Lactic acid removal and demineralization of acid whey by coupling electrodialysis under pulsed electric fields with pre-concentration by nanofiltration: impact on spray drying and powder quality
Notice bibliographique
Résumé
Acid whey is a liquid by-product generated after acid precipitation during the production of fresh cheese and Greek yogurt. Its valorization has become a critical issue, as acid whey is considered one of the largest waste streams in the dairy industry. The high lactic acid and calcium content of acid whey limit the drying process required for its valorization, necessitating its pre-treatment. In this study, the coupling of nanofiltration (NF) with electrodialysis (ED) under pulsed electric field (PEF) conditions was explored. ED under two PEF conditions, PEF 5 s/5 s and PEF 15 s/15 s, was compared to ED under continuous current (CC). Prior to ED treatments, acid whey was concentrated (4.33 ± 0.41×) by NF, resulting in increases in the concentrations of calcium, magnesium, lactic acid and lactose by 46.7 %, 93.3 %, 25.8 % and 164.1 %, respectively. The ED treatments were performed until 70 % demineralization was achieved, during which 46.3 % of the lactic acid was recovered from acid whey, with no differences observed among the conditions tested ( p > 0.05). A greater removal of calcium and magnesium was achieved using PEF 5 s/5 s ( p < 0.05), resulting in 35.1 and 47.0 % higher removal compared to CC, respectively. The removal of lactic acid and divalent ions by coupling NF and ED under CC improved the drying yield by 13.75 percentage points compared to NF alone. The improvement was further amplified when coupling NF and ED under PEF 5 s/5 s, achieving a drying yield of 90.35 ± 1.74 %. This represents an 18.86 percentage point increase compared to NF alone and a 5.11 percentage point increase compared to NF coupled with conventional ED. Powder quality analysis after spray drying revealed that PEF 5 s/5 s effectively reduced the hygroscopicity of the powders. These results demonstrate for the first time the promising potential of improving acid whey drying and yield by coupling NF and ED under different PEF conditions. Furthermore, the valorization of organic acids and minerals recovered from the acid whey could pave the way for exploring circular economies (CE) in the future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».