乳品工业是超滤大规模工业应用最早涉足的领域之一，1977年即在新西兰建立了乳清加工装置。为了完全截留全部的牛奶蛋白质，膜的截留相对分子质量须小于10000。早期用于乳品工业的超滤膜主要是醋酸纤维素膜，后来逐渐被热、化学稳定性更好的聚砜、聚醚砜和聚偏氟乙烯膜取代。与醋酸纤维素膜相比，这几种膜一方面具有较高的使用温度（50～55℃），从而保持料液的低黏度、高通量，减少装置膜面积，降低泵能耗；另一方面，膜的适用pH范围宽，抗氧化性能好，宜于用酸、碱等化学清洗剂清洗和氧化剂卫生消毒。
目前，全世界乳品工业的膜装置（主要是超滤和反渗透）的膜面积已经超过300000m2。超滤膜技术在乳品工业中的应用如图5-6所示。
图5-6 超滤在乳品工业中的应用领域示意图
超滤膜在乳品工业中的应用主要是各种乳酪生产中牛奶的浓缩和乳清蛋白质的浓缩，也用于改善味道和增浓蛋白质和钙的特质牛奶产品。
（一）乳酪制造
传统的乳酪制造法中，牛奶先经过巴氏灭菌（72℃，16s），然后在乳酸和凝乳酶的作用下凝聚。牛奶凝聚时其全部成分以称为凝乳的固体存在。将凝乳破碎、加热，释放出大部分溶解组分，其浮在上层的为乳清（占牛奶质量的85%～90%）。往凝乳沉淀中加入酸、酶、霉菌和酵母等添加物，经一系列复杂的生物变化和化学反应制得乳酪。
1969年，Maubois，Mocquot和Vassal开拓性地研发了用于乳酪制造的超滤过程，即MMV过程。在牛奶凝聚前，用超滤移去过量的水分和乳糖，减少了自凝乳中分离乳清的要求。MMV过程首先将牛奶预浓缩至蛋白质、脂肪、固体达乳酪中的浓度，然后用传统方法将预乳酪转变成乳酪。
图5-7中分别给出了传统乳酪制造过程和MMV过程。与传统乳酪制作过程相比，MMV过程具有以下优点：
①超滤截留的乳清蛋白保留在预乳酪中，乳酪产率可增加10%～30%。
②凝乳酶用量大幅减少，最多可减少80%。(www.xing528.com)
③省去了传统乳酪生产中为加热、冷却凝乳过程释放出乳清而准备的储槽，节省了基建费用和能耗。
④因超滤移除了大多水和乳糖，产生的乳清少，甚至不产生乳清，超滤透过液少酸性且清澈，不含蛋白质而含乳糖和溶解的非蛋白质氨，较乳清更易处理。
⑤可采用进料—排放连续超滤操作，节省基建费用，同时可以提高操作效率。
图5-7 乳酪制造的传统方法和超滤过程的比较
（二）乳清超滤
乳清是乳酪生产的副产品，是乳酪生产期间自凝乳排出的液体。其固含量约6.3%，主要成分为乳糖（5.0%）、蛋白质（0.6%）、矿物质（0.6%）和脂肪（0.1%）。由于乳清很稀，且乳糖与蛋白质含量较高，难以利用，而其生物耗氧量高达32000～60000mg/L，又构成严重的排污问题。
乳清的超滤是超滤技术工业应用的一个范例，超滤能同时分级、纯化和浓缩乳清组分，提高乳清利用率并减少污染。超滤移除乳清中的乳糖和矿物质，得到高浓度的蛋白质截留液，该溶液再经蒸发和喷雾干燥得到干态的乳清蛋白质浓缩物（WPC）。该乳清蛋白质浓缩物的质量分数高达60%（干基），可作动物饲料添加剂。此外，通过超滤和全过滤的组合操作，可进一步将蛋白质质量提高至约95.5%（干基）。如此高浓度的蛋白质浓缩物可直接加到许多乳品中，或作为饮料、婴儿食品和香肠的添加物。
如今，超滤处理乳清生产乳清蛋白质浓缩物（WPC）在食品和乳品工业中业已确立。图5-8给出了经典的乳清超滤生产干态WPC的流程。
图5-8 乳清超滤生产干态WPC的流程
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