In den letzten Jahren wurden Graphenoxidmembranen hauptsächlich zur Meerwasserentsalzung und Farbstofftrennung eingesetzt. Membranen haben jedoch ein breites Anwendungsspektrum, beispielsweise in der Lebensmittelindustrie.
Ein Forschungsteam des Global Aquatic Innovation Center der Shinshu University hat die Anwendung von Graphenoxidmembranen in Milch untersucht. Diese Art von Membran bildet normalerweise eine dichte Schmutzschicht (Kohlenstoff, „Graphenoxidmembranen für laktosefreie Milch“ auf Polymermembranen.).
Schließen Sie die von Laktose und Wasser durchdrungene Graphenoxidmembran; Fette, Proteine und Makromoleküle bleiben in der Milch.
Graphenoxidmembranen haben den Vorteil, poröse Fouling-Schichten zu bilden, sodass ihre Filtrationsleistung besser erhalten bleibt als bei handelsüblichen Polymermembranen. Die einzigartige Chemie und Schichtstruktur der Graphenoxidmembran ermöglicht eine verbesserte Durchdringung von Laktose und Wasser und weist gleichzeitig Fett, Protein und einige Mineralien ab. Dadurch bleiben Textur, Geschmack und Nährwert der Milch im Vergleich zu handelsüblichen Polymerfolien besser erhalten.
Aufgrund der einzigartigen Schichtstruktur der porösen Fouling-Schicht und der Graphenoxid-Membran ist die Laktosekonzentration und der Laktose-Permeationsfluss deutlich höher als bei kommerziellen Nanofiltrationsmembranen. Durch die Verwendung einer Trägermembran mit einer Porengröße von 1 μm als Graphenoxid-Membran wird die irreversible Kontamination verbessert. Dies führt zur Bildung einer porösen Fouling-Schicht, die eine höhere Rückgewinnungsrate des Wasserflusses nach der Milchfiltration ermöglicht.
Diese Pionierarbeit unterstreicht die hervorragende Antifouling-Leistung und die hohe Selektivität gegenüber Laktose und demonstriert die Anwendung von Graphenoxidmembranen in der Lebensmittelindustrie, insbesondere in der Milchindustrie. Diese Methode bietet das große Potenzial, Zucker aus Getränken zu entfernen und gleichzeitig andere Inhaltsstoffe zu erhalten, wodurch deren Nährwert erhöht wird.
Die hohen Antifouling-Eigenschaften organischer Lösungen (wie Milch) machen sie auch für andere Anwendungen (wie Abwasserbehandlung und medizinische Anwendungen) zu einer idealen Wahl. Die Gruppe plant, die Anwendung von Graphenoxidfilmen weiter zu erforschen.
Diese Arbeit basiert auf früheren Forschungsergebnissen der Gruppe, insbesondere der Entwicklung von Graphenoxid-Sprühmembranen („Effektive NaCl- und Farbstoffabweisung von hybriden Graphenoxid-/Graphen-Schichtmembranen“) für die Meerwasserentsalzung mittels natürlicher Nanotechnologie. Die Membran weist durch die Zugabe weniger Graphenschichten eine verbesserte chemische Stabilität auf und zeigt nach fünf Betriebstagen eine stabile Filtrationsleistung. Darüber hinaus ist das Sprühabscheidungsverfahren hinsichtlich der Skalierbarkeit sehr vielversprechend.
Diese Pionierarbeit unterstreicht die hervorragende Antifouling-Leistung und die hohe Selektivität gegenüber Laktose und demonstriert die Anwendung von Graphenoxidmembranen in der Lebensmittelindustrie, insbesondere in der Milchindustrie. Diese Methode bietet das große Potenzial, Zucker aus Getränken zu entfernen und gleichzeitig andere Inhaltsstoffe zu erhalten, wodurch deren Nährwert erhöht wird.
Die hohen Antifouling-Eigenschaften organischer Lösungen (wie Milch) machen sie auch für andere Anwendungen (wie Abwasserbehandlung und medizinische Anwendungen) zu einer idealen Wahl. Die Gruppe plant, die Anwendung von Graphenoxidfilmen weiter zu erforschen.
Diese Arbeit basiert auf früheren Forschungsergebnissen der Gruppe, insbesondere der Entwicklung von Graphenoxid-Sprühmembranen („Effektive NaCl- und Farbstoffabweisung von hybriden Graphenoxid-/Graphen-Schichtmembranen“) für die Meerwasserentsalzung mittels natürlicher Nanotechnologie. Die Membran weist durch die Zugabe weniger Graphenschichten eine verbesserte chemische Stabilität auf und zeigt nach fünf Betriebstagen eine stabile Filtrationsleistung. Darüber hinaus ist das Sprühabscheidungsverfahren hinsichtlich der Skalierbarkeit sehr vielversprechend.
Veröffentlichungszeit: 20. Juli 2021
