概述
近十年随着我国经济的快速增长，各个领域均取得了巨大变化，但也付出了巨大的资源和环境代价。经济发展与生存环境的矛盾将会日趋尖锐。为了更好的解决矛盾，企业承担的责任将会更大。推进企业清洁生产，从源头减少废物的产生，实现由末端治理向污染预防和生产全过程控制转变，促进企业能源消费、工业固体废弃物、包装废弃物的减量化与资源化利用，控制和减少污染排放，提高资源利用效率将为化解矛盾的首要任务。
我国啤酒工业的生产规模在世界前列，每天生产产生的废水量相当大的。据国外统计，废水不经处理的啤酒厂，每生产100吨啤酒所排出废水的生物需氧量（BOD值），相当于14000人生活污水的BOD值，悬浮固体（SS值）相当于8000人生活污水的SS值，其污染程度是相当严重的。如表1所示。
啤酒厂废水的主要污染来源[1]
污染来源 COD SS 污染物
麦汁煮沸锅 210 低 麦汁残余
过滤槽 9600 2000 糖化醪残留物
回旋沉淀槽 60000 28000 麦汁和凝固物沉渣
发酵槽 92000 - 酵母残留物和凝固物沉渣等
贮酒罐 80000 - 酵母残留物和凝固物沉渣等
硅藻土过滤机 20000 40000 硅藻土、酵母、蛋白质沉淀等
清酒罐 4800 - 啤酒及微细有机残留物
滤酒机 100 34 啤酒
装酒机 4200 - 啤酒
生酒桶洗涤机 1600 100 啤酒及其他固形物
酒糟干燥机 20000 15000 麦汁及糖化醪残留物
洗瓶机 500 125 啤酒及其他固形物
废酵母 180000 -
硅藻土滤饼 70000 -
杀菌机溢流废水 15 20
从表中数据可以看出，污染强度高的主要来自废酵母和各种蛋白质凝固物的排放；啤酒本身的COD值很高，生产中过多的啤酒流失将会提高污染强度；硅藻土、硅胶作为滤酒的助滤剂，滤后多以水冲洗此滤饼成浆状，直接排放。硅藻土、硅胶本身不分解，但滤饼内含有酵母、蛋白质沉淀等，能增高废水的COD值和SS值约10%左右。在污染治理方面，国内啤酒厂大多采用末端增加废水处理设备，治标不治本，从而增加了生产成本。从源头治理，改进工艺，既节约了生产成本，又减少废水排放及废水处理量，使其真正做到节能减排，保护环境的功效。
本文仅就啤酒生产后酵及过滤工序添加鱼胶，改进工艺及在提高啤酒质量并对啤酒质量不产生负影响的前提下具有节能减排的作用，阐述一下应用的效果。
鱼胶应用的原理与效果
鱼胶是以两性电解质-氨基酸为主体的胶原蛋白，具有三元螺旋结构，表面暴露大量的氢键和羟基，脯氨酸和羟基脯氨酸是主要作用基团；在溶液中分别带有正电荷和负电荷，以澄清作用为主，稳定作用为辅；分子量较大约30万左右，不会溶解于呈弱酸性的啤酒中，与酵母和蛋白质颗[FS:PAGE]粒结合以后，以大颗粒形式通过沉降和过滤去除，在啤酒中无残留。
1、 作用原理：
在啤酒的酸性条件下，鱼胶所带的电荷以正电荷为主，可以迅速大量吸附带负电荷的酵母，但是酵母没有被鱼胶中和的负电荷又可以吸附多量带正电荷的蛋白质，形成更大的凝聚颗粒物质沉降；以质子转移的方式加强与被吸附物质之间的键合，不但作用速度非常快，而且逆向解凝（解吸附）的作用比较小。所以，形成的凝聚物致密性较高，沉降速度也就比较快；可以以螺旋结构纵向与横向进行作用，被吸附物质的数量超过其他链状结构的澄清剂；广泛地分散在发酵液中是鱼胶作用的良好基础，因此，使用前按一定比例与水进行混和、搅拌是提高作用效果的关键；即使在较低的温度条件下，溶液中的液体仍然存在对流和分子布朗运动，这有利于鱼胶的凝聚作用。
2、 鱼胶的应用效果：
快速沉降酵母和颗粒悬浮物质，并形成紧密的沉淀和及时进行排放，这样，就缩短了酵母与发酵液的接触时间，防止发生酵母的自溶和酵母自溶物给啤酒质量带来不利的影响；添加鱼胶以后的发酵液的冷凝固物数量大大降低，可以防止因为冷媒温度不稳定和发酵液自身的温度差造成冷凝固物的复溶，减少了以冷凝固物为晶核的非生物稳定性发生的机率；吸附小于2μ的细小颗粒悬浮物质，这就大大改善了啤酒过滤的效果，因为硅藻土过滤和非膜式精滤对0 ~ 2μ的细小颗粒的过滤效果比较差；这些肉眼不可见的小颗粒物质如果不能过滤去除，不仅因为其对光的漫反射使酒液的清亮程度降低，而且这些小颗粒物质是形成大颗粒的晶核；鱼胶吸附、凝聚大量去除小颗粒物质以后，对过滤啤酒的清亮程度，对啤酒的非生物稳定性和啤酒包装后的悬浮物数量控制都是很有帮助的。
鱼胶的应用，在节能减排中的功效分析
从近几年国内许多啤酒厂使用鱼胶所获得的各种效果可以看出：
1、 啤酒产品质量在原有的基础上得到提高，包括非生物稳定性、啤酒外观的清亮程度大有改善，悬浮物的数量明显减少，啤酒的泡沫持久时间可以增加20~40秒。
2、 鱼胶形成的致密沉淀等于提高了凝聚物的密度，使凝聚物中的啤酒含量明显减少，这降低了在锥底排放废酵母和冷凝固物时造成的啤酒损耗，据实际应用情况统计，约可降低啤酒损耗1%左右，每1万吨产量可以节约100吨啤酒，约20万瓶啤酒，减少相当于20万人1天排出生活污水的COD值（啤酒在130000mg/L以上，相当于200倍以上生活污水的COD值）[2]，增加销售收入18 ~ 20万元。
3、 发酵液中的酵母细胞数和浊度大幅度降低，一次予涂硅藻土的可过滤嫩啤酒数量增加3 ~ 5倍，这使每千升啤酒的硅藻土消耗量明显降低，在正确使用鱼胶澄清剂的情况下，每千升啤酒的硅藻土消耗量可以降低到0.6 ~ 0.8Kg。大大减少硅藻土的排放量，减少废水的COD值和SS值。
4、 发酵液的澄清时间只需要16 ~ 18小时，比正常的发酵液澄清时间缩短4 ~ 5天，从而加快了大罐的周转速度，提高了大罐的容积利用率，相应地提高了啤酒的产量，减少了能耗。据计算，使用鱼胶澄清剂，大罐周转率可以提高30 ~35%。
5、 单位大罐容积率的提高等于生产每千升啤酒所需要消耗的冷冻（能源）、CIP清洗周期时间和清洗剂、清洗水量、劳动力成本的降低，啤酒累积过滤量的增加等于减少了酒损（酒头、酒尾的数量减少）、CIP清洗消耗和提高啤酒过滤能力，这两项利益，可以使每千升啤酒的制造成本下降30 ~ 50元。
6、 由于CIP清洗量减少，使单位啤酒产量的废水排放量也相应减少，降低了废水处理的成本。
啤酒厂应用鱼胶实例[3]
哈啤（××）啤酒公司使用东易鱼胶情况
&[FS:PAGE]nbsp; 酵母细胞数：
原发酵液： 24×106个/ml
加鱼胶24小时为： 301×104个/ml
加鱼胶48小时为： 320×104个/ml
72小时过滤，一次预涂硅藻土滤清酒为550吨，未使用鱼胶过滤量150吨。 加鱼胶后比以前过滤工艺，吨清酒耗土减少1公斤。
酒损：加鱼胶后，酒损降低了1.5个百分点 。
上海××啤酒应用东易鱼胶提高产量，减少固定资产投资，节约能源。
上海××啤酒厂生产设备能力3万吨/年。
在不增加发酵罐的基础上，由于较好的运用了finning工艺，目前产量7万吨/年。（Finning—在leg啤酒中使用Isinglass的过程。该工艺在国际现代啤酒业中广泛应用）。
浙江××××啤酒有限公司应用东易鱼胶情况
选取同原料、相同配方、相同糖化及发酵工艺的酒2罐（120t/罐），14#添加鱼胶，13#对照。
酵母沉降情况(7月24日加DOEST®鱼胶10ppm)
时间 13# 14#
24/7 4.87x 106 个/ml 4.95x 106 个/ml
25/7 3.7x 106 个/ml 3x 106 个/ml
26/7 2.7x 106 个/ml 1.9x 106 个/ml
13#罐酒损4.5%；
14#罐酒损2.1%,滤酒速度12.6t/hr;
同比酒损下降53.3%；耗土量下降54.5%。
青啤（××）厂应用东易鱼胶情况（部分）
鱼胶添加量8ppm。
滤酒（罐）：
指标 加鱼胶 对照组
滤酒时间 9小时 19小时
水耗（吨） 6 36
电耗(kwh） 91.8 159.6
燕京啤酒应用东易鱼胶情况
鱼胶添加量10ppm。
发酵液的酵母数变化：
发酵液
检测项目 添加鱼胶的发酵罐 未添加鱼胶的发酵罐（对照罐）
73＃ 68＃ 35＃ 111＃ 36＃ 41＃ 65＃ 127＃
滤酒前酵母数
（×106个） 2.5 1.5 1.5 1.5 4 3.5 6 3.5
过滤数据汇总：
添加鱼胶的酒（530吨） 未添加鱼胶的对照酒（5[FS:PAGE]30吨）
清酒浊度（EBC）(平均值) 0.36 0.39
过滤压差（Mpa）/小时 不易上升 易上升
耗土总量（KG） 420 700
吨酒耗土（KG/吨） 0.79 1.32
结论
通过上述部分实例可以看出，鱼胶在啤酒生产中可以做到提高质量，而且在不增加设备的前提下，从源头做起，改进工艺使之真正做到降耗、节能减排。鱼胶的应用在国际上已有相当长的历史了,在国内，近几年使用才较为普遍。随着科学技术的不断发展以及人们对环保意识的不断提高，鱼胶在啤酒生产中的作用将会更加突出。
注：
[1]摘自“啤酒工业手册”修订版，管敦仪编著，P621中表6-2-6。
[2] 摘自“啤酒工业手册”修订版，管敦仪编著，P622中数据提供。
[3]啤酒厂应用鱼胶实例中的数据为各啤酒厂实际生产或试验提供的实际参数的部分数据。
