膜分离技术在乳品浓缩中的应用.doc

杭州沃腾膜工程有限公司
HangzhouWatechMembraneEngineeringCO，。LTD
膜分离技术在乳品浓缩中的应用
1、牛奶浓缩
脱脂奶粉的生产现在使用蒸发法。在生产冰淇淋，雪糕、酸奶等时，为调整固形物浓度，常添加脱脂奶粉。但在脱脂奶粉的生产过程中，蛋白质的变质是不可避免的。近年来，随着消费者对奶制品质量、味觉要求的提高，生产厂家开始追求无蛋白质变质的牛奶浓缩法。膜分离的特征就是在低温下操作，无相变，因而可在不使蛋白质变质的条件下实现牛奶浓缩。此外，牛奶极易腐败，对处理过程的卫生要求很高，如必须设有加热杀菌，设备易于清洗，极力减少设备中料液的残留死角等等。除原奶浓缩外，反渗透膜还用于相关的奶制品工业，如脱脂奶浓缩，乳清预备浓缩，稀薄奶回收，还原奶精制等工艺。

2、乳品行业
膜技术在乳品工业中有着广泛的应用，具有简化生产工艺，降低能耗，减少废水污染，提高乳品综合利用率等优势。目前膜技术在乳品工业中的应用主要有：乳浆的浓缩，牛奶的浓缩，鲜奶酪生产，牛奶的标准化，蛋白质分馏，盐水的过滤，乳清的脱盐，乳制品的除菌等。
3、牛乳浓缩设备：
利用膜技术对食品组分进行浓缩与提纯，能够保留食品原有的风味物质，目前已广泛应用于脱脂乳的浓缩上。利用纳滤膜浓缩的牛乳可以制成高级冰淇淋，在一般的浓缩乳中，由于存于其中的盐类也被浓缩，所制成的冰淇淋口感不佳。而经纳滤膜浓缩的牛乳中盐类减少，使制成的冰淇淋口感嫩滑，同时因为没有被加热，制品的奶味格外浓郁。
在奶酪生产中超滤浓缩已得到广泛应用，采用不同的浓缩比对生产奶酪的原料乳进行浓缩，提高了原料乳的浓度，可节省发酵剂和凝乳酶的用量，减少后续工序中产生的乳清，从而减少了酪蛋白和乳清的损失，提高了奶酪的产率。
4、大豆乳清废水
大豆分离蛋白(SPI)经酸沉后产生的乳清废水,通过絮凝离心处理,可以去除乳清中65%左右的脂肪、90%左右的悬浮固体。在絮凝离心处理后的乳清废水进入MF膜装置,在蛋白质损失只有10%左右的情况下,脂肪去除率高达90%以上,悬浮固体可被全部去除。
4.1回收蛋白、低聚糖
(1)UF/(NF)RO组合膜法。根据回收废水的成分及回用水的要求,在合适的膜过程,可以回收到不同的高价值产品,如可溶性蛋白、低聚糖和纯水。由于乳清蛋白分子量为2000～20000u、大豆低聚糖分子量为300～700u,因此采用UF膜和NF膜技术,可以将这2种物质分离。用UF膜可回收乳清废水中几乎所有的蛋白质;用NF膜浓缩UF透过液,对大豆低聚糖中功能性成分水苏糖和棉子糖的回收率超过90%。UF浓缩液经双效蒸发浓缩和喷雾干燥即可得到成品乳清蛋白粉。大豆乳清废水经过粗过滤、脱色除盐后,用PS的UF膜去除废水中的杂蛋白,再用NF或RO浓缩提取低聚糖。UF有效地脱除了乳清废水中的蛋白;选用的NF膜和RO膜都能把乳清液中的低聚糖100%回收,低聚糖的浓度从起始的1%提高到12%。
用卷式PS的UF膜、卷式聚酰胺(PA)复合的RO膜处理大豆蛋白废水的实验表明,UF膜对乳清废水中蛋白回收率为90%～99%,RO膜浓缩回收废水中低聚糖。将大豆加工废水进行调pH值、离心、预过滤、微滤和调温等预处理;然后将预处理后的大豆加工废水在一定压力下通过UF膜系统,以提取大豆乳清蛋白;再将UF膜透过液送入NF膜系统,以提取大豆低聚糖并将其进行脱色处理;最后对NF膜透过液进行后处理以得到可回用于生产的水或符合排放标准的水。
(2)ED/UF/RO组合膜法。大豆加工废水先用板框过滤机初滤,滤液泵入UF膜装置,脱除蛋白等杂质后,得到干物质约3%浓度的浓缩液,然后泵入RO膜装置浓缩成含干物质约15%的浓糖浆,再经ED脱盐、减压浓缩成含干物质约50%的浆状低聚糖产品,最后经喷雾干燥得到低聚糖粉。为了减少乳清废水中无机盐对NF特别是RO过程的影响,经预处理的乳清废水先进行ED法除盐,然后UF法提取可溶性蛋白,RO法浓缩低聚糖。
膜分离技术是一种对环境污染小、能量消耗低、无需使用添加剂、避免产品破坏，以及过滤的同时将物料浓缩或分离的新型加工技术。
膜分离技术在乳品加工中显示出越来越多的实用价值和广阔的应用背景。