膜技术在乳业中的应用

1.现在，浓缩脱脂奶粉的生产采用蒸发法。在生产冰淇淋，冰淇淋，酸奶等时，为了调节固体浓度，经常添加脱脂奶粉。但是在脱脂奶粉的生产过程中，蛋白质的降解是不可避免的。近年来，随着消费者对乳制品质量和口味的要求不断提高，制造商已开始采用不浓缩蛋白质的牛奶浓缩方法。膜分离的特征是它可以在低温下运行而不会发生相变，因此可以实现乳汁浓缩而不会降解蛋白质。另外，牛奶非常容易变质，并且对加工过程的卫生要求很高。例如，必须提供加热消毒，设备易于清洁，并且设备中原料液体的剩余死角最小。日东电工开发的HG系列反渗透膜（商品名：Thermoplus）在90°C的高温灭菌过程中具有耐热性，专用的膜压力容器在膜组件中没有任何液体，已成功用于浓缩牛奶中在生产中。除原奶浓缩外，反渗透膜还用于相关的乳制品行业，例如脱脂奶浓缩，乳清制品浓缩，稀奶回收和精制牛奶工艺减少。 2.乳业的膜技术在乳业中具有广泛的应用。具有简化生产工艺，降低能耗，减少废水污染，提高乳制品综合利用率的优点。目前，膜技术在乳品行业中的应用主要包括：浓缩乳浆，浓缩乳，生产新鲜奶酪，标准化牛奶，分离蛋白质，盐水过滤，乳清脱盐，和乳制品杀菌。在此应用领域中，美国KOCH滤膜占全球市场份额的60％以上。 3.牛奶浓缩设备：膜技术用于浓缩和纯化食品成分，可以保留食品的原始风味物质，并已广泛用于脱脂牛奶的浓缩中。使用纳滤膜浓缩的牛奶可以制成高级冰淇淋。在一般的浓缩牛奶中，由于储存在其中的盐也被浓缩，因此制得的冰淇淋的味道不好。然而，通过纳滤膜浓缩的牛奶中的盐浓度降低了，这使得冰淇淋的口感变得柔滑。同时，由于不加热，因此产品的牛奶味道特别丰富。超滤浓缩已广泛用于奶酪生产中，使用不同的浓缩比来浓缩用于奶酪生产的原料奶，从而提高了原料奶的浓度，节省了发酵剂和凝乳酶的含量，并减少了后续工序的乳清产量，从而降低了酪蛋白和乳清的损失，并增加奶酪的产量。 4.大豆乳清废水可以通过絮凝离心去除大豆蛋白分离物（SPI）酸沉淀后产生的乳清废水，以除去乳清中的65％脂肪和90％悬浮固体。絮凝和离心后，乳清废水进入MF膜装置。当蛋白质损失仅为约10％时，脂肪去除率可高达90％，并且可以完全去除悬浮的固体。 4.1回收的蛋白质和低聚糖（1）UF /（NF）RO复合膜法。根据再生废水的成分和再生水的需求，如图1 [15]所示，在适当的膜工艺中，可以回收不同的高价值产品，例如可溶性蛋白，低聚糖和纯净水。由于乳清蛋白的分子量为2000-2000u，大豆寡糖的分子量为300-700u，因此可以通过UF膜和NF膜技术分离这两种物质。研究表明，UF膜可用于回收乳清废水中的几乎所有蛋白质，NF膜可用于浓缩UF渗透物以回收功能成分大豆寡糖，水苏糖和棉子糖的含量超过90％。 UF浓缩液可通过双效蒸发浓缩并喷雾干燥得到乳清蛋白粉成品。大豆乳清废水经过粗滤，脱色和脱盐后，用PS的UF膜去除废水中的蛋白质，然后通过NF或RO浓缩法提取低聚糖。结果表明，超滤可有效去除乳清废水中的蛋白质。所选的NF膜和RO膜可回收乳清液中100％的寡糖，并且寡糖的浓度从最初的1％增加到12％。辊式PS UF膜和辊式聚酰胺（PA）复合RO膜处理大豆蛋白废水的研究表明，UF膜可回收乳清废水中90％至99％的蛋白质，而RO膜可以浓缩并回收废水中的寡糖。将大豆加工废水进行pH值调节，离心，预过滤，微滤和温度调节，然后将预处理的大豆加工废水在一定压力下通过UF膜系统提取大豆乳清蛋白，然后将UF膜渗透液送出。 NF膜系统提取大豆低聚糖并使其脱色。最后，对NF膜渗透液进行后处理，以获得可用于生产的水或符合排放标准的水。 （2）ED / UF / RO组合膜法。用板框式过滤器对大豆加工废水进行初步过滤，然后将滤液泵入超滤膜装置，以除去蛋白质等杂质，从而获得浓缩液，其干物质浓度约为3％。浓缩糖浆％，然后用ED脱盐，在减压下浓缩成浆状的寡糖产品，其中含有约50％的干物质，最后喷雾干燥以获得寡糖粉末[19]。为了减少乳清废水中的无机盐对NF的影响，特别是RO工艺，通过ED法对预处理的乳清废水进行脱盐，然后用UF法提取可溶性蛋白，并通过RO法浓缩低聚糖。