1、牛奶濃縮
脫脂奶粉的生產(chǎn)現(xiàn)在使用蒸發(fā)法。在生產(chǎn)冰淇淋，雪糕、酸奶等時(shí)，為調(diào)整固形物濃度，常添加脫脂奶粉。但在脫脂奶粉的生產(chǎn)過(guò)程中，蛋白質(zhì)的變質(zhì)是不可避免的。近年來(lái)，隨著消費(fèi)者對(duì)奶制品質(zhì)量、味覺(jué)要求的提高，生產(chǎn)廠家開(kāi)始追求無(wú)蛋白質(zhì)變質(zhì)的牛奶濃縮法。膜分離的特征就是在低溫下操作，無(wú)相變，因而可在不使蛋白質(zhì)變質(zhì)的條件下實(shí)現(xiàn)牛奶濃縮。此外，牛奶極易腐敗，對(duì)處理過(guò)程的衛(wèi)生要求很高，如必須設(shè)有加熱殺菌，設(shè)備易于清洗，極力減少設(shè)備中料液的殘留死角等等。日東電工開(kāi)發(fā)的HG系列反滲透膜(商品名: Thermoplus)具有90℃熱殺菌時(shí)的耐熱性能、專(zhuān)用的膜壓力容器可使膜組件內(nèi)不殘留料液，從而已經(jīng)成功地用于牛奶濃縮生產(chǎn)中。
除原奶濃縮外，反滲透膜還用于相關(guān)的奶制品工業(yè)，如脫脂奶濃縮，乳清預(yù)備濃縮，稀薄奶回收，還原奶精制等工藝。
2、乳品行業(yè)
膜技術(shù)在乳品工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝，降低能耗，減少?gòu)U水污染，提高乳品綜合利用率等優(yōu)勢(shì)。目前膜技術(shù)在乳品工業(yè)中的應(yīng)用主要有：乳漿的濃縮，牛奶的濃縮，鮮奶酪生產(chǎn)，牛奶的標(biāo)準(zhǔn)化，蛋白質(zhì)分餾，鹽水的過(guò)濾，乳清的脫鹽，乳制品的除菌等。在此應(yīng)用領(lǐng)域中，美國(guó)KOCH濾膜擁有全球60%以上的市場(chǎng)占有率。
3、牛乳濃縮設(shè)備：
利用膜技術(shù)對(duì)食品組分進(jìn)行濃縮與提純，能夠保留食品原有的風(fēng)味物質(zhì)，目前已廣泛應(yīng)用于脫脂乳的濃縮上。利用納濾膜濃縮的牛乳可以制成高級(jí)冰淇淋，在一般的濃縮乳中，由于存于其中的鹽類(lèi)也被濃縮，所制成的冰淇淋口感不佳。而經(jīng)納濾膜濃縮的牛乳中鹽類(lèi)減少，使制成的冰淇淋口感嫩滑，同時(shí)因?yàn)闆](méi)有被加熱，制品的奶味格外濃郁。
在奶酪生產(chǎn)中超濾濃縮已得到廣泛應(yīng)用，采用不同的濃縮比對(duì)生產(chǎn)奶酪的原料乳進(jìn)行濃縮，提高了原料乳的濃度，可節(jié)省發(fā)酵劑和凝乳酶的用量，減少后續(xù)工序中產(chǎn)生的乳清，從而減少了酪蛋白和乳清的損失，提高了奶酪的產(chǎn)率。
4、大豆乳清廢水
大豆分離蛋白(SPI) 經(jīng)酸沉后產(chǎn)生的乳清廢水,通過(guò)絮凝離心處理,可以去除乳清中65 %左右的脂肪、90 %左右的懸浮固體。在絮凝離心處理后的乳清廢水進(jìn)入MF 膜裝置,在蛋白質(zhì)損失只有10 %左右的情況下,脂肪去除率高達(dá)90 %以上,懸浮固體可被全部去除。
4.1 回收蛋白、低聚糖
(1) UF/ (NF) RO 組合膜法。根據(jù)回收廢水的成分及回用水的要求,如圖1 所示[15 ] ,在合適的膜過(guò)程,可以回收到不同的高價(jià)值產(chǎn)品,如可溶性蛋白、低聚糖和純水。由于乳清蛋白分子量為2 000～20 000u、大豆低聚糖分子量為300～700 u ,因此采用UF 膜和NF 膜技術(shù),可以將這2 種物質(zhì)分離。研究表明,用UF 膜可回收乳清廢水中幾乎所有的蛋白質(zhì); 用NF 膜濃縮UF 透過(guò)液,對(duì)大豆低聚糖中功能性成分水蘇糖和棉子糖的回收率超過(guò)90 %。UF 濃縮液經(jīng)雙效蒸發(fā)濃縮和噴霧干燥即可得到成品乳清蛋白粉。大豆乳清廢水經(jīng)過(guò)粗過(guò)濾、脫色除鹽后,用PS的UF膜去除廢水中的雜蛋白,再用NF 或RO 濃縮提取低聚糖。結(jié)果表明,UF 有效地脫除了乳清廢水中的蛋白;選用的NF 膜和RO 膜都能把乳清液中的低聚糖100 %回收,低聚糖的濃度從起始的1 %提高到12 %。
用卷式PS 的UF 膜、卷式聚酰胺( PA) 復(fù)合的RO 膜處理大豆蛋白廢水的研究表明, UF 膜對(duì)乳清廢水中蛋白回收率為90 %～99 % ,RO 膜濃縮回收廢水中低聚糖 。將大豆加工廢水進(jìn)行調(diào)pH 值、離心、預(yù)過(guò)濾、微濾和調(diào)溫等預(yù)處理;然后將預(yù)處理后的大豆加工廢水在一定壓力下通過(guò)UF 膜系統(tǒng),以提取大豆乳清蛋白;再將UF 膜透過(guò)液送入NF 膜系統(tǒng),以提取大豆低聚糖并將其進(jìn)行脫色處理;最后對(duì)NF膜透過(guò)液進(jìn)行后處理以得到可回用于生產(chǎn)的水或符合排放標(biāo)準(zhǔn)的水 。
(2) ED/ UF/ RO 組合膜法。大豆加工廢水先用板框過(guò)濾機(jī)初濾,濾液泵入U(xiǎn)F 膜裝置,脫除蛋白等雜質(zhì)后,得到干物質(zhì)約3 %濃度的濃縮液,然后泵入RO 膜裝置濃縮成含干物質(zhì)約15 %的濃糖漿,再經(jīng)ED 脫鹽、減壓濃縮成含干物質(zhì)約50 %的漿狀低聚糖產(chǎn)品,最后經(jīng)噴霧干燥得到低聚糖粉[19 ] 。為了減少乳清廢水中無(wú)機(jī)鹽對(duì)NF 特別是RO過(guò)程的影響,經(jīng)預(yù)處理的乳清廢水先進(jìn)行ED 法除鹽,然后UF 法提取可溶性蛋白,RO 法濃縮低聚糖。