科学发展 浅析膜分离技术及其在乳品工业中的应用 徐欣 （黑龙江立高仪器设备有限公司） 摘要：膜分离技术是一种最近几年新出现的一种高新分离技术，从２０世纪５０年代开始，各种其他形式的膜就开始应用在生产当中，其出现之后逐 渐成为了很多国家研究人员研究的一个非常重点的内容，很多人都认为这项技术的发展潜力非常大，在应用的过程中它也存在着非常大的优势，它更加 的安全，操作也更加的方便，同时还能体现出非常大的环保优势，在众多领域都得到了较为广泛的应用。本文主要分析了膜分离技术及其在乳品工业中的 应用，以供参考和借鉴。 关键词：膜技术；乳品工艺；应用 从２Ｏ世纪７０年代开始，国外就已经对超滤和反渗透膜技术应用在了乳品 ２；ｘｍ的陶瓷膜微滤全脂牛乳，得到透过液和截留液。再分离出透过液和截留液 加工行业当中，但是因为在这一过程中所产生的膜污染现象非常的严重，膜的 中的脂肪，得到２种稀奶油。通过感官评价来评判这２种稀奶油同全脂牛乳得 渗透量在这一过程中受到了非常大的影响，后来找到了比较好的方法对其予以 到的稀奶油的组织结构和口感。结果发现，微滤透过液得到的稀奶油的脂肪球 清洗，就重新使用，随着时代的发展，膜技术也有了非常大的转变，这些技术也 尺寸小，口感最好。 逐渐应用在了乳品工业当中，同时在这一过程中获得了非常大的经济效益。 ４牛奶的脱盐 １去除细菌和芽孢 在食品工业中，己工业化且效果较好的应用莫过于乳清的浓缩脱盐了。奶 传统的用于牛乳的杀菌方法 巴氏杀菌’ ‘超高温瞬时灭菌”，此技术应 酪生产中剩余的乳清含有４％－－６％ＮａＣ１、 的固体，ＢＯＤ达４５０００ｍｇ／Ｌ，这种含 用多年，技术成熟，但有一个问题：在高温下，牛奶的风味和营养受到较大影响， 盐乳清存在着排放问题。由于含盐，其不能与正常的乳清混合，如果直接排放则 并且杀死的细菌体残留在牛奶中。而采用微滤无机膜，通过截留的方式达到了 是极严重的污染源。经纳滤后，被截留的乳清返回系统，稀释后继续浓缩脱盐， 真正的除去细菌，并且操作温度低，保留了牛奶的风味和营养，延长了货架期。 可溶盐在渗透液中，可再循环或排放，直到乳清中含盐量降到要求。久米仁司等 相关专家用孔径１．０ｌ￣ｍ陶瓷膜微滤脱脂牛奶以除去其中的芽孢．实验表明直径 使用纳滤技术对脱脂牛奶进行脱盐处理，食盐截留率为６０％ｏ不仅解决了废水 在０．８；ｘｍ左右的芽孢，在较低的膜面速度０．５￣２．０ｍ／ｓ下，芽孢去除因素达４－５， 排放问题，也提高了经济效益。 而酪蛋白没有截留。早期，Ａｌｆａ－Ｌａｖａｌ公司开发了Ｂａｃｔｏｃａｔｃｈ工艺，将微滤和高 ５牛奶浓缩 温短时杀菌结合起来，可降低热处理强度，提高无菌乳的质量。使微滤在恒定压 对牛奶进行浓缩，去除一部分水分，不仅可以减少包装、储藏和运输费用， 力下达到高流量低污染的连续操作。Ｂａｅｔｏｃａｔｃｈ工艺制脱脂奶时，能除去９９．７％ 提高其保藏性，也是作为干燥或更完全脱水所必需的预处理过程。传统的浓缩 的细菌，而酪蛋白只损失１％～３％。但由于牛奶中所含蛋白质较多，当蛋白质通 方法如闪蒸、降膜式蒸发等，一般都要经过加热。如闪蒸一般是将乳沿切线方向 过微滤这个过滤范围时，很容易造成膜通量的迅速下降，使得过滤持续的过程 进入真空罐，罐内温度多为６８￣７２￣Ｃ，牛奶在罐内旋转下降，最后从底部回收。在 很短。 此过程中，气体和蒸汽从牛奶中分离出来并上升到顶部，一部分蒸汽从顶部排 ２酪蛋白分级浓缩 出，使固形物的浓度得到提高。传统蒸发大都能耗高，且对蛋白质破坏程度大。 ２ｌ乳蛋白质分级分离 引入膜分离技术后，可大大降低能耗。 酪蛋白胶束直径一般在２Ｏ到３４０纳米这个区间之内，通常情况下，用０．０５ ６乳品标准化 到０２，微米的无机陶瓷膜就可以很好的对酪蛋白进行浓缩处理。在浓缩之后的 乳品工业的基本原料一牛乳，因受季节、环境等诸多因素影响，其质量组成 液体当中可以得到一定数量的酪蛋白胶束，这种物质的微滤透过液和乳清的性 不均一。为了获得质量稳定一致的产品，在乳品加工中常常需要通过一定的工 质是非常类似的，其中包含了高分子的乳清蛋白，但是却没有酪蛋白巨肽和磷 艺过程来调整原料乳的质量组成，即对牛乳进行标准化。由于膜技术具备选择 脂蛋白细胞和细菌，在浓缩液当中有很多酪蛋白酶磷酸钙的成分，同时它也可 性分离特点，可通过控制合适的浓缩比来调整牛乳中各组分的质量比例。牛乳 以使用在干酪生产或者是乳酪生产当中。相关的研究人员使用厚度为０２２２微米 经超滤浓缩后，其乳脂和蛋白质含量明显提高，而乳糖和灰分则保持了相对稳 的无机陶瓷膜微滤的方式去对脱脂乳当中的酪蛋白进行提取和浓缩，在这一过 定，故用超滤可实现对奶油或牛奶的蛋白质和脂肪含量的大范围调整。通过超 程中，其操作过程中的压力为０．１９ＭＰａ，将温度控制在５ｏｏｃ。膜面的流速必须要 滤将脱脂乳分离为两部分：含有２ 倍蛋白浓缩物的截留液和不含蛋白的透过 控制在每秒６．９米，如果溶液的浓度乙腈达到了原溶液的三倍之后就可以加入 液，以此可将液体奶调整为不同蛋白含量水平。研究显示，经标准化后的牛乳可 浓度适当的氯化钠乳液，在经过干燥喷雾处理之后，产品当中的蛋白质含量可 达到较好的粘度、色泽及感官性状。 以达到８ｏ％左右，在这些物质当中九成以上的物质都是酪蛋白。使用膜技术辅 ７处理乳品厂废水 助其他的方式还可以对Ｂ酶蛋白和 乳清蛋白进行有效的分离，微滤膜在一般 在乳品工厂中，用于清洗设备的废水具有很高的生物需氧量 ＯＤ），不能 的情况下也可以对Ｂ酪蛋白进行深层次的分离，这样也就可以在很大程度上转 直接排放。可用反渗透进行浓缩，提高其同形物含量，减少体积，然后运往指定 变干酪产品自身的口味，其中包含类吗啡肽、提高心血管技能的肽和免疫刺激 排放地点，如养猪场等。乳品厂所排放的废水中ＢＯＤ很高，且含有脂肪、乳糖、 活性的物质；这一方面对青少年、老人和孕妇都存在着非常重要的心理作用，另 蛋白质、灰分等。不允许直接排放，经反渗透浓缩后，可生产营养丰富的牲畜饮 外经过脱脂处理的乳清还能生产纯度非常高的免疫球蛋白，应用这类物质可以 水，如果与果汁混合还可以生产营养饮料。 生产出高级的婴幼儿奶粉。 结束语’ ２，２乳清蛋白分离浓缩 当前，乳品工业当中的膜分离技术在不断的发展，同时也逐渐的从青涩走 乳清是乳酪生产产过程中凝乳液体的部分，１００ｋｇ的牛奶当中就可以得到 向了成熟，在乳品生产的过程中，如果可以合理的使用膜分离技术是可以十分 １Ｏ％到２０％的乳酪以及８Ｏ％到９０％的乳清，超滤膜在应用的过程中可以很好的 有效的降低生产过程中产生的能耗的，此外还减少了生产过程中产生的污染现 改善乳清的质量比，这样也就使得乳清处理成为了一个非常重要的产业，生产 象，这样一来也就给消费者带来了诸多的便利，尤其是在当前这样一个市场经 那出来非常多的乳清蛋白浓缩物质。超滤孔径是非常多的，所以在生产的过程 济高度发展的时代，这项技术的应用更是有着十分积极的意义。● 中如果可以选择合适的超滤膜就可以将乳料当中的蛋白质和其他的一些不溶 参考文献 性的物质全部滞留在膜上，乳清在被截流之后就可以得到乳清蛋白产品，这些 ［１】陆正清．膜分离技术及其在食品工业中的应用ｌＪＪ．江苏调味副食品，２００６ 乳清产品可以做动物的饲料、食品的添加剂和药品化妆品和婴幼儿的乳制品等 （５）． 等。 ｆ２１吕加平，丁玉振，于景华，宋晓飞．牛奶微滤除菌技术研究 中国乳品工 ３分离脂肪 业，２００５（６）． 牛乳中的脂肪球直径在０．１～１５；ｘｍ之间，平均直径为３．４ｐａｎ。理论上可以用 【３１焦凌霞，李保国．纳滤膜技术及其在乳品工业中的应用叨．保鲜与加工， 适当孔径的微滤膜对全脂牛乳进行脂肪分离。牛乳中脂肪在低温下呈半固态 ２０Ｏ４（２）． 状，为了防止脂肪球聚集，一般微滤的温度要控制在５０￣Ｃ左右。研究人员用 ８３翎
