Fallbeispiel zum Entsalzungs- und Entfärbungsprozess von Sunresin Xylitol
1. Natürliches Süßungsmittel: Xylit
Xylit ist ein natürlicher Süßstoff, der zwar schwer zu gewinnen ist, aber viele Vorteile bietet. Es handelt sich um eine organische Verbindung aus Finnland, die aus Pflanzen wie Birken, Eichen, Maiskolben und Zuckerrohrbagasse gewonnen wird. In der Natur ist Xylit weit verbreitet und kommt in verschiedenen Obst-, Gemüse- und Getreidesorten vor, allerdings in geringen Konzentrationen.
Xylit ist ein Zwischenprodukt im normalen Kohlenhydratstoffwechsel des Körpers und eignet sich daher hervorragend als Zuckerersatz für Diabetiker. Es hat viele positive Eigenschaften: Es süßt Speisen, fördert die Lebergesundheit, beugt Karies vor, unterstützt die Gewichtsabnahme und stabilisiert den Blutzuckerspiegel. Im Haushalt kann es als Zuckerersatz verwendet werden, um Diabetes und Übergewicht, die durch übermäßigen Zuckerkonsum verursacht werden, vorzubeugen.
2. Industrielle Anwendungen von Xylit in der vor- und nachgelagerten Verarbeitungskette
Die Wertschöpfungskette der Xylit-Industrie ist relativ einfach. Die Rohstoffversorgung basiert hauptsächlich auf polysaccharidreichen landwirtschaftlichen Reststoffen wie Maiskolben, Weizenstroh und Baumwollsamenhülsen sowie Mikroorganismen, Enzymen und anderen Quellen. Die Wertschöpfungskette umfasst Xylit-Hersteller und -Lieferanten, während die Abnehmer überwiegend in der Lebensmittelverarbeitung, der Pharmaindustrie, der Kosmetikindustrie und anderen Branchen zu finden sind. Im nachgelagerten Markt wird Xylit hauptsächlich in Süßwaren verwendet, die 78,65 % des Marktes ausmachen. Im globalen Markt für Xylit-Kaugummi belegt Xylit mit einem Marktanteil von 66,3 % den ersten Platz, gefolgt von Süßwaren und Schokolade mit 15,3 % und dem Bereich Medizin und Körperpflege mit 11,3 %. Sonstige Anwendungsgebiete repräsentieren 7,1 % des Marktes.
3. Aktueller Stand der globalen und nationalen Xylitolindustrie
Der globale Xylitolmarkt wächst kontinuierlich, während die Xylitolproduktion in China rückläufig ist. Insgesamt verzeichnete der globale Xylitolmarkt einen Aufwärtstrend und stieg von 800 Millionen US-Dollar im Jahr 2017 auf 993 Millionen RMB im Jahr 2021, was einer durchschnittlichen Wachstumsrate (CAGR) von 4,4 % über fünf Jahre entspricht. Die Wachstumsrate des globalen Xylitolmarktes blieb stabil und stieg von 2018 bis 2021 stetig um über 5 %, sie erreichte 2021 5,53 %. Schätzungen zufolge wird der globale Xylitolmarkt im Jahr 2023 ein Volumen von 1,11 Milliarden US-Dollar erreichen, was auf ein erhebliches Marktpotenzial hindeutet.
China ist derzeit der weltweit größte Produzent und Exporteur von Xylit. Die Exporte von inländischem Xylit generieren erhebliche Einnahmen und weisen stabile Exportpreise auf. Die Importmenge von inländischem Xylit ist vergleichsweise gering; Der höchste Importwert lag 2017 bei 805.600 USD, der niedrigste 2019 bei lediglich 171.500 USD. Dies ist hauptsächlich auf die starken Schwankungen des Importpreises für Xylit zurückzuführen, der 2020 und 2022 die Marke von 100.000 USD pro Tonne überschritt. Zudem ist der Importpreis für Xylit im Allgemeinen höher als der Exportpreis. Die Exporte von inländischem Xylit generieren höhere Einnahmen, wobei die Exportmengen in der Regel 100 Millionen USD übersteigen und im Jahr 2018 188 Millionen USD und im November 2022 150 Millionen USD erreichten, was deutlich über den 115 Millionen USD Exportvolumen im Jahr 2021 liegt. Der durchschnittliche Exportpreis für inländisches Xylit liegt bei 3.000 USD/Tonne stabil, was auf relativ stabile Einnahmen aus dem Xylit-Export hindeutet.
4. Auswahl von Harzen für die Xylitolproduktion und Prozesslösungen
Als Reaktion auf den hohen osmotischen Druck von Zuckeralkoholprodukten auf Harze hat Sunresin Technology Folgendes entwickelt: SEPLITE ®Monojet ™LSF974 Und SEPLITE ®Monojet ™LSF9730 Gespritzte Ionenaustauscherharze mit einheitlicher Partikelgröße zeichnen sich durch gleichmäßige Partikelgröße, hohe Festigkeit und lange Lebensdauer aus. Darüber hinaus reduziert die einheitliche Partikelgröße den Druckverlust im Harzbett, was im Vergleich zu herkömmlichen Harzen wie beispielsweise … zu einer höheren Online-Flüssigkeitsverarbeitungskapazität führt. SEPLITE ®LSF970 Und SEPLITE ®LSF973 Das Harz weist zudem eine geringere Bruchrate und eine bessere Reinheitsentfernung auf, was die Produktionseffizienz deutlich steigern und die Produktionskosten senken kann.
Darüber hinaus hat Sunresin das kontinuierliche chromatographische Salzabscheidungsverfahren SSMB und das kontinuierliche Ionenaustauschverfahren entwickelt, um das häufig auftretende Problem des hohen Salzgehalts in hydrolysierten Holzzuckern wie Maiskolben und klebrigen Halbfasern zu lösen.
Sequenzielle kontinuierliche Chromatographie mit simuliertem bewegtem Bett (SSMB): Dieses Verfahren dient der Trennung von Zucker und Salz aus Xylosehydrolysat mit hohem Salz- und Pigmentgehalt. Es verwendet ein speziell angepasstes Chromatographieharz und ein System, das den Ionenausschlussmechanismus des Harzes nutzt. Der gesamte Prozess benötigt ausschließlich Reinstwasser ohne Säure- oder Laugeneinsatz. Dadurch werden über 90 % des Aschegehalts und ein Teil der Pigmente entfernt. Dies reduziert die Belastung nachfolgender Ionenaustauscher, senkt den Harzverbrauch und somit auch den Verbrauch von Regeneriermitteln.
Das kontinuierliche Ionenaustauschverfahren simuliert die Bewegung der Harzsäule durch Ventilanordnungen, um die Harzausnutzung und Effizienz zu verbessern. Bei gleicher Produktionskapazität ist der Harzverbrauch geringer, und mehrstufige Harzsäulen können Material, Regenerationsmittel und Spülwasser wiederholt verwenden, was die Betriebskosten deutlich senkt.
5. Anwendung eines kontinuierlichen Ionenaustauschergeräts
Um die Leistungsvorteile des Harzes optimal zu nutzen, entwickelte Sunresin eine fortschrittlichere Anlage zum kontinuierlichen Ionenaustausch. Durch die Matrixanordnung selbststeuernder Ventile können Harzsäulen schnell umgeschaltet und wiederverwendet werden, wodurch der Verbrauch von Materialien (Säuren, Laugen, Wasser) im Produktionsprozess deutlich reduziert wird.
Das Harz und die Anlagen können mit hoher Auslastung kontinuierlich betrieben werden und liefern so ein ununterbrochenes und stabiles Ausgangsmaterial für nachfolgende Prozessschritte. Im Vergleich zu herkömmlichen Festbettverfahren lässt sich der Harzverbrauch um 50–80 % und der Regeneriermittelverbrauch um 35–60 % reduzieren.
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