Under de senaste åren har grafenoxidmembran huvudsakligen använts för avsaltning av havsvatten och färgämnesseparation. Membran har dock ett brett användningsområde, till exempel inom livsmedelsindustrin.
Ett forskarteam från Global Aquatic Innovation Center vid Shinshu University har studerat tillämpningen av grafenoxidmembran i mjölk. Denna typ av membran bildar vanligtvis ett tätt smutslager (kol, ”Grafenoxidmembran för laktosfri mjölk” på polymermembran).
Stäng grafenoxidmembranet som är genomsyrat av laktos och vatten; lämna fetter, proteiner och makromolekyler kvar i mjölken.
Grafenoxidmembran har fördelen att de producerar porösa nedsmutsningslager, så deras filtreringsprestanda kan bibehållas bättre än kommersiella polymermembran. Den unika kemin och skiktade strukturen hos grafenoxidmembranet gör det möjligt att förbättra penetrationen av laktos och vatten, samtidigt som det stöter bort fett, protein och vissa mineraler. Därför kan mjölkens konsistens, smak och näringsvärde bevaras bättre jämfört med kommersiella polymerfilmer.
På grund av den unika skiktstrukturen hos det porösa nedsmutsningsskiktet och grafenoxidmembranet är koncentrationen av laktos och laktospermeationsflöde mycket högre än hos kommersiella nanofiltreringsmembran. Genom att använda ett stödmembran med en porstorlek på 1 μm som grafenoxidmembran förbättras den irreversibla kontamineringen. Detta leder till bildandet av ett poröst nedsmutsningsskikt, vilket möjliggör en högre återvinningsgrad av vattenflödet efter att mjölken har filtrerats.
Detta banbrytande arbete, som framhäver dess utmärkta antifouling-prestanda och höga selektivitet mot laktos, demonstrerar tillämpningen av grafenoxidmembran inom livsmedelsindustrin, särskilt mejeriindustrin. Denna metod bibehåller den stora potentialen att avlägsna socker från drycker, samtidigt som den bevarar andra ingredienser och därmed ökar deras näringsvärde.
De höga antifoulingegenskaperna hos organiskt rika lösningar (som mjölk) gör det också till ett idealiskt val för andra tillämpningar (såsom avloppsrening och medicinska tillämpningar). Gruppen planerar att fortsätta utforska tillämpningen av grafenoxidfilm.
Detta arbete bygger på gruppens tidigare forskningsresultat, nämligen skapandet av sprayade grafenoxidmembran (”Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes”) för avsaltning av havsvatten inom naturlig nanoteknik. Membranet uppvisar förbättrad kemisk stabilitet genom att lägga till några lager grafen, samtidigt som det uppvisar stabil filtreringsprestanda efter fem dagars drift. Dessutom är spraydeponeringsmetoden mycket lovande när det gäller skalbarhet.
Detta banbrytande arbete, som framhäver dess utmärkta antifouling-prestanda och höga selektivitet mot laktos, demonstrerar tillämpningen av grafenoxidmembran inom livsmedelsindustrin, särskilt mejeriindustrin. Denna metod bibehåller den stora potentialen att avlägsna socker från drycker, samtidigt som den bevarar andra ingredienser och därmed ökar deras näringsvärde.
De höga antifoulingegenskaperna hos organiskt rika lösningar (som mjölk) gör det också till ett idealiskt val för andra tillämpningar (såsom avloppsrening och medicinska tillämpningar). Gruppen planerar att fortsätta utforska tillämpningen av grafenoxidfilm.
Detta arbete bygger på gruppens tidigare forskningsresultat, nämligen skapandet av sprayade grafenoxidmembran (”Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes”) för avsaltning av havsvatten inom naturlig nanoteknik. Membranet uppvisar förbättrad kemisk stabilitet genom att lägga till några lager grafen, samtidigt som det uppvisar stabil filtreringsprestanda efter fem dagars drift. Dessutom är spraydeponeringsmetoden mycket lovande när det gäller skalbarhet.
Publiceringstid: 20 juli 2021
