膜过滤与乳品深加工
发布于: 2026-06-02

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5月28日上午,洁翼流体技术(上海)有限公司(简称“洁翼流体”),由技术总监叶俊华作为代表,在中国乳制品工业协会第三十二次年会、2026年中国乳业技术博览会暨2026乳业嘉年华的专业论坛现场之新技术、新设备、新原料、新产品“四新”发布会,面向行业朋友,做了《膜过滤与乳品深加工》的专题汇报。

汇报分享了目前市场上主流的膜过滤(膜分离)技术与关键设备以及以膜过滤为核心的几大深加工路径。在以膜过滤为精准提纯的工艺方向上,我们看到了目前国产膜过滤设备在以下三大方向上取得了突破。

 

第一,“非热”浓缩-纳滤作为干燥前的总固提升方案

在高品质乳蛋白粉(包括浓缩乳蛋白粉MPC、浓缩乳清蛋白粉WPC等)的进一步提纯与浓缩技术上,作为“非热”浓缩的绿色方案-纳滤系统的国产化取得了实质性的进步。

其实,全球对纳滤浓缩的研究已有多年,以下是行业的一些研究数据和结论:

1.        纳滤浓缩工艺的乳蛋白,在感官特性:色泽、质地、风味和滋味综合评分可达到92.8/100, 高于蒸发浓缩产品的83.5/100,风味物质留存率提高近30%  [1]

2.        从营养物质存留率看,纳滤工艺对维生素C的存留均明显高于蒸发工艺;

3.        纳滤能更好的保留Ca、Mg离子,同时去除部分钠、钾离子[1] [2] [3]

4.        在高端乳粉原料的应用质量角度看,纳滤工艺的乳蛋白粉,蛋白结构无论在复水、溶解性、乳化性以及保质期内的应用稳定性上,都表现的更好[1] [4]

以洁翼的实际工程项目为例,目前洁翼纳滤系统在乳清蛋白的浓缩中,可将总固形物约4%的乳清液浓缩至25%左右,同时脱去40%-48%的盐分,产品等级更高,且能耗显著低于传统蒸发工艺。

洁翼高压纳滤系统,可将脱脂奶、原奶进料浓缩至总固形物至35%-40%的能力,单套系统即可取代蒸发器,是乳品加工技术走向绿色、高效与高品质的重要替代方案。

 

第二,乳蛋白深加工的柔性加工模块方案

当下的中国乳情,出现了一个绕不开的热点产品:WPC80! 从2025年到现在,全球都出现了结构性的WPC80与WPI短缺。根据行业预测,未来5年全球乳蛋白供给缺口至少3万吨-即整个中国市场的需求总和。而目前国产化乳蛋白原料仅能满足国内需求的10%不到。短缺,即意味着国产乳蛋白原料的发展机会。

奶酪与乳清蛋白生产密切相关。在全球的主流产品结构中,奶酪+乳清蛋白联产,仍是生产深加工乳蛋白的主要途径。

那么,对于爆发的乳蛋白需求,乳企可以以哪种形式快速上马,同时构建足够柔性的供应链与平衡矩阵,来应对长周期的市场供需变化呢?洁翼给出的思路如下。

n   原制奶酪+乳清联产路径

如果乳企已有原制奶酪、奶酪凝块的项目,在此基础上做乳清原料的深加工。那么在乳蛋白原料的生产中,建议构建模块化系统,实现未来高灵活性生产。以洁翼给出的WPC 40|60|80联产方案为例:

通过在工艺过程中将第一步超滤系统一分为二,即可获得更灵活的WPC多级联产方案。在产能前期不能拉满的情况下,减少设备运营成本;同时具备多级提纯的生产模式,以应对不同的市场变化。

在此基础上,增加一套纳滤与反渗透二合一系统(NF+ROP),即可对乳糖液进行进一步处理,并回收整个工序约70-80%的水至CIP系统作为清洗用水,极大的降低了工厂的污水处理压力,协助客户打造绿色工厂0排放方案。

n   牛奶直分蛋白路径

即采用膜法分离来获得原生乳清蛋白与原生酪蛋白的方案。针对没有原制奶酪或奶酪凝块的产品规划,但想要生产乳清蛋白的客户,洁翼给出了膜法分离蛋白的规模化创新生产路径。

核心技术原理为基于酪蛋白、乳清蛋白的分子量差异,以高精度膜过滤来实现蛋白的分级分离。经过有效的实验验证,洁翼MFF微滤系统可以将脱脂奶中的大多数乳清蛋白,直接分离出来,获得纯净、原生的乳清蛋白液与原生酪蛋白富集奶。

这种工艺生产出来的乳清蛋白液,是目前工艺中可获得的最佳品质乳清蛋白。它没有经过酶凝、酸凝等处理,乳清品质极高,不仅限于WPC的生产,更是进阶生产WPI的理想原料。

那么,对于它的副产物-酪蛋白液(酪蛋白富集奶),解决方案是什么?基于市场现有需求与创新方向,洁翼给出了以下几点方案:

1、  酪蛋白是天然的缓释蛋白,可用于生产有缓释功能需求的中性乳或发酵产品;例如针对缓释吸收的运动蛋白;

2、作为调整酪蛋白与乳清蛋白比例的原料,可用于奶酪用奶出售,直接使用或一定比例替代奶酪加工中的蛋白原料中如酶凝酪蛋白、酪蛋白酸钠等;

3、作为胶束酪蛋白的生产原料;

4、直接或混合一定比例的脱脂奶,作为改性MPC的生产原料;

5、直接喷干,制备奶酪用粉;

6、通过酶解工艺,生产“酪蛋白水解肽”这一高端功能性乳源生物活性原料。据公开资料,酪蛋白肽在压力调控、睡眠质量改善上有很好的作用,目前在澳洲、韩国已获得针对压力管理和睡眠改善的有关功效认证,目前在中国作为普通食品原料进行管理。

在设备方案上,洁翼已经具备30T/h处理能力的酪蛋白、乳清蛋白分离MFF系统的成熟制造能力,对此类方案的快速落地与规模化生产提供了硬件保障。

n   全乳蛋白浓缩与0乳糖方案

也就是膜法高蛋白0乳糖方案。在原制奶酪与乳清联产,酪蛋白、乳清蛋白分离富集的规划之外,洁翼流体给出了第三种乳蛋白方案,即0乳糖浓缩乳蛋白- Lactose Free Milk Protein Concentrate(Lactose Free MPC)。

洁翼流体通过采用超滤与纳滤的集成系统,仅通过膜滤工艺,不使用任何酶解,即可将牛奶中的蛋白富集到4.0%~16.0%的范围,同时乳糖含量降至0.15~0.5%之间,是真正的0添加0乳糖牛奶(国标0乳糖宣称标准为产品中乳糖含量≤0.5g/100g(固体)或≤0.5g/100mL(液体))。

这一工艺的创新点在于,仅使用低温物理性分离,不产生任何相变,不实用传统的乳糖酶,即可获得0乳糖+0总糖的蛋白强化牛奶。相比酶解工艺,有效降低了总糖与甜度,为高端乳基营养食品、特医特膳与运动营养等提供了新思路,目前在圣元老君堂相关产品中已有应用。

 

第三,高蛋白酸奶的膜法工艺方案

2024年底一款宣称“噎出天鹅颈”、“一口噎出二里地”的干噎酸奶凭着有趣的玩梗文化和“高蛋白、低热量”的健康牌,开始概念普及,并在2025年彻底出圈。这场关乎“高蛋白”宣称的健康属性酸奶,在中国市场希腊酸奶从“小众风口”迈向“主流选择之一”的爆发前夜,似乎是当下最具活力和想象力的增长之一。

从技术角度看,这类以“高蛋白”、“低糖”、“稠厚”为营销卖点的酸奶,有没有一种以更合理的初始投资,来创造新增长空间的方式?相比传统的分离方案,洁翼流体给出了更适合中国“高蛋白酸奶”增长的创新方案。

n   前浓缩,后发酵

采用洁翼超滤系统作为前浓缩模块,同时搭配使用常规发酵罐和夸克高锥发酵罐,可以解锁蛋白质含量高达12%的高蛋白酸奶。

前浓缩超滤模块,最大的价值在于独立模块化与一机多用:

1.        实现不同梯度的蛋白指标,一台机器相当于拥有N多配方可能性;

2.        可以同时用于生产高蛋白牛奶;

3.        可以同时用于生产减乳糖牛奶;

在产线布局上,前浓缩超滤模块可以同时嵌入发酵产线、巴杀、ESL或UHT产线,用于高蛋白酸奶、奶酪用奶、低温/常温高蛋白牛奶或厚乳的生产,真正实现一机多用!在当下由规模增长转向价值增长的转型期,可以极大拓宽供应链的柔性和韧性。

n   前发酵,后浓缩

后浓缩工艺的核心设备为洁翼超级超滤系统-JE SUPER UF(卷式膜与平板膜二合一),主要针对更高固形物含量、更高粘度发酵产品的分离与浓缩。与机械分离原理的分离机相比,后浓缩膜法分离具备以下特点:

1.        更合理的初始投资;

2.        与常规发酵罐搭配使用,可处理的蛋白指标更宽泛,约为6-14%;

3.        乳清蛋白留在产品中,小分子蛋白让产品口感更细腻,同时产品得率更高、营养价值更高;

4.        酸乳清中几乎不含蛋白成分,更少的浪费,更低的污水处理压力;

5.        脂肪可直接参与发酵,赋予产品更丰富的风味;

6.        膜孔带来的天然平滑作用,让产品质构更软、更细腻,更适合中国“干噎却不干涩”的口感喜好。

 

总结

中国的乳品新故事正在越来越多的发生。“吃得少,吃得好”是我们愈发感受到的饮食行为、食量结构与健康期待的演变。少与好,意味着营养密度提升、精准制造与功能导向。

伴随着国内越来越明显的“低温”及“深加工”趋势,以膜过滤(膜分离)为典型“非热技术”代表的进步,显示出了创新工艺改变乳制品生产方式的长足潜力,是乳品深加工不可或缺的战略性技术。

而一直以蛋白为核心价值主张、以健康为叙事的乳品行业,也正经历着品类结构发展与消费重塑的关键时期。我们也越来越深刻的意识到,原料端的安全与自主,已经成为了时代的新命题。

乳清蛋白只是一个缩影。透过它折射出了我们从终端品牌竞争到全产业链博弈的新发展阶段。作为中国乳品加工膜过滤设备全国销量第一的品牌[5],洁翼流体将持续以创新、高效、价值增长为驱动的服务方案,向客户提供柔性供应链建设的新思路,减少投资浪费,与市场一起打造更适合中国“乳情”发展的长期增长动能!

 

信息来源:

[1] Cao, Jialu | Wang, Geng | Wu, Shaozong | Zhang, Wei | Liu, Chang | Li, Haimei | Li, Yan | Zhang, Liebing, Comparison of nanofiltration and evaporation technologies on the storage stability of milk protein concentrates[J] Dairy science & technology, 2016, Volume 96 Issue 1 Pagination 107 - 121 ISSN 1958-5586

[2]  M. F. Sayel, Nahla Tariq Khalid, Khalid Turki Rashid, Comparative Study of Nanofiltration and Evaporation Technologies on the Milk Concentration [J]. Earth and Environmental Science, 2023 , № 11, p. 112022

https://www.nalvmo.cn/xwzx/gsxw/951.html

[3] http://paper.cfsn.cn/content/2025-01/23/content_170999.htm

[4]  Wang, Hong | Wang, Yunna | Cao, Jialu | Yuan, Dongdong | Chen, Liankun | Han, Jie | Li, Yan | Zhang, Liebing, Short communication: Effects of nanofiltration and evaporation on the gel properties of milk protein concentrates with different preheat treatments 【J】 Journal of dairy science,2018, Volume 101 Issue 6 Pagination 4977 - 4982 ISSN 0022-0302

[5] 数据来源:尚普咨询集团;通过市场研究,对比全国(不包括港澳台)范围内,各企业乳品加工膜过滤设备全渠道市场表现,得出:洁翼,乳品加工膜过滤设备全国销量第一;乳品加工膜过滤设备是指一种基于膜分离技术的专用卫生型流体加工设备,用于对牛奶或其他乳制品进行物理除菌、分离、浓缩或成分调整。

统计时间: 2025年1月1日至2025年12月31日;本声明于2026年4月完成研究。