六十年代末，膜分離技術(shù)開始運(yùn)用于食品工業(yè)，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家"膜分離技術(shù)已廣泛的應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)對(duì)膜分離技術(shù)也開展了許多研究工作，特別是對(duì)超濾膜和反滲透膜的研究。鑒于超濾與反滲透在食品工業(yè)的眾多應(yīng)用，本文主要介紹其在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用。
1、超濾和反滲透
超濾的分離機(jī)理一般認(rèn)為是篩分作用.超濾可以分離范圍在0.02~0.2um之間的不溶性物質(zhì)"通常超濾薄膜可以用于過濾蛋白質(zhì)、脂肪、病毒、樹脂、葡萄糖和色素物質(zhì)。該過程可在低于5個(gè)大氣壓狀態(tài)下操作。
反滲透是利用反滲透膜只能選擇性透過溶劑（通常是水）的性質(zhì)，對(duì)溶液施加壓力以克服溶劑的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜而從溶液中分離出來的過程。它是薄膜分離中復(fù)雜的技術(shù)，又被認(rèn)為是脫水濃縮技術(shù)，它幾乎能阻止所有不溶解的溶質(zhì)，如鹽、糖和離子，只允許溶解質(zhì)或水通過。
超濾和反滲透技術(shù)在果汁生產(chǎn)中有許多優(yōu)點(diǎn)，主要有：（1）操作過程是在常溫下進(jìn)行，特別適用于對(duì)熱敏感物質(zhì)的分離、濃縮與提純，營(yíng)養(yǎng)成分的損失較小；（2）無相變化，能保持飲料的芳香口味，且能耗僅為蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮方法的1/2~1/3； （3）色素分解和褐變反應(yīng)較少，飲料顏色純正，悅目；（4）不需用化學(xué)試劑和添加劑，產(chǎn)品不受外界污染，不會(huì)影響其成分及產(chǎn)品口感；（5）由于膜的推動(dòng)力主要是壓力，因此分離裝置簡(jiǎn)便、操作容易、易控制。
2、超濾和反滲透在果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用
自從Heatherbell等人成功運(yùn)用超濾技術(shù)制得了穩(wěn)定的蘋果澄清汁之后，超濾技術(shù)在果汁澄清中的研究與應(yīng)用發(fā)展很快。國(guó)外已采用超濾反滲透技術(shù)在菠蘿汁、柑桔汁、葡萄汁、蕃茄汁、梨汁等果汁中澄清與濃縮，產(chǎn)品質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益較好。果汁超濾澄清原理和反滲透濃縮原理見圖（1），果汁加工采用超濾和反滲透以后，可以做到節(jié)能，質(zhì)量好，芳香成分大部分保留，脂溶性成分保留多。因此濃縮果汁再生產(chǎn)后與鮮果汁無多大差別，保存期長(zhǎng)。由于有除菌作用"以及濾液中無酶法處理所存在的未分解果膠，所以長(zhǎng)期積存一般不會(huì)出現(xiàn)二次沉淀。
2、1蘋果汁
靠壓榨產(chǎn)生的蘋果汁，含有,12%的固體，其中包括糖、蘋果酸、淀粉、果膠和酚類化合物，如
圖2.1（a）所示，常規(guī)蘋果汁加工中，首先要加入酶以破壞果膠，然后加硅溶膠和明膠，靜置后，上層清液加硅藻土過濾，然后加膨潤(rùn)土通過板框壓濾機(jī)過濾。而采用超濾法，在果汁部分脫酸之后就用超濾法進(jìn)行澄清，如圖2.1（b）所示，如果采用Abcor25.4mm單管式超濾組件,!對(duì)脫酸25%的果汁,在50℃下可獲得3m3/（d. m2）的膜透水速率。超濾得到的果汁濁度為0.4~0.6NTU,而常規(guī)的澄清過程得到濁度為1.5~3.0NTU的果汁.由于超濾后果汁中的細(xì)菌、霉菌、酵母和果膠被去除，所以超濾的果汁具有較長(zhǎng)的貨架壽命，可長(zhǎng)達(dá)2年.超濾的果汁得率96%~98%，甚至可達(dá)98%~99%，且超濾加工時(shí)間很短，少于2h，而常規(guī)澄清則長(zhǎng)達(dá)36h 。因?yàn)槌瑸V操作的簡(jiǎn)便，所以采用超濾法澄清果汁還可節(jié)省貯藏設(shè)備和人力。
有關(guān)研究表明：蘋果汁用壓濾澄清的價(jià)格為11.62美元/m3，而用超濾澄清的成本只有2.78美元/m3。目前DDS公司已有生產(chǎn)能力為10m3/H的蘋果汁超濾澄清設(shè)備。
用醋酸纖維膜管式反滲透裝置濃縮蘋果汁的工藝過程可以得到高質(zhì)量25。Brix的濃縮蘋果汁，其維生素C、氨基酸及香氣成分的損失均比真空蒸餾濃縮要少得多。
用NTR膜的高脫除率和低脫除率的二種卷式反滲透組件組成的多級(jí)反滲透流程可以制取40。~45。Brix蘋果濃縮。我們研究了幾種國(guó)產(chǎn)超濾膜在蘋果汁澄清中作用，對(duì)國(guó)產(chǎn)的聚砜（PS）、磺化聚砜（SPS）、聚砜-磺化聚砜共混膜（PS-SPS）及聚丙烯腈(PAN)四種膜進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)四種超濾膜所得的蘋果澄清汁均呈現(xiàn)清澈’透明#色澤均勻、無沉淀、有明顯的蘋果香味，但經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)膜對(duì)蛋白質(zhì)截留能力更強(qiáng)，PS膜和PS-SPS共混膜具有較高的抗污染能力。因此PS膜及PS-SPS膜適用于蘋果汁澄清。
在對(duì)超濾蘋果汁貯存期間澄清度和色澤變化的研究表明：超濾蘋果汁隨著貯存時(shí)間的增加，澄清度和色澤變化不大，質(zhì)量變化平穩(wěn)。