Caso di processo di desalinizzazione e decolorazione dello xilitolo Sunresin

1. Dolcificante naturale: Xilitolo

Lo xilitolo è un dolcificante naturale difficile da estrarre, ma ricco di benefici. È un composto organico originario della Finlandia, 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 tipi di frutta, verdura e cereali, ma in basse concentrazioni.

In realtà è un intermedio nel normale metabolismo dei carboidrati dell'organismo, il che lo rende 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 in casa per prevenire il diabete e l'obesità causati da un consumo eccessivo di zucchero.

2. Applicazioni industriali a monte e a valle dello xilitolo

La filiera dello xilitolo è relativamente semplice. A monte, l'approvvigionamento di materie prime si basa principalmente su materiali di scarto agricoli ricchi di polisaccaridi come pannocchie di mais, paglia di grano, gusci di semi di cotone, nonché microrganismi, enzimi e altre fonti. L'industria intermedia è composta da produttori e fornitori di xilitolo, mentre gli utilizzatori a valle si trovano principalmente nell'industria alimentare, farmaceutica, chimica quotidiana e in altri settori. Nel mercato a valle, lo xilitolo è 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, detiene il primo posto con una quota di mercato del 66,3%, seguito da caramelle e cioccolato con il 15,3% e dalla medicina e dalla cura della persona con l'11,3%. Altri settori rappresentano il 7,1% del mercato.

3. Stato attuale dell'industria dello xilitolo a livello mondiale e nazionale

Le dimensioni del mercato globale dello xilitolo sono aumentate di anno in anno, mentre la produzione di xilitolo in Cina è diminuita. Il mercato globale dello xilitolo ha registrato un trend in crescita, passando da 800 milioni di dollari nel 2017 a 993 milioni di RMB nel 2021, con un CAGR quinquennale del 4,4%. Il tasso di crescita 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 il mercato globale dello xilitolo raggiungerà 1,11 miliardi di dollari nel 2023, indicando un potenziale di mercato significativo.

La Cina è attualmente il maggiore produttore ed esportatore mondiale di xilitolo. Le esportazioni nazionali di xilitolo generano entrate significative e presentano prezzi di esportazione stabili. La quantità di xilitolo importato è relativamente ridotta, con il valore massimo di 805.600 USD nel 2017 e il minimo 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 di importazione dello xilitolo è generalmente superiore al prezzo di esportazione. Le esportazioni nazionali di xilitolo generano maggiori entrate, con importi esportati generalmente superiori a 100 milioni di dollari, raggiungendo 188 milioni di dollari nel 2018 e 150 milioni di dollari nel novembre 2022, ben al di sopra dei 115 milioni di dollari esportati nel 2021. Il prezzo medio all'esportazione dello xilitolo nazionale è stabile a 3.000 dollari/tonnellata, 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 di zucchero sulle resine, Sunresin Technology ha sviluppato  SEPLITE ® Monojet™ LSF974  E  SEPLITE ® Monojet™ LSF9730  Resine a scambio ionico a particelle uniformi emesse con getto, caratterizzate da granulometria uniforme, buona resistenza e lunga durata. Inoltre, la granulometria uniforme riduce la caduta di pressione nel letto di resina, con conseguente maggiore capacità di trattamento dei liquidi in linea rispetto alle resine convenzionali come  SEPLITE ® LSF970  E  SEPLITE ® LSF973 La resina presenta inoltre 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 dei sali SSMB e il processo di scambio ionico continuo per affrontare il problema comune dell'elevato 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 da idrolizzato di xilosio contenente un'elevata concentrazione di sale e pigmenti, utilizzando una resina cromatografica personalizzata e un sistema che sfrutta il meccanismo di esclusione ionica della resina. L'intero processo richiede solo acqua pura, senza alcun consumo di acidi o alcali, con conseguente rimozione di oltre il 90% del contenuto di ceneri e di 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. A parità di capacità produttiva, il consumo di resina è inferiore e le colonne di resina multistadio possono utilizzare ripetutamente materiale, agente rigenerante e acqua di risciacquo, riducendo significativamente i costi operativi.

5. Applicazione del dispositivo di scambio ionico continuo

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

La resina e le apparecchiature possono funzionare in continuo, con un elevato tasso di utilizzo, fornendo una materia prima stabile e ininterrotta per i successivi segmenti di processo. Rispetto ai tradizionali sistemi a letto fisso, il consumo di resina può essere ridotto del 50-80% e quello di rigenerante del 35-60%.