超滤技术，是一种以超滤膜为介质，以膜两侧压力差为推动力的膜分离技术；当混合液流经膜表面时，其中的小分子溶质透过膜，而大分子则被截留在膜表面，从而达到使小分子溶液纯度更高、大分子溶液浓度更高的目的。根据膜的孔径大小，膜分离技术被分为RO（反渗透）、NF（纳滤）、UF（超滤）和MF（微滤）四种类型；其中，应用于超滤技术中的超滤膜，是一种孔径介于微滤和纳滤之间的膜，也是一种具有分离功能的多孔膜，一般认为膜孔径为1到100纳米，截留分子量为1000-1000000Dalton；利用超滤膜的拦截能力，以物理截留的方式，可将溶液中直径大小不同的物质分开，从而达到纯化和浓缩、筛分溶液中不同组成成分的目的。
超滤技术最初应用于从废水中收回电泳的涂料，如今，在食品加工中已经得到了广泛应用，如乳清蛋白分离、果汁澄清、浓缩牛奶、生物工程中细胞的收集等。
超滤技术的发展现状
超滤膜分离技术在饮料工业中能够实现对溶解物、微生物和大分子物质的高效分离和去除，提高饮料的质量和口感，并实现资源的回收和再利用。超滤技术的优势包括：
（1）超滤技术在食品饮料中的应用范围不断扩大，使产品的生产周期缩短，生产效率逐步提高，有利于提高产品的经济效益。
（2）使用超滤技术，能够提高饮料产品的纯度，只产生少量的沉淀物，并且无褐变、无相变等现象发生，操作简便，节约成本；同时，也能够使原料的营养成分和口感极大程度的保留，分离更彻底，澄清更稳定。
（3）超滤膜可以将液态饮料中的溶解物浓缩，有效地去除水分，达到浓缩的目的。
（4）超滤膜可以用于饮料中杂质的去除，如微生物、悬浮物、颗粒和胶体等，以有效地提高饮料的质量和口感，并延长其保质期。
（5）饮料生产过程中产生的废水中可能含有一定的溶解物和有机物，通过超滤膜可以实现废水的回收和再利用，达到资源的节约和环境的保护。
虽然超滤技术在饮料工业中有着诸多优势，但仍然存在一些缺点，如超滤技术的精度尚且不高，而且要达到较好的分离效果对设备有一定要求。除此之外，膜的通量和使用寿命比较低，设备和操作费用较高。因此，超滤技术作为饮料生产中的重要高新技术之一，还有很多方面需要优化。
超滤技术在食品饮料中的应用
对于奶基饮料，超滤技术不仅可以改善口感，还可以提高其营养价值。研究表明，超滤纯化后的牛奶蛋白分子量比牛奶原液中的蛋白分子量小，因此，奶基饮料中的蛋白质含量明显高于炼乳或生奶；并且，应用超滤技术低温杀菌，可使奶基饮料中的大部分微生物失活，从而使得其具有较好的品质和较长的保质期。
对于果汁饮料，超滤的主要作用是筛分，能够有效保留果蔬汁饮料的营养和风味，将果胶、蛋白质、色素、微生物等大分子物质截留，从而使过滤和澄清稳定实现一步完成。目前，超滤技术在果汁澄清中的应用迅速发展，国内外的研究人员已经成功实现了其对稳定的苹果汁、葡萄汁、菠萝汁、梨汁等果汁的生产加工。与传统的加工方法相比较，超滤技术不仅工艺简单，而且产品品质大大提高。资料显示，常规澄清苹果汁的时间长达36 h，并且只能得到浊度为 1.5-3.0 NTU（散色浊度计单位）的果汁，而应用超滤技术生产苹果汁2 h就可得到浊度为 0.4-0.6 NTU的果汁，再加上除菌效果良好，得到的果汁也具有长达2年的货架期。另外，采用超滤技术应用于生产山楂汁，可使其颜色更加鲜艳，口感更好；澄清柠檬汁的稳定性也明显优于传统工艺，并且可保持其原有风味。
对于茶饮料，采用常规的硅藻土等吸附剂去除其中的大分子，存放一定时间后往往会产生絮状沉淀；而采用超滤法则能够明显提高茶饮料中有效成分，如茶多酚、氨基酸的含量，并提高产品的纯度。茶饮料过滤应用的超滤膜孔径一般在50000-300000分子量之间, 生产中常采用无机陶瓷膜和卷式、管式、中空纤维等形式的各类有机膜。
对于牛奶，生产企业利用超滤膜，可以过滤掉分子直径较小的乳糖、盐类等物质，同时保留蛋白质等分子直径较大的物质。超滤牛奶出现在20世纪90年代，应用到牛奶生产的超滤技术，叫做“UF纯化超滤技术”，在生产中，以0.1-0.5MPa的压力差为推动力，将牛奶输送到一定孔径的超滤膜，其中的水、乳糖等小分子量组分通过超滤膜作为渗析液积聚起来，而蛋白、脂肪等大分子组分会被截留，做为浓缩液积聚起来；经过处理，可以得到蛋白质、钙含量为普通牛奶数倍，而乳糖含量更低的牛奶，即超滤牛奶。超滤牛奶的优势主要体现在，产品不经过常规的巴氏高温灭菌，也能达到国家级的卫生标准，而且保质期更长，很大程度上降低了牛奶的物流成本；同时，产品营养价值更高，乳糖含量更低，符合市场的健康消费需求。
对于乳制品，超滤膜能够排除大分子，如蛋白质和脂肪，使超滤成为乳制品行业中非常重要的技术，既可用于工艺流的澄清，也可用于固体的浓缩和回收。乳制品行业中常见的UF应用示例包括乳清蛋白、酪蛋白或酶的浓缩、蛋白质标准化、乳糖减少和盐水澄清等。
对于酿酒行业，经过硅藻土过滤后的成品酒中仍有少量的酵母、杂菌、蛋白质以及多糖和其他单宁组成的胶体等，这些杂质的存在会使酒类失去光泽，呈现浑浊、沉淀、口味变坏，以至于酸败等状态。若对经过常规过滤的发酵液再进行超滤处理，不仅能完全阻截全部菌类，而且使蛋白质、糖类、单宁等含量降到最低，从而可以制得色泽清亮透明、泡沫性较好的优质啤酒。由于此法对啤酒进行“冷除菌”，不仅省时省工，而且节能环保，保存期可达两个月以上。
在奶粉行业中，超滤技术也被广泛应用。如，常见的“氨基酸配方奶粉”，就是通过水解、加热、超滤等工艺，让牛奶完全失去了蛋白质的致敏性，适用于牛奶蛋白严重过敏的宝宝。另外，还有“浓缩乳清蛋白”也是乳清经过澄清、超滤、干燥等过程必备而成。
对于其他食品，超滤技术均能够用于提高各种食品的安全性、质量和一致性。应用包括，植物蛋白分离和浓缩（如大豆分离蛋白、小麦麸质等）、动物蛋白浓缩和纯化（如明胶、蛋清、鱼蛋白）、淀粉和糖类浓缩（如角叉菜胶）、玉米湿磨或玉米糖浆生产、发酵产品的澄清及浓缩，植物提取物处理、细菌去除和工艺流回收等。
对于制药和医疗保健行业，能够依靠超滤技术来生产纯净水以确保产品的安全性和一致性，实现工艺流的分离和废水流的处理，以确保安全排放或再利用。超滤在制药工业中，还能够回收用于生产抗生素的发酵液，也可用于酶的合成，纯化滤液流或浓缩渗余液流、分离蛋白质或糖类等。在医疗保健行业，超滤还用于血液制品分离和血浆处理。
