Мембранные технологии особенно эффективны при концентрировании, очистке и фракционировании растворов и жидких пищевых продуктов (пива, вина, продуктов молочного производства и др.), при очистке воздуха или создании регулируемых газовых сред для хранения сельскохозяйственной продукции и др.
Обратный (реверсивный) осмос применяют при обессоливании воды, снижении содержания солей, приготовлении сверхчистой воды, производстве антибиотиков, очистке воды для общественных водопроводов и др.
В пищевой промышленности реверсивный осмос используют при очистке воды для производства напитков (подготовка варочной воды на пивоваренных заводах и т.п.), при выработке фруктовых и овощных соков.
Обработка виноградных вин обратным осмосом позволяет решить вопрос их стабилизации. При использовании обратного осмоса через мембрану проходит вода и этиловый спирт, а ионы калия и винная кислота остаются в концентрате, из которого интенсивно выпадает винный камень. При фильтровании концентрата его смешивают с фильтратом, что повышает его стабильность на длительный период.
Обратным осмосом концентрируют яичный белок. При этом не происходит денатурирования протеинов, и получают яичный белок с содержанием протеинов до 30 %.
Ультрафильтрацию применяют для разделения (концентрирования) систем, содержащих высокомолекулярные соединения (ВМС). Размер молекул этих соединений больше размера пор мембраны, благодаря чему молекулы растворителя проходят через мембраны, а молекулы ВМС задерживаются. Это приводит к концентрации раствора по высокомолекулярным соединениям или обеспечивает очистку раствора от ВМС.
Одним из способов ультрафильтрации является диализ, при котором одновременно с отбором фильтрата, содержащего низкомолекулярные соединения, в исходный раствор вводится дополнительно чистый растворитель. Этот способ позволяет получить практически чистые высокомолекулярные соединения, отмытые от низкомолекулярных соединений.
Аппараты для ультрафильтрации классифицируют на устройства:
- с плоскими мембранами,
- с трубчатыми мембранными элементами,
- рулонного типа,
- с полыми мембранными волокнами.
Более широко используют аппараты с мембранами в виде полых волокон для разделения растворов обратным осмосом и ультрафильтрацией.
Использование обратного осмоса и ультрафильтрации позволили создать комплексные технологические схемы переработки молока и молочных продуктов. Ультрафильтрацией осуществляется разделение обезжиренного молока на две фракции, при этом отделяется концентрат обезжиренного молока (для обогащения молока протеином, производства сыров, кисломолочных продуктов и творога, мороженого) и фильтрат, через обратный осмос которого получают концентрат лактозы и решают проблему очистки сточных вод.
На ультрафильтрационных обратноосмотических установках осуществляют концентрирование соков. Процесс проводят при пониженной температуре без применения установок для улавливания аромата, что позволяет сохранить биологически активные соединения и высокие вкусовые качества соков.
Методы ультрафильтрации и обратного осмоса используют для отделения красящих веществ от свекольного и тростникового сахара, очистки крахмала, удаления из пива бактерий и высокомолекулярных веществ и т.п.