現(xiàn)代膜分離技術(shù)是一種仿生技術(shù)。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(zhì)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(shù)的分類: 根據(jù)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(shù)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(shù)又稱省能技術(shù)。
    （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(zhì)，如果汁、酶、藥品等的分離、分級、濃縮與富集。
    （3） 膜分離技術(shù)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(shù)應(yīng)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(shè)備進行澄清。 應(yīng)用MF、UF、NF、RO等膜技術(shù)，酒類生產(chǎn)商能夠提高現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝。酒類生產(chǎn)商能夠利用膜技術(shù)進行如下工藝：

     ? 凈化和濃縮糖類；

     ? 酒的澄清；

     ? 調(diào)節(jié)酒精度；

     ? 酒的分離/凈化（脫酸過程）；

     ? 凈化工藝用水。

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

     ? 降低酒精度：應(yīng)用NF或RO膜時，酒中的大多數(shù)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(jié)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(yīng)用RO膜能夠部分提高產(chǎn)品酒的酒精度，同時提高產(chǎn)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(shù)的條件下，膜技術(shù)允許酒類生產(chǎn)商能夠生產(chǎn)出不同酒精度的酒。如果不采用膜技術(shù)。同時想生產(chǎn)不同酒精的酒，必須采取以下措施：為了生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)將避免對這些工藝參數(shù)進行大規(guī)模的修改。

      ? 酒的凈化與分離：采用膜技術(shù)對酒進行凈化，能夠?qū)⒕浦械木剖釟潲}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(shù)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)證明膜技術(shù)能夠生產(chǎn)出高品質(zhì)的酒類，同時顯著降低生產(chǎn)成本。處理1000加侖酒時，僅使用離子交換工藝其生產(chǎn)成本為$3100,而采用UF系統(tǒng)生產(chǎn)成本為 ，$1200。如果將兩種技術(shù)結(jié)合在一起：生產(chǎn)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(shù)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(jīng)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(zhì)，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(zhì)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(jīng)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(chǎn)生更高質(zhì)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(jīng)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(shù)能夠保證去除所有的酵母。

綜合以上所述， 膜分離技術(shù)在酒和酒精飲料生產(chǎn)工藝過程中主要應(yīng)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(chǎn)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(shù)，節(jié)省能耗，避免高溫給產(chǎn)品帶來的煮熟味。 另外，生產(chǎn)設(shè)備在間歇清洗的過程中需要無菌化的清洗水，微濾技術(shù)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(zhì)，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(jīng)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(yīng)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(shè)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(chǎn)品很受歡迎。其生產(chǎn)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(shù)。三效蒸發(fā)的方法由于高能耗和影響產(chǎn)品品質(zhì)的劣勢而逐漸被膜技術(shù)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(zhuǎn)蒸氣加熱槽內(nèi)，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(nèi)做旋轉(zhuǎn)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(zhì)。故瓶裝需用食品罐頭制造法，即在20分鐘內(nèi)通過140℉的設(shè)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(cè)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(jīng)冷凝后再回收。這種方法稱為滲透汽化。用目前普遍應(yīng)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?shù)募兯?，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(yīng)用反滲透膜設(shè)備生產(chǎn)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(chǎn)出優(yōu)質(zhì)天然葡萄酒。其優(yōu)點是：不需加熱，因而不會產(chǎn)生煮熟味，不發(fā)生色素分解和褐色現(xiàn)象；不經(jīng)過蒸發(fā)過程，不損失營養(yǎng)成分,可保持良好的酒質(zhì)和香氣；耗能低。
  （5） 生產(chǎn)過程中調(diào)整酒中成分，提高釀酒效率和品質(zhì):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(zhì)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(zhì)量，其新技術(shù)有：分離無機鹽類。應(yīng)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(zhì)，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(zhì)量。

下圖介紹了膜技術(shù)在釀酒中的應(yīng)用。