一、概述
乳品工業(yè)中的膜分離技術(shù)已很成熟。當(dāng)前，幾乎所有的國際乳品加工廠都采用了工業(yè)化反滲透和超濾裝置加工脫脂乳和乳清液，尤其是利用膜技術(shù)分離濃縮乳清蛋白已形成了相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力。
膜分離技術(shù)用于乳品加工可以降低能耗，減少廢水污染及綜合利用副產(chǎn)品等，尤其是乳清的回收利用，可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
膜技術(shù)在乳品工業(yè)中主要用于:牛奶濃縮;乳清脫鹽;牛奶的組分分離;廢水處理同時回收蛋白質(zhì);濾除牛奶或乳清中的細(xì)菌等。
加工流程
脫脂乳或乳清-預(yù)處理-超濾-脫鹽-蒸發(fā)-噴霧干燥-成品-包裝;
奶酪生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝是在脫脂乳中加入發(fā)酵劑和凝乳酶后再進(jìn)行混合和凝固，在此過程中會有25%的乳清蛋白從凝乳中析出排放到乳清中而流失。而用超濾(UF)濃縮脫脂乳，大部分乳糖可透過膜而被除去，大部分乳清蛋白被膜阻留在濃縮乳中，從而提高奶酪產(chǎn)量和質(zhì)量。其基本工藝如下:
脫脂乳-預(yù)處理-超濾-濃縮液-加發(fā)酵劑-奶酪制造-奶酪
反滲透(RO)法濃縮可去除60%以上的水分，可將牛乳的固形物含量由原來的8%提高到22%，而固形物的透過率只有0.15%~0.2%;脫脂乳濃縮采用溫度30~50℃超濾，可將脫脂乳濃縮到固形物3~4倍，通過稀釋過濾除去乳糖和鹽分后，可得到蛋白質(zhì)含量高達(dá)80%的脫脂濃乳，然后進(jìn)行干燥，可節(jié)約大量的能源。
脫脂乳濃縮：
利用膜濾技術(shù)對乳品組分進(jìn)行濃縮與提純能夠保留乳品原有的風(fēng)味，已廣泛應(yīng)用于脫脂乳的濃縮。膜技術(shù)作為乳品的低溫濃縮技術(shù)，取代了傳統(tǒng)的熱蒸發(fā)濃縮，節(jié)省了大量的能源。另外，膜濃縮的加工溫度較低，可防止乳品中的營養(yǎng)成分被高溫破壞和高溫環(huán)境下蛋白質(zhì)的變性。
乳請脫鹽與濃縮：作為制酪工業(yè)的副產(chǎn)品，乳清的組成很復(fù)雜，其中人們最感興趣的是乳清蛋白。目前乳清的最大用途是飼料。通過不同的膜組合和DF技術(shù),可以從乳清中得到不同的產(chǎn)品。
采用超濾(UF)技術(shù)后，可從乳清中分離出低分子的水、鹽和乳糖，從而改善了濃縮物中蛋白質(zhì)、乳糖和鹽的比例。隨著濃縮度的提高，可使產(chǎn)品中的蛋白質(zhì)含量調(diào)節(jié)到所需數(shù)值，一般可將乳清濃縮到總固形物25%以上，噴霧干燥后，得到乳清蛋白濃縮粉，其蛋白質(zhì)含量可達(dá)35~80%。
應(yīng)用反滲透(RO)脫除甜乳清中的水分，再蒸發(fā)干燥。生產(chǎn)奶酪和其它硬奶酪所產(chǎn)生的咸乳清(鹽含量極高)，很難和甜乳清同樣進(jìn)行處理。必須先脫鹽然后才能回收、蒸發(fā)、干燥。
因為超濾(UF)可以完全截留牛奶或乳清中的蛋白質(zhì)，而乳糖和灰分可完全透過，因此可采用"稀釋超濾"的工藝在濃縮蛋白質(zhì)的同時盡可能的去除乳糖和灰分。從而制取高蛋白的脫脂奶粉和脫鹽、脫乳糖的乳清粉，用于生產(chǎn)冰淇淋和酸奶及軟奶酪和其它發(fā)酵乳制品。
膜法濃縮分離的特點
在常溫和低壓下進(jìn)行分離與濃縮，因而能耗低，從而使設(shè)備的運行費用低。
設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)簡單，故投資費用低。
膜分離過程只是簡單的加壓輸送液體，工藝流程簡單，易于操作管理。
膜作為過濾介質(zhì)是由高分子材料制成的均勻連續(xù)體，純物理方法過濾，物質(zhì)在分離過程中不發(fā)生質(zhì)的變化(即不影響物料的分子結(jié)構(gòu))。
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