膜技术在乳品工业中有着广泛的应用，具有简化生产工艺，降低能耗，减少废水污染，提高乳品综合利用率等优势。目前膜分离技术在乳品工业中的应用主要有：乳浆的浓缩，牛奶的浓缩，鲜奶酪生产，牛奶的标准化，蛋白质分馏，盐水的过滤，乳清的脱盐，乳制品的除菌等。
乳品灭菌
膜分离技术具有冷杀菌优势，通过微孔对细菌及孢子的截留，可实现乳品灭菌。微滤技术可以代替巴氏杀菌和化学防腐剂，有效地截留乳品中的细菌、酵母菌和霉菌，而使乳品中的有效成分透过。微滤技术能耗低，又避免了高温加热，鲜奶几乎保持原有风味。采用错流过滤技术(膜孔径为1～1.5μm)去除低脂、中脂牛奶中的细菌，其除菌率>99.6%。
牛乳浓缩
利用膜技术对食品组分进行浓缩与提纯，能够保留食品原有的风味物质，目前已广泛应用于脱脂乳的浓缩上。利用纳滤膜浓缩的牛乳可以制成冰淇淋，在一般的浓缩乳中，由于存于其中的盐类也被浓缩，所制成的冰淇淋口感不佳。而经纳滤膜浓缩的牛乳中盐类减少，使制成的冰淇淋口感嫩滑，同时因为没有被加热，制品的奶味格外浓郁。
在奶酪生产中超滤浓缩已得到广泛应用，采用不同的浓缩比对生产奶酪的原料乳进行浓缩，提高了原料乳的浓度，可节省发酵剂和凝乳酶的用量，减少后续工序中产生的乳清，从而减少了酪蛋白和乳清的损失，提高了奶酪的产率。
乳清脱盐
纳滤膜可以去除乳清中所有的溶质，而透过单价离子。渗透侧物质包括水、单价盐及一些与水分子相似的四面体结构的有机酸。使用纳滤技术，可以对乳清和超滤膜处理后的渗透物进行有效的浓缩和除灰。对乳清废水通过膜法新工艺后，不仅可以做到回收废水中的乳清蛋白和低聚糖，也可以做到大豆生产的废水零排放。
