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Enregistrement W2923314964

Optimisation and integration of membrane processes for the fruit juice industry

2005· article· en· W2923314964 sur OpenAlexaboutno aff
Frank Lipnizki

Notice bibliographique

RevueLund University Publications (Lund University) · 2005
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueMembrane Separation Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésDiafiltrationUltrafiltration (renal)ChemistryProcess engineeringNanofiltrationPilot plantPulp and paper industryBeverage industryUnit operationMicrofiltrationMembraneChromatographyEngineeringChemical engineering
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

IntroductionMembrane processes can be either used in direct competition with conventional separation processes or in combination with these to cover a wider separation range. The focus of this work is on the applications in an apple juice plant using membrane processes in combination with conventional separation processes, i.e. separators and evaporators.Traditional Apple Juice Plant The traditional apple juice production process is shown. This process involves settling tank(s) and/or kieselguhr filtration for the clarification of apple juice. Both processes are normally regarded as costly and difficult. Additionally, the traditional process includes an evaporation step for the concentration of apple juice above 75 Brix.Apple Juice ClarificationRecently ultrafiltration has established itself as a unit operation to clarify apple juice by removing suspended solids or other high molecular solids such as proteins and starch. So far the industrial standard has been the use of either tubular or Plate&Frame ultrafiltration modules. However, both module configurations are commonly associated with low packing density and high membrane replacement costs. Furthermore, this process is commonly run in batch mode and diafiltration water has to be added in the final stage of the clarification to maximise the process yield. A new concept developed by Alfa Laval combines a high-speed separator with spiral wound ultrafiltration modules to overcome these limitations. The key advantages of new concept are:•High quality juice with respect to colour, taste and clarity.•Elimination of bentonite, gelatine, and kieselguhr. •Lower membrane replacement costs compared to tubular and Plate&Frame modules.•Elimination of diafiltration water. •Continuous operation with long running cycles at stable fluxes. Even though the new clarification concept has slightly higher initial investment costs and an increased number of unit operations this is quickly offset by the advantages. After only two years the lower operating and membrane replacement costs make the investment more profitable.Apple Juice ConcentrationFor the concentration of apple juice, the combination of reverse osmosis and evaporation can provide an interesting process combination. Reverse osmosis, as initial step can remove more than 50% of the water content prior to evaporation, making it possible to significantly reduce overall costs. By applying reverse osmosis concentration levels of 20–25 Brix can be achieved, while the subsequent evaporation can boost these levels to above 75 Brix. The key advantages of new concept are:•Combination of reverse osmosis and evaporation saves up to 25 to 40% energy compared with direct evaporation. •Concentration of 20 to 25 Brix with only 7-9 kWh/m3. •98–99% rejection of sugar and acid. •80–90% rejection of volatile flavours. •Recycling of permeate as process water.Conclusions & OutlookThis case study on apple juice production demonstrates that integration and optimisation of membrane-based separation processes with conventional separation processes such as high-speed separators and evaporators can lead to improved process designs. The two concepts discussed offer both technical and economical advantages compared with stand-alone units. Furthermore, the concepts discussed in this study are not only applicable to apple juice but also suitable for other fruit juices. Overall, this study indicates that the future of membrane processes will rarely be as stand alone process units, but rather it will be as an integrated and optimised part of a process package achieving a predefined separation. Hence, optimisation and integration will play an important role in the future of membrane processes.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,002
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0020,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,222
Écart entre enseignants0,199 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2005
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