現(xiàn)代膜分離技術是一種仿生技術。分離的根本原理在于膜具有選擇透過性。膜分離法是用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組分或多組分的溶質和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法，可用于液相和氣相。對于液相分離，可用于水溶液體系、非水溶液體系、水溶膠體系以及含有其他微粒的水溶液體系。
      1、 膜分離技術的分類: 根據膜的種類可分為微濾、超濾、反滲透和納濾、透析、電滲析、滲透氣化、氣體分離。
      2、膜分離技術的特點:
    （1） 膜分離過程不發(fā)生相變化，與有相變化的分離法和其他分離法相比，能耗要低。因此膜分離技術又稱省能技術。
    （2） 膜分離過程是在常溫下進行，因而特別適用于對熱敏感的物質，如果汁、酶、藥品等的分離、分級、濃縮與富集。
    （3） 膜分離技術不僅適用于有機物和無機物，從病毒、細菌到微粒的廣泛分離的范圍，而且還適用于許多特殊溶液體系的分離，如溶液中大分子與無機鹽的分離、一些共沸物或近沸點物系的分離等。
    （4） 由于只是用壓力作為膜分離的推動力，因此分離裝置簡單，操作容易，易自控、維修。

釀酒工業(yè)已成功的將膜技術應用于釀酒工藝中。酒類主要是通過發(fā)酵粟制取。在發(fā)酵罐中，胃汁中的糖液被發(fā)酵制成乙醇，然后通過膜設備進行澄清。 應用MF、UF、NF、RO等膜技術，酒類生產商能夠提高現(xiàn)有的生產工藝。酒類生產商能夠利用膜技術進行如下工藝：

     ? 凈化和濃縮糖類；

     ? 酒的澄清；

     ? 調節(jié)酒精度；

     ? 酒的分離/凈化（脫酸過程）；

     ? 凈化工藝用水。

     ? 調節(jié)酒精度：采用膜技術對酒中的乙醇濃度進行提高或降低。 

     ? 降低酒精度：應用NF或RO膜時，酒中的大多數組分能夠被濃縮，同時乙醇、水和少量其他組分會透過膜。在此工藝過程中或結束時，向膜系統(tǒng)的濃縮液中加入補給水，以達到降低酒精度的目的。

  ? 提高酒精度；應用RO膜能夠部分提高產品酒的酒精度，同時提高產品酒的色度。

      ? 綜合優(yōu)勢：在不改變發(fā)酵時間和初始糖濃度等發(fā)酵參數的條件下，膜技術允許酒類生產商能夠生產出不同酒精度的酒。如果不采用膜技術。同時想生產不同酒精的酒，必須采取以下措施：為了生產低酒精度的酒，發(fā)酵過程在完成之前即需要被停止，這將嚴重影響酒的口感和風味；為了生產高酒精度的酒，迸發(fā)酵罐的料液糖度需要被提高。而如果采用膜技術將避免對這些工藝參數進行大規(guī)模的修改。

      ? 酒的凈化與分離：采用膜技術對酒進行凈化，能夠將酒中的酒石酸氫鹽的沉淀輕易的去除；同時減少了離子樹脂在去除有機酸過程中的污染。

      ? 穩(wěn)定過程：酒的穩(wěn)定過程是將酒中的酒石酸氫鈣，酒石酸氫鉀去除。為了將酒石酸氫鹽從2500ppm降到幾百ppm,傳統(tǒng)的冷穩(wěn)定過程是將酒在低溫狀態(tài)儲存幾個星期甚至幾個月。由于酒石酸氫鉀的沉淀速率受其自身的過飽和度的影響，如果采用膜技術對酒類進行濃縮，將提高酒石酸氫鉀的沉淀速度。酒石酸氫鉀分子量為188,因此NF膜能夠被用粟濃縮酒溶液，以提高酒石酸氫鹽的沉淀速率。隨后,NF系統(tǒng)的濃縮液進入MF系統(tǒng)，以將酒石酸氫鹽沉淀除去。最后NF滲透液和MF滲透液重新混合。

     ? 脫酸過程：酒中的有機酸（例如草酸、檸檬酸、酒石酸、丁二酸、甲酸）濃度是不同的。 當酒類生產商想從酒中去除過量的有機酸時， 離子交換是最常用的方法。然而離子交換樹脂易被高分子量的有機物污染。UF膜可將酒中高分子量有機物去除，這樣離子交換樹脂才能有效的避免有機物的污染。一旦有機酸被降到理想水平，經過離子交換后的溶液和UF滲透液再重新混合。

     ? 綜合優(yōu)勢：實踐已經證明膜技術能夠生產出高品質的酒類，同時顯著降低生產成本。處理1000加侖酒時，僅使用離子交換工藝其生產成本為$3100,而采用UF系統(tǒng)生產成本為 ，$1200。如果將兩種技術結合在一起：生產成本將降至$3100以下。

酒的澄清凈化：傳統(tǒng)的酒類澄清工藝是添加澄清劑,但其具有一些不良影響。如果采用膜技術對酒進行澄清凈化，則可消除這些不良影響。

     ? 去除丹寧酸和渾濁物：在酒被窖藏以前，它們必須先經過澄清精制，以去除酒中過量的丹寧酸和渾濁物。丹寧酸是一種多酚物質，其形成了酒的顏色和香味；但是如果其含量過高將會形成白灰道和澀味，反而破壞顏色和香味，渾濁物在白酒中最常出現(xiàn)，主要是酒中的蛋白質在一定的pH條件下沉淀而成。傳統(tǒng)用于酒類澄清的精制物為皂土和凝聚精制膠。但他們都存在諸多弊端，例如：凝聚精制膠被加入用于沉淀去除丹寧酸，其沉淀物必須經沉淀或過濾去除。皂士被加入用于去除渾濁物：但現(xiàn)在研究發(fā)現(xiàn)一些香味成分也同時被去除了。采用UF膜裝置去除渾濁物和丹寧酸會產生更高質量的酒。這種酒保持著正常的顏色、香味和芳香族成分。

    ? 去除酵母：酒被窖藏合理的時間后進行罐裝。 罐裝以前還需經過硅皂土過濾和巴氏滅菌，但是有時候不能完全將酵母殺死和去除。如果采用膜技術能夠保證去除所有的酵母。

綜合以上所述， 膜分離技術在酒和酒精飲料生產工藝過程中主要應用在如下方面：
?。?/span>1） 微濾除菌:用微濾膜可對發(fā)酵工業(yè)中的用水和產品實現(xiàn)無菌化。目前各酒業(yè)公司已廣泛使用0.45 um濾芯對成品酒進行終端過濾替代原有的熱殺菌技術，節(jié)省能耗，避免高溫給產品帶來的煮熟味。 另外，生產設備在間歇清洗的過程中需要無菌化的清洗水，微濾技術是一種節(jié)能、高效的選擇。
   （2）超濾精制:用超過濾膜能除去酒及究竟飲料中引起沉淀渾濁的物質，如殘存的酵母菌、雜菌及膠體等，從而使酒的澄清性得到改善，并獲得良好的保存性。除此以外，還能使生就具有成熟味，因而縮短了酒的保存期，對一些酒經超過濾處理，酒的風味有所改善，變得清爽而又醇香延綿。因此，采用超過濾對酒和酒精飲料的精制已在美國、意大利、日本等國得到應用，所處理的酒類有葡萄酒、威士忌、果子酒、燒酒、清酒等。用超過濾法對酒和酒精飲料的精制，避免了酒的熱殺菌而易形成的渾濁成分的析出，而這些渾濁成分通常是用硅藻土或紙板、棉餅過濾機除去的。近年美國提出了硅藻土的毒性問題，而采用膜過濾可避免，同時簡化了過濾設備。但是用超過濾膜對酒和酒精飲料的處理需要注意兩個問題：一是膜材料的選擇，由于酒是醇類，所以膜材料要有對醇的穩(wěn)定性；二是膜要有適宜的孔徑和孔分布，以便使酒的有效成分能通過膜，而有害成分被膜截留。
  （3）低醇/無醇果酒制作:目前低醇/無醇果酒的開發(fā)在國外業(yè)已成功，產品很受歡迎。其生產方式主要有3種：三效蒸發(fā)、離心分子膜蒸發(fā)和常溫膜分離技術。三效蒸發(fā)的方法由于高能耗和影響產品品質的劣勢而逐漸被膜技術所部分以至全部取代。在美國，科技工作者以葡萄作原料，進行完全發(fā)酵，過濾后，送入旋轉蒸氣加熱槽內，由離心分子膜蒸發(fā)器進行處理，從而使發(fā)酵后的葡萄酒在酒槽內做旋轉運動，使酒精在熱空氣的作用下蒸發(fā)。用此工藝制成的“雷金思”葡萄酒，色香味與白葡萄酒一樣，酒精的最高含量僅0.49%。但酒精有防腐作用，“雷金思”由于含酒精極少，因而容易變質。故瓶裝需用食品罐頭制造法，即在20分鐘內通過140℉的設備，進行巴氏滅菌消毒。此外，科學家還發(fā)明了一種可透過乙醇而不透過水和其他成分的分離膜，只需在膜的透過側抽取真空，幾乎在常溫下進行，能耗極低。透過膜的乙醇可以經冷凝后再回收。這種方法稱為滲透汽化。用目前普遍應用在制備純凈水方面的反滲透膜也可以達到脫除乙醇、截取酒體中有益成分的作用。需要注意的是，在乙醇與水共同透過膜之后酒體會被濃縮，有必要向其中補充適當的純水，以保持酒體的平衡。
  （4）控制酒的甜度為了提高葡萄酒的甜度:日本釀酒業(yè)已應用反滲透膜設備生產葡萄酒，用于分離溶液成分中的水，使酒濃縮而達到所需的甜度，生產出優(yōu)質天然葡萄酒。其優(yōu)點是：不需加熱，因而不會產生煮熟味，不發(fā)生色素分解和褐色現(xiàn)象；不經過蒸發(fā)過程，不損失營養(yǎng)成分,可保持良好的酒質和香氣；耗能低。
  （5） 生產過程中調整酒中成分，提高釀酒效率和品質:用任何工藝釀制成的葡萄酒，都會或多或少地含有酚類、無機鹽類、氧化酶等有害物質及不穩(wěn)定成分。因此在釀制過程中和包裝之前，必須提高并且穩(wěn)定葡萄酒的質量，其新技術有：分離無機鹽類。應用半透膜過濾裝置，透過酒液成分中的水和無機鹽類等較小分子，但不透過膠態(tài)分子和高分子物質，可大大縮短釀造時間并減少工序，不但節(jié)省能源，還能提高酒的質量。

下圖介紹了膜技術在釀酒中的應用。