Ces dernières années, les membranes en oxyde de graphène ont été principalement utilisées pour le dessalement de l'eau de mer et la séparation des colorants. Cependant, elles ont de nombreuses applications, notamment dans l'industrie agroalimentaire.
Une équipe de recherche du Centre mondial d'innovation aquatique de l'Université Shinshu a étudié l'application de membranes d'oxyde de graphène au lait. Ce type de membrane forme généralement une couche dense de saleté (carbone, « Membranes d'oxyde de graphène pour lait sans lactose » sur des membranes polymères).
Fermez la membrane d'oxyde de graphène imprégnée de lactose et d'eau ; laissez les graisses, les protéines et les macromolécules dans le lait.
Les membranes en oxyde de graphène présentent l'avantage de produire des couches poreuses anti-encrassement, ce qui permet de mieux préserver leurs performances de filtration que les membranes polymères commerciales. Leur composition chimique unique et leur structure en couches permettent d'améliorer la pénétration du lactose et de l'eau, tout en repoussant les graisses, les protéines et certains minéraux. Par conséquent, la texture, la saveur et la valeur nutritionnelle du lait sont mieux préservées qu'avec les films polymères commerciaux.
Grâce à la structure stratifiée unique de la couche d'encrassement poreuse et de la membrane en oxyde de graphène, la concentration en lactose et le flux de perméation du lactose sont bien supérieurs à ceux des membranes de nanofiltration commerciales. L'utilisation d'une membrane support avec une taille de pores de 1 μm comme membrane en oxyde de graphène améliore la contamination irréversible. Cela conduit à la formation d'une couche d'encrassement poreuse, ce qui permet un taux de récupération plus élevé du flux d'eau après filtration du lait.
Mettant en avant ses excellentes performances antisalissures et sa haute sélectivité pour le lactose, ce travail pionnier démontre l'application des membranes d'oxyde de graphène dans l'industrie agroalimentaire, notamment laitière. Cette méthode conserve le potentiel considérable d'éliminer le sucre des boissons tout en préservant les autres ingrédients, augmentant ainsi leur valeur nutritionnelle.
Les propriétés antisalissures élevées des solutions riches en matières organiques (comme le lait) en font également un choix idéal pour d'autres applications (comme le traitement des eaux usées et les applications médicales). Le groupe prévoit de poursuivre l'exploration de l'application du film d'oxyde de graphène.
Ce travail s'appuie sur les résultats de recherche antérieurs du groupe, notamment la création de membranes d'oxyde de graphène pulvérisées (« Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes ») pour le dessalement de l'eau de mer en nanotechnologie naturelle. La membrane présente une stabilité chimique améliorée grâce à l'ajout de quelques couches de graphène, tout en affichant des performances de filtration stables après cinq jours de fonctionnement. De plus, la méthode de dépôt par pulvérisation est très prometteuse en termes d'évolutivité.
Mettant en avant ses excellentes performances antisalissures et sa haute sélectivité pour le lactose, ce travail pionnier démontre l'application des membranes d'oxyde de graphène dans l'industrie agroalimentaire, notamment laitière. Cette méthode conserve le potentiel considérable d'éliminer le sucre des boissons tout en préservant les autres ingrédients, augmentant ainsi leur valeur nutritionnelle.
Les propriétés antisalissures élevées des solutions riches en matières organiques (comme le lait) en font également un choix idéal pour d'autres applications (comme le traitement des eaux usées et les applications médicales). Le groupe prévoit de poursuivre l'exploration de l'application du film d'oxyde de graphène.
Ce travail s'appuie sur les résultats de recherche antérieurs du groupe, notamment la création de membranes d'oxyde de graphène pulvérisées (« Effective NaCl and dye rejection of hybrid graphene oxide/graphene layered membranes ») pour le dessalement de l'eau de mer en nanotechnologie naturelle. La membrane présente une stabilité chimique améliorée grâce à l'ajout de quelques couches de graphène, tout en affichant des performances de filtration stables après cinq jours de fonctionnement. De plus, la méthode de dépôt par pulvérisation est très prometteuse en termes d'évolutivité.
Date de publication : 20 juillet 2021
