20世紀以來，從早非對稱型醋酸纖維素反滲透膜脫鹽脫水的工業應用，到電滲析、微孔膜、超濾、納濾、反滲透、氣體分離等分離技術不斷運用到大規模工業中，膜技術憑其過程簡單、經濟性較好、無相變、可常溫操作、節省能耗以及特別適用于熱敏性物質的處理等優點，已經成為不同加工行業中一項不可或缺的加工技術。

乳制品加工過程中，常見的膜種類有：微濾（MF）：主要以孔徑大于0.1μm多孔膜在壓力差為分離驅動力的情況下實現溶液微濾和脫微粒子的分離過程，一般能實現牛乳中脂肪懸浮物、細菌類、體細胞和酪蛋白微粒子的截留；超濾（UF）：主要以截留相對分子質量范圍為1-1000KDa的多孔膜在壓力差為分離驅動力情況下實現溶液中膠體和各類大分子的分離過程，一般能實現牛乳中蛋白質、各類酶、細菌、病毒、乳膠、微粒子的截留；納濾（NF）：主要以截留相對分子質量范圍為100-1000Da的多孔膜在壓力差為分離驅動力情況下實現牛乳中糖類、氨基酸、維生素的截留，同時納濾膜較反滲透膜通量高、能耗低，彌補了超濾與反滲透之間的分離技術空白。膜分離技術在乳制品工業濃縮蛋白、牛乳除菌、牛乳組分分離、蛋白質回收、乳清脫鹽、干酪制作等方面得到廣泛應用。

牛乳中豐富的營養物質成為微生物及細菌生長繁殖好的培養基，保證無菌環境是牛乳生產中必不可少的環節。傳統殺菌技術雖然可以很好保證牛乳質量安全，但因溫度處理導致熱敏感成分的破壞也大大降低了牛乳的感官品質。膜分離技術作為一種無相變、冷殺菌技術既可以保證牛乳成分不被破壞，又可以實現微生物及細菌類的脫除。