过程中的液固传质
张永昭1，郭 霞2，王晓辉2
1. 杭州职业技术学院，浙江 杭州 310018；
2. 赞宇科技集团股份有限公司，浙江 杭州 310009
摘要：为了考察葡萄糖与脂肪醇一步法制备烷基糖苷工艺中反应和液固传质的耦合过程，从单个颗粒的液固
传质模型出发，推导出了固体颗粒群与脂肪醇之间的液固传质模型。实验考察了粒径分布、搅拌速度及温度
对传质过程的影响，关联实验数据得到了不同条件下的模型参数。结果表明，此模型能准确预测葡萄糖与正
十二醇之间的液固传质过程，此模型及其计算结果可以应用于一步法工艺中传质速率和反应速率相对大小的
判断，确定反应过程的控制步骤，具有较大的应用价值。
关键词：烷基糖苷 一步法 液固传质
中图分类号：TQ021.4 文献标识码：A
以烷基糖苷为代表的、利用天然可再生资源制备易于生物降解、不污染环境的绿色新型表面活性剂工艺已成为研究的热点[1-3]。烷基糖苷(APG)是由葡萄糖的半缩醛和脂肪醇（如辛醇、癸醇、月桂醇等）在酸的催化下失去一分子水而得到的产物，结构
式如图1所示。烷基糖苷表面活性剂在原料来源方面
具有非常大的优势。从全球范围讲，淀粉无疑是廉价
且丰富的葡萄糖原料来源[4]，另一种原料脂肪醇，在
椰子油等产品中含量丰富[5,6]。以葡萄糖、脂肪醇为原
料制备烷基糖苷，既解决了原料的来源问题，又可以
解决农产品的深加工问题。 关于葡萄糖与脂肪醇为原料制备烷基糖苷的反应过程已有大量的研究。张永昭等[7]研究了一步法制备烷基糖苷的反应过程，认为葡萄糖溶于脂肪醇中后，捕捉催化剂分子，然后与脂肪醇反应生成单糖苷、二糖苷和更高聚合度的糖苷产物。吕树祥等[8]研究了一步法合成十二烷基糖苷的反应动力学，认为碳正离子与十二醇的反应为反应的控制步骤，假设葡萄糖的消耗速率与葡萄糖浓度和糖苷浓度有关，建立了葡萄糖反应速率本征动力学模型。蓝仁华等[9]研究了以正丁醇为短链脂肪醇，二步法合成十二烷基糖苷的反应机理，不同聚合度的糖苷视为一种物质，整个反应按照两步进行：第一步是正丁醇与葡萄糖的反应，第二步是丁基糖苷与正十二醇反应生成十二烷基糖苷的反应；正丁醇与葡萄糖的糖苷化反应发生在固体葡萄糖的表面，建立了固体葡萄糖表面积与体积的关系，得到了丁基糖苷与十二烷基糖苷的动力学模型。
葡萄糖与脂肪醇一步法制备烷基糖苷的反应过程实际是液固传递和反应的耦合过程，因为固体葡
图 1 烷基糖苷分子结构式 Fig.1 Molecular structure of alkyl polyglucoside 万方数据