Caso del processo di desalinizzazione e decolorazione dello xilitolo Sunresin

1. Dolcificante naturale: xilitolo

Lo xilitolo è un dolcificante naturale difficile da estrarre ma ha molti benefici. È un composto organico proveniente dalla Finlandia e viene estratto da piante come betulle, querce, pannocchie di mais e bagassa di canna da zucchero. In natura, lo xilitolo è ampiamente distribuito e si trova in vari frutti, verdure e cereali, ma in basse concentrazioni.

In realtà è un intermedio nel normale metabolismo dei carboidrati del corpo, rendendolo un ottimo sostituto dello zucchero per le persone con diabete. Lo xilitolo ha molte funzioni, tra cui dolcificare, migliorare la salute del fegato, prevenire la carie, favorire la perdita di peso e stabilizzare i livelli di zucchero nel sangue. Può essere utilizzato come sostituto dello zucchero nelle famiglie per prevenire il diabete e l’obesità causati dal consumo eccessivo di zucchero.

2. Applicazioni industriali a monte ea valle dello xilitolo

La catena industriale dello xilitolo è relativamente semplice. A monte, l’approvvigionamento di materie prime si basa principalmente su materiali di scarto agricolo ricchi di polisaccaridi come pannocchie di mais, paglia di grano, bucce di semi di cotone, nonché microrganismi, enzimi e altre fonti. L’industria intermedia è costituita da produttori e fornitori di xilitolo, mentre gli utilizzatori a valle si trovano principalmente nei settori della trasformazione alimentare, farmaceutico, chimico quotidiano e altri. Nel mercato a valle, lo xilitolo viene utilizzato principalmente nelle caramelle, con vari tipi di caramelle che rappresentano il 78,65% del mercato. Nel settore globale delle gomme da masticare allo xilitolo occupa il primo posto con una quota di mercato del 66,3%, seguito da caramelle e cioccolato con il 15,3% e dall'assistenza medica e personale con l'11,3%. Gli altri settori rappresentano il 7,1% del mercato.

3. Stato attuale dell'industria globale e nazionale dello xilitolo

Le dimensioni del mercato globale dello xilitolo sono aumentate di anno in anno, mentre la produzione di xilitolo in Cina è in calo. La dimensione complessiva del mercato globale dello xilitolo ha registrato una tendenza al rialzo, passando da 800 milioni di dollari nel 2017 a 993 milioni di dollari di RMB nel 2021, con un CAGR a 5 anni del 4,4%. Il tasso di crescita delle dimensioni del mercato globale dello xilitolo è rimasto stabile, con un aumento costante di oltre il 5% dal 2018 al 2021, raggiungendo il 5,53% nel 2021. Si stima che le dimensioni del mercato globale dello xilitolo raggiungeranno 1,11 miliardi di dollari nel 2023, indicando una significativa potenziale di mercato.

La Cina è attualmente il più grande produttore ed esportatore mondiale di xilitolo. Le esportazioni nazionali di xilitolo generano entrate significative e hanno prezzi di esportazione stabili. La quantità di importazione di xilitolo nazionale è relativamente piccola, con la quantità più alta di importazione di 805.600 USD nel 2017 e la più bassa di soli 171.500 USD nel 2019. Ciò è dovuto principalmente alle ampie fluttuazioni del prezzo di importazione dello xilitolo, che ha superato i 100.000 USD//. tonnellata nel 2020 e nel 2022. Inoltre, il prezzo all’importazione dello xilitolo è generalmente superiore al prezzo all’esportazione. Le esportazioni nazionali di xilitolo generano maggiori entrate, con importi di esportazione generalmente superiori a 100 milioni di dollari, raggiungendo 188 milioni di dollari nel 2018 e 150 milioni di dollari nel novembre 2022, molto superiori ai 115 milioni di dollari esportati nel 2021. Il prezzo medio all'esportazione dello xilitolo domestico è stabile a 3.000 USD/ton, indicando un reddito relativamente stabile derivante dall’esportazione di xilitolo.

4. Selezione della resina per la produzione di xilitolo e soluzioni di processo

In risposta all'elevata pressione osmotica dei prodotti a base di alcol zuccherino sulle resine, è stata sviluppata la tecnologia Sunresin  SEPLITE® Monojet® LSF974  E  SEPLITE® Monojet® LSF9730  resine a scambio ionico con particelle uniformi a getto, caratterizzate da dimensioni delle particelle uniformi, buona resistenza e lunga durata. Inoltre, la dimensione uniforme delle particelle riduce la caduta di pressione nel letto di resina, determinando una maggiore capacità di lavorazione dei liquidi in linea rispetto alle resine convenzionali come  SEPLITE® LSF970  E  SEPLITE® LSF973 . La resina ha anche un tasso di rottura inferiore e un migliore effetto di rimozione delle impurità, il che può migliorare significativamente l'efficienza produttiva e ridurre i costi di produzione.

Inoltre, Sunresin ha sviluppato il processo di separazione cromatografica continua del sale SSMB e il processo di scambio ionico continuo per affrontare il problema comune dell'alto contenuto di sale negli zuccheri del legno idrolizzati come pannocchie di mais e semifibre appiccicose.

Processo di cromatografia continua a letto mobile simulato sequenziale (SSMB): questo processo è progettato per la separazione di zucchero e sale dall'idrolizzato di xilosio contenente un alto contenuto di sale e pigmenti, utilizzando una resina cromatografica personalizzata e un sistema che utilizza il meccanismo di esclusione ionica della resina. L'intero processo richiede solo acqua pura senza alcun consumo di acidi o alcali, portando alla rimozione di oltre il 90% del contenuto di ceneri e pigmenti parziali. Ciò riduce il carico sui successivi sistemi di scambio ionico, riduce l'utilizzo di resina e di conseguenza riduce il consumo di agenti rigeneranti.

Il processo di scambio ionico continuo simula il movimento della colonna di resina attraverso le serie di valvole per migliorare l'utilizzo e l'efficienza della resina. Con la stessa capacità produttiva, l'utilizzo di resina è inferiore e le colonne in resina Multistage possono utilizzare ripetutamente materiale, agente rigenerante e acqua di risciacquo, riducendo significativamente i costi operativi.

5.applicazione del dispositivo a scambio ionico continuo

Per massimizzare i vantaggi prestazionali della resina, Sunresin ha progettato un dispositivo a scambio ionico continuo più avanzato. Attraverso la disposizione a matrice di valvole autocontrollate, è possibile cambiare e riutilizzare rapidamente le colonne di resina, riducendo notevolmente il consumo di materiali (acidi, alcali, acqua) durante il processo di produzione.

La resina e l'attrezzatura possono funzionare ininterrottamente, con un elevato utilizzo, fornendo materia prima ininterrotta e stabile per i successivi segmenti di processo. Rispetto ai tradizionali sistemi a letto fisso, l'utilizzo della resina può essere ridotto del 50-80% e l'utilizzo del rigenerante può essere ridotto del 35-60%.