Gros plan sur une membrane d'oxyde de graphène où le lactose et l'eau s'infiltrent; laisser de la graisse, protéines et grosses molécules dans le lait. Crédit :Aaron Morelos-Gomez, Université de Shinshu
Au cours des dernières années, Les membranes d'oxyde de graphène ont été principalement étudiées pour le dessalement de l'eau et la séparation des colorants. Cependant, les membranes ont un large éventail d'applications, comme dans l'industrie alimentaire. Un groupe de recherche dirigé par Aaron Morelos-Gomez du Global Aqua Innovation Center de l'Université de Shinshu a étudié l'application de membranes d'oxyde de graphène pour le lait, qui crée généralement des couches d'encrassement denses sur les membranes polymères.
Les membranes en oxyde de graphène ont l'avantage de créer une couche d'encrassement poreuse. Par conséquent, leurs performances de filtration peuvent être mieux maintenues que les membranes polymères commerciales. La structure chimique et laminaire unique de la membrane d'oxyde de graphène a permis une meilleure perméation du lactose et de l'eau tout en rejetant les graisses, protéines, et quelques minéraux. Ainsi la texture, saveur, et la valeur nutritionnelle du lait ont été mieux préservées qu'avec les membranes polymères du commerce.
La concentration de lactose et de flux de perméat de lactose était beaucoup plus élevée que les membranes de nanofiltration commerciales, en raison de la couche d'encrassement poreux et de la structure laminaire unique de la membrane d'oxyde de graphène. L'encrassement irréversible a été amélioré en utilisant une membrane de support avec une taille de pores de 1 µm pour la membrane d'oxyde de graphène. Cela a provoqué la formation d'une couche d'encrassement poreux qui a permis une récupération plus élevée du flux d'eau après la filtration du lait.
Soulignant son excellente propriété antifouling et sa haute sélectivité pour le lactose, ce travail pionnier démontre l'application des membranes d'oxyde de graphène pour l'industrie alimentaire, notamment l'industrie laitière. Cette méthode conserve un fort potentiel d'élimination des sucres des boissons tout en préservant les autres ingrédients, augmentant ainsi leur valeur nutritionnelle. La haute propriété antifouling contre une solution riche en matière organique, comme le lait, en fait également un candidat idéal pour d'autres applications telles que le traitement des eaux usées et les applications médicales. Le groupe prévoit de continuer à explorer les applications des membranes d'oxyde de graphène.
