Без фазовых превращений вода удаляется из молочного сырья с помощью молекулярной фильтрации, на основе обратного осмоса, через мембраны из ацетатцеллюлозы или других материалов, с диаметром пор 1—3 мкм, под давлением не более 5 МПа. Используя обратный осмос, можно сгущать цельное молоко до 18%, обезжиренное молоко и сыворотку — до 30—35% сухих веществ. При такой обработке достаточно полно сохраняются исходные свойства сгущаемого сырья, невелики затраты электроэнергии. Обратноосмотические установки занимают небольшие производственные площади и могут работать непрерывно до 20 ч при температуре процесса от 4 до 80° С. Стоимость сгущения единицы объема в этом случае в 2—2,5 раза меньше, чем при выпаривании.

Широкого промышленного использования в производстве продуктов консервирования обратный осмос не находит, так как в настоящее время не решены проблемы эффективной мойки полупроницаемых мембран и концентрирования цельного молока. При прохождении нормализованных молочных смесей через обратноосмотическую установку отмечается гомогенизирующий эффект, нарушаются белково-лицетиновые оболочки жировых шариков, образуется свободный молочный жир и снижается качество продуктов.

В основе сгущения исходных смесей выпариванием лежит парообразование. При атмосферном давлении молоко кипит при 100,5° С. При такой температуре происходят необратимые изменения составных частей молока. Парообразование кипением при 50° С не сопровождается необратимыми изменениями молока. Устойчивы к этому нагреванию даже такие свойства, как вязкость, электропроводность, поверхностное натяжение. Необратимые изменения отмечаются лишь при нагревании до 70° с и выше. Таким образом, для молока оптимальными для парообразования кипением являются температуры от 50 до 70° С, которые обеспечиваются при кипении в разреженном пространстве, когда парциальное давление паров кипящей жидкости будет превышать действующее на него общее давление.