無機膜在牛奶工業中的應用主要是超濾和微濾膜。微濾膜截留脂肪、細菌及大分子酪蛋白，透過乳蛋白、乳糖、鹽類等相對分子量較小的物質。超濾膜截留液中則含有乳蛋白，只有小分子物質如乳糖、可溶鹽及非蛋白可透過膜。
1、牛奶的微濾除菌（乳清蛋白膜濃縮分離設備）
微濾在乳品工業中的應用主要是脫脂除菌和濃縮大分子酪蛋白物質，這是由牛奶中各種成分的尺寸決定的。
牛奶中的細菌尺寸一般大于0.2μm，而脂肪粒的尺寸在0.1～2μm之間，都比其他成分要大，因此采用微濾膜可以去除牛奶中的細菌，對于脫脂奶，在微濾除菌前后其品質變化不大。在全奶的研究中發現，采用1.8μm的氧化鋁膜進行微濾，可以使細菌數下降兩倍，同時有98%的脂肪被去除，而蛋白質則較好的被保留在過濾后的牛奶中。
2、全奶或巴氏殺菌奶的濃縮
在奶酪生產中可以采用膜技術進行全奶或巴氏殺菌奶的濃縮。此技術可制備高蛋白含量(>20%～22%)的液態奶酪，作為制備軟或半硬奶酪的原料。通過膜過濾，脂肪、蛋白質留在濃縮液中，而乳糖、溶解蛋白、礦物質和其他微量成分留在乳清液中，使蛋白質與脂肪的比例達到奶酪的正常水平，成為液態標準乳酪。
用超濾法生產奶酪的好處在于：
● 使奶酪產量增加10%～30%；
● 降低凝乳酶用量70%～85%；
● 由于水和乳糖都被去除，產生的乳清量很少；
● 能實現生產的連續化和自動化。
二、乳清蛋白膜濃縮分離設備
在乳品工業的奶酪生產過程中，將產生大量的乳清。一般來說，每100kg牛奶生產10～20kg，同時有80～90kg的乳清產生，由于其中蛋白質和乳糖比例太低以及高的BOD(30000～50000)含量，使得它很難處理。
采用膜技術處理乳清包括乳清的微濾澄清和超濾濃縮等過程，如圖所示：
乳清的微濾主要是去除細菌、類脂物質等，為了下一步超濾濃縮提供澄清的乳清。通過超濾，可使乳清中蛋白質濃縮并濾去乳糖而提高濃縮物兩者的比例，制作乳清蛋白濃縮物(WPC)。由于操作條件、pH值等相對比較溫和，乳清蛋白在濃縮后仍然保持良好的性能，因而超濾在乳清蛋白濃縮方面已得到很廣泛的應用。采用超濾技術可把蛋白質濃度由10%～12%增加都35%，50%乃至80%，同時降低了濃縮液中乳糖和一些鹽類，若進一步脫鹽、干燥蒸發可制嬰兒奶粉，比傳統蒸發工藝大大節省了能源消耗。
三、奶酪/酸奶的濃縮
脫脂乳或全乳在乳酸發酵后，可以生產新鮮的奶酪，這一過程包括將含有乳糖和無機物的水溶液相從發酵后的酸奶體系中分開，而全部蛋白質和脂肪則保留在截留液中，傳統上使用蒸發濃縮法或離心分離法，不但能耗較高，且會破壞牛奶中的某些熱敏性成份，影響產品質量。將超濾和反滲透膜技術用于稀牛奶的濃縮，可生產出品質令人滿意的奶酪及甜酸奶。國外已經采用超濾的方法來進行濃縮，從而去除了蒸發濃縮或離心分離工藝，由于酸奶的pH值在4.4左右，在此條件下鈣鹽*溶解，因此在制得的奶酪中保留了鈣含量，口味與傳統方法制得的相似。
四、牛初乳的除菌
初乳除擁有常乳的所有成分外，還富含了比常乳高得多的對人體正常的新陳代謝和生長發育具有重要的生理調節功能的生活活性成分，加工并開發初乳產品具有很高的社會經濟價值。初乳的除菌是進行初乳加工的*道工序，是保證初乳產品質量的首要前提。由于初乳化學成分特殊，功能因子對酸堿酶熱很敏感，采用低溫巴氏殺菌和噴霧干燥及冷凍干燥加紫外線殺菌等方法往往使IgG部分失活，或者除菌不*，且留下大量的細菌殘體及由其引起的毒素。因此，用傳統法對初乳除菌顯然是不合適的。
采用無機膜分離技術處理加工初乳不僅保持了分離工程中一些功能性組分的生物活性，而且能對初乳進行“冷殺菌”，是進行初乳滅菌的理想手段。
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