1918年已有利用微孔濾膜分離和富集微生物、微粒等的報道，此后，也用于澄清蘋果汁、濃縮提純發酵產品(如酶、氨基酸、黃原膠等)、開發產品等。
 

　　富集空氣除菌

　　無菌空氣是為生產菌的繁殖和代謝提供足夠的溶解氧，利用氣體分離膜除菌效果好，同時可以提高空氣中的氧濃度，得到富集氧氣，這可以大大提高生化反應器中的溶氧系數。

　　培養基滅菌

　　由于動物細胞培養基含有對熱不穩定的血清、激素等物質，常用的蒸汽滅菌方法不適用，使用膜分離法可以達到除菌的目的。同樣，在連續發酵工藝中，采用膜分離技術除去流加培養基中的雜菌具有快速、方便、節能等優點。

　　對原料預處理

　　在干酪生產中，用超濾和反滲透技術濃縮原料奶可以降低運輸成本并增加干酪的產量;在利用乳清發酵生產乳酸時，用反滲透進行預處理或用超濾澄清以改變原來的品質使適合發酵的要求。食品工業用水可通過超濾除菌，也可以用反滲透一次性完成水的軟化和除菌;利用新興煩人納濾技術進行水處理時，離子的脫除率很高。

　　發酵過程的控制

　　在食品發酵中，菌體和產物濃度對產品都有影響，使用膜生物反應器發酵能夠提高生產率，通過膜分離技術富集菌體和除去產物(胞外產物)，減少菌體和產物對發酵的影響，從而提高產量。超濾技術已廣泛應用于乙醇、氨基酸、酶類及乳酸、檸檬酸等有機酸的發酵生產中。目前存在的問題是膜的壽命和污染問題，隨著新型膜的出現其應用會推廣，日本用陶瓷膜反應器發酵生產氨基酸已達到中試和生產規模。

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