선레진 자일리톨 담수화 및 탈색 공정 사례

1. 천연 감미료: 자일리톨

자일리톨은 추출하기 어려운 천연 감미료이지만 많은 이점이 있습니다. 핀란드에서 유래한 유기 화합물로 자작나무, 참나무, 옥수수 속대, 사탕수수 찌꺼기와 같은 식물에서 추출합니다. 자연에서 자일리톨은 널리 분포되어 있으며 다양한 과일, 채소, 곡물에서 발견되지만 농도는 낮습니다.

실제로 신체의 정상적인 탄수화물 대사에서 중간체이므로 당뇨병 환자에게 훌륭한 설탕 대용품이 됩니다. 자일리톨은 단맛을 내고, 간 건강을 개선하고, 충치를 예방하고, 체중 감량을 돕고, 혈당 수치를 안정시키는 등 여러 가지 기능이 있습니다. 과도한 설탕 섭취로 인한 당뇨병과 비만을 예방하기 위해 가정에서 설탕 대용품으로 사용할 수 있습니다.

2. 자일리톨의 상류 및 하류 산업 응용

자일리톨 산업 사슬은 비교적 간단합니다. 상류에서 원자재 공급은 주로 옥수수 속대, 밀짚, 면실 껍질과 같은 다당류가 풍부한 농업 폐기물과 미생물, 효소 및 기타 공급원에 의존합니다. 중류 산업은 자일리톨 제조업체와 공급업체로 구성되는 반면 하류 사용자는 주로 식품 가공, 제약, 일용 화학 및 기타 산업에서 찾을 수 있습니다. 하류 시장에서 자일리톨은 주로 사탕에 사용되며 다양한 유형의 사탕이 시장의 78.65%를 차지합니다. 글로벌 자일리톨 츄잉껌 부문에서 시장 점유율 66.3%로 1위를 차지했으며, 사탕과 초콜릿이 15.3%, 의료 및 개인 관리가 11.3%로 그 뒤를 이었습니다. 기타 분야는 시장의 7.1%를 차지합니다.

3. 글로벌 및 국내 자일리톨 산업 현황

글로벌 자일리톨 시장 규모는 해마다 증가하고 있는 반면, 중국의 자일리톨 생산량은 감소하고 있습니다. 전반적인 글로벌 자일리톨 시장 규모는 2017년 8억 달러에서 2021년 9억 9,300만 위안으로 증가 추세를 보였으며, 5년 CAGR은 4.4%였습니다. 글로벌 자일리톨 시장 규모의 성장률은 안정적으로 유지되었으며, 2018년에서 2021년까지 5% 이상 꾸준히 증가하여 2021년에는 5.53%에 도달했습니다. 글로벌 자일리톨 시장 규모는 2023년에 11억 1,000만 달러에 도달할 것으로 추산되며, 이는 상당한 시장 잠재력을 나타냅니다.

중국은 현재 세계 최대의 자일리톨 생산국이자 수출국입니다. 국내 자일리톨 수출은 상당한 수익을 창출하고 안정적인 수출 가격을 가지고 있습니다. 국내 자일리톨의 수입량은 비교적 적으며, 가장 높은 수입량은 2017년에 805,600달러였고, 가장 낮은 수입량은 2019년에 불과 171,500달러였습니다. 이는 주로 자일리톨 수입 가격의 큰 변동으로 인한 것으로, 2020년과 2022년에 100,000달러/톤을 초과했습니다. 또한 자일리톨의 수입 가격은 일반적으로 수출 가격보다 높습니다. 국내 자일리톨 수출은 더 많은 수익을 창출하며, 수출 금액은 일반적으로 1억 달러를 초과하여 2018년에는 1억 8,800만 달러에 도달했고 2022년 11월에는 1억 5,000만 달러에 도달하여 2021년 수출된 1억 1,500만 달러보다 훨씬 높습니다. 국내 자일리톨의 평균 수출 가격은 3,000달러/톤으로 안정되어 자일리톨 수출에서 비교적 안정적인 수입을 나타냅니다.

4. 자일리톨 생산용 수지 선택 및 공정 솔루션

Sunresin Technology는 수지에 대한 당알코올 제품의 높은 삼투압에 대응하여  세플리트 ® 모노젯™ LSF974  그리고  세플리트 ® 모노젯™ LSF9730  균일한 입자 크기, 우수한 강도 및 긴 사용 수명을 특징으로 하는 제트 균일 입자 이온 교환 수지. 또한, 균일한 입자 크기는 수지 베드의 압력 강하를 줄여 기존 수지(예:  세플리트 ® LSF970  그리고  세플리트 ® LSF973 . 수지는 또한 파손율이 낮고 불순물 제거 효과가 더 좋으므로 생산 효율을 크게 향상시키고 생산 비용을 절감할 수 있습니다.

또한, 썬레진은 옥수수속이나 끈적끈적한 반섬유와 같은 가수분해된 목당에 존재하는 높은 염분 문제를 해결하기 위해 SSMB 연속 크로마토그래피 염 분리 공정과 연속 이온교환 공정을 개발했습니다.

순차적 시뮬레이션 이동층(SSMB) 연속 크로마토그래피 공정: 이 공정은 맞춤형 크로마토그래피 수지와 수지의 이온 배제 메커니즘을 활용하는 시스템을 사용하여 고염 및 색소를 함유한 자일로스 가수분해물에서 설탕과 소금을 분리하도록 설계되었습니다. 전체 공정에는 산이나 알칼리 소모 없이 순수한 물만 필요하므로 90% 이상의 회분 함량과 일부 색소가 제거됩니다. 이를 통해 후속 이온 교환 시스템의 부하가 줄어들고 수지 사용량이 낮아지며 결과적으로 재생제 소모가 줄어듭니다.

연속 이온 교환 공정은 수지 활용도와 효율성을 개선하기 위해 밸브 어레이를 통한 수지 컬럼 이동을 시뮬레이션합니다. 동일한 생산 용량으로 수지 사용량이 낮고, 다단계 수지 컬럼은 재료, 재생제 및 헹굼수를 반복적으로 사용할 수 있어 운영 비용을 크게 절감할 수 있습니다.

5. 연속 이온 교환 장치 응용

수지의 성능 이점을 극대화하기 위해 Sunresin은 더욱 진보된 연속 이온 교환 장치를 설계했습니다. 자체 제어 밸브의 매트릭스 레이아웃을 통해 수지 컬럼을 빠르게 전환하고 재사용할 수 있어 생산 공정 중에 재료(산, 알칼리, 물)의 소비를 크게 줄일 수 있습니다.

수지와 장비는 높은 활용도로 지속적으로 작동할 수 있어 후속 공정 세그먼트에 중단 없고 안정적인 공급 원료를 제공합니다. 기존 고정 베드 시스템과 비교했을 때 수지 사용량은 50-80%, 재생제 사용량은 35-60% 감소할 수 있습니다.