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Enregistrement W7125093820

Development of a membrane process for the concentration of fava bean extract for plant-based dairy applications

2024· article· en· W7125093820 sur OpenAlexaboutno aff
M. Sjölin, G. Rudolph-Schöpping, Marjesse Smienk, Frank Lipnizki

Notice bibliographique

RevueLund University Publications (Lund University) · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEnvironmental Science
ThématiqueMembrane Separation Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésUltrafiltration (renal)MembraneIngredientDairy industryMembrane technologyMixing (physics)Food products
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Introduction. Fava beans are an increasingly popular and viable crop, and an excellent nutritious choice for novel plant-based food products. Fava beans are industrially underexploited as a food ingredient and are today mainly used as animal feed [1]. However, fava beans are an interesting base material for producing plant-based milk. While soy milk dominates the legume-based beverage segment, there is an opportunity to diversify and broaden this market by incorporating fava beans that offer better functionality and nutrition than soy beans [2, 3]. There are very few studies reported in the scientific literature regarding membranes in the plant-based dairy industry, which opens the possibility of a whole new research field. Common processing steps for plant-based beverages (such as high-shear mixing and ultrahigh temperature treatment) can create shear and thermal effects, which can lead to changes in the structure of the proteins, and subsequently affect the stability of the protein emulsions [4]. Ultrafiltration is well establishedfor the cow milk based dairy industries, but also has great potential in producing legume-based products. Thus, ultrafiltration was investigated as a suitable solution for plant-based dairies.Experimental/methodology. A series of different experiments were performed to study the performance of membranes. Initially, a membrane screening of 5 commercial ultrafiltration membranes with low molecular weight cut-offs from Alfa Laval, Microdyn Nadir and Synder were assessed in an Alfa Laval LabStak M20 unit. The membrane screening was performed in concentration mode at a temperature of50°C, a transmembrane pressure of 2 bar, and at a volume flow of 4 L/min. After this, a parameter study and fouling and cleaning assessment of the two most promising membranes was conducted in an Alfa Laval LabStak M10 membrane unit. To identify the optimal operation parameters, at 50°C, the transmembrane pressure was varied between 0.1 and 2.5 bar, the crossflow velocity was changed between 0.1 and 1.0 m/s. Thereafter, the fouling degree and cleaning capacity were determined throughpure water flux measurements, where both alkaline, enzymatic and acid cleaning agents were assessed. Finally, a pilot scale experiment with the most promising membrane candidate was performed in an Alfa Laval M39 Combi unit (3.8” spiral wound), first as parameter study and then as a concentration study. The transmembrane pressure was varied between 0.5-2.5 bar and the flow changed between 0.6-1.2 m3/h. Results and discussion. From the membrane screening, GR90 (Alfa Laval) and UH005 (Microdyn Nadir) were selected as promising candidates. Both achieved good fluxes (14.8 and 12.8 Lm-2h-1, respectively) combined with high protein retentions (79% and 80% total nitrogen retention, respectively). The parameter study showed that a crossflow velocity of 1 m/s and a transmembrane pressure around 1 bar were optimal operational set-points. Although severe fouling occurred on the membrane surfaces, it was possible to recover the pure water flux through a cleaning protocol combining alkaline and enzymatic cleaning agents. When scaling up the process to a 3.8” spiral wound module of the GR90 membrane, a cross flow of 1.2 m3/h and 0.7 bar was applied to concentrate the fava bean base with a volumetric concentration factor of 3.0. The flux varied between 1-6 Lm-2h-1 during the concentration. Overall, this study showed the possibility of ultrafiltration as a suitable unit operation in the future plant-based dairy industries. Acknowledgments.The Green Dairy AB, Sweden, are greatly acknowledged for the collaboration and supply of the fava bean base.References. [1] Crépon, K.; Marget, P.; Peyronnet, C.; Carrouée, B.; Arese, P.; Duc, G. Field Crops Research, 2010, 115 (3), 329-339.[2] Nawaz, M. A.; Singh, T. K.; Stockmann, R.; Jegasothy, H.; Buckow, R. Foods, 2021, 10 (6).[3] Nawaz, M. A.; Tan, M.; Øiseth, S.; Buckow, R. Food Reviews International, 2022, 38 (5), 1064-1102.[4] Qamar, S.; Bhandari, B.; Prakash, S. Food Research International 2019, 116, 1374-1385.

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)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
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 enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

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

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 Opus0,028
Tête enseignante GPT0,243
Écart entre enseignants0,215 · 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
Publié2024
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