過去数年間、酸化グラフェン膜は主に海水の脱塩や色素の分離に使用されてきました。ただし、膜には食品産業などの幅広い用途があります。
信州大学グローバルアクアティックイノベーションセンターの研究チームは、牛乳への酸化グラフェン膜の応用を研究しました。この種の膜は通常、ポリマー膜上に緻密な汚れの層（炭素、「無乳糖ミルク用酸化グラフェン膜」）を形成します。
乳糖と水が浸透した酸化グラフェン膜を閉じます。脂肪、タンパク質、高分子が牛乳の中に残ります。
酸化グラフェン膜には多孔質の汚れ層を生成するという利点があるため、市販のポリマー膜よりも濾過性能を維持できます。酸化グラフェン膜の独特の化学的性質と層状構造により、脂肪、タンパク質、一部のミネラルをはじきながら、乳糖と水の浸透を高めることができます。したがって、市販のポリマーフィルムと比較して、牛乳の食感、風味、栄養価をよりよく保存できます。
多孔質ファウリング層と酸化グラフェン膜の独特な層構造により、乳糖濃度と乳糖透過流束は市販のナノ濾過膜よりもはるかに高くなります。酸化グラフェン膜として細孔径1μmの支持膜を使用することで、不可逆的な汚染が改善されます。これにより多孔質の付着層が形成され、牛乳が濾過された後の水分フラックスの回収率が向上します。
この先駆的な研究は、その優れた防汚性能と乳糖に対する高い選択性を強調し、食品産業、特に乳製品産業における酸化グラフェン膜の応用を実証しています。この方法は、他の成分を保持しながら飲料から砂糖を除去するという大きな可能性を維持し、その結果、栄養価を高めます。
有機物が豊富な溶液 (牛乳など) は高い防汚特性を備えているため、他の用途 (廃水処理や医療用途など) にも理想的な選択肢となります。同グループは今後も酸化グラフェン膜の応用研究を続ける予定だ。
この研究は、同グループのこれまでの研究成果、すなわち、天然ナノテクノロジーにおける海水淡水化のための噴霧酸化グラフェン膜の作成（「ハイブリッド酸化グラフェン/グラフェン層状膜の効果的なNaClと色素除去」）に基づいている。このメンブレンは、数層のグラフェンを追加することで化学的安定性が向上し、5 日間の稼働後も安定した濾過性能を示します。さらに、スプレー蒸着法は拡張性の点でも非常に有望です。
この先駆的な研究は、その優れた防汚性能と乳糖に対する高い選択性を強調し、食品産業、特に乳製品産業における酸化グラフェン膜の応用を実証しています。この方法は、他の成分を保持しながら飲料から砂糖を除去するという大きな可能性を維持し、その結果、栄養価を高めます。
有機物が豊富な溶液 (牛乳など) は高い防汚特性を備えているため、他の用途 (廃水処理や医療用途など) にも理想的な選択肢となります。同グループは今後も酸化グラフェン膜の応用研究を続ける予定だ。
この研究は、同グループのこれまでの研究成果、すなわち、天然ナノテクノロジーにおける海水淡水化のための噴霧酸化グラフェン膜の作成（「ハイブリッド酸化グラフェン/グラフェン層状膜の効果的なNaClと色素除去」）に基づいている。このメンブレンは、数層のグラフェンを追加することで化学的安定性が向上し、5 日間の稼働後も安定した濾過性能を示します。さらに、スプレー蒸着法は拡張性の点でも非常に有望です。
投稿時間: 2021 年 7 月 20 日