Categories
Reports

Ferlastýring búklýsis úr uppsjávarfiski / Process control of pelagic fish crude oil

Author(s):

Magnea G. Karlsdóttir, Sigurjón Arason

Funded by:

AVS Rannsóknasjóður (S 010-15)

Contact

Sigurjón Arason

Head Engineer

sigurjon.arason@matis.is

Ferlastýring búklýsis úr uppsjávarfiski / Process control of pelagic fish crude oil

Markmið þessa forverkefnisins var að greina mismunandi strauma í fiskmjöls- og lýsisvinnslu uppsjávartegunda. Áhersla var lögð á að greina fitusýrusamsetningu vökva á mismunandi stöðum í vökvaskiljunni. Talið er að afurð verkefnisins geti leitt til bættrar framleiðslu á búklýsi uppsjávarfisks, þar sem að hægt verður að framleiða lýsi með mismunandi hlutföllum af fjölómettuðum fitusýrum (s.s. EPA og DHA). Með því að taka lýsið úr mismunandi vökvastraumum má ná fram lýsi með mismunandi eiginleika og auka þannig verðmæti lýsisafurða sem framleiddar eru í fiskmjöls- og lýsisverksmiðjum. Talsverður breytileiki í fitusýrusamsetningu mældist í sýnunum, bæði eftir fisktegund og sýnatökustað. Sýnin áttu öll það sameiginlegt að einómettaðar fitusýrur voru í meirihluta óháð fisktegund og sýnatökustað. Fjölómettaðar og mettaðar fitusýrur fylgdu þar á eftir. Vísbendingar voru um að lengri fjölómettuðu fitusýrurnar brotni niður eftir því sem lengra er farið inn í ferlið. Með bættum vinnsluferlum væri hægt að fara í framleiðslu á hágæða lýsisafurðum til manneldis. Fara þarf því í mun ýtarlegri greiningu á öllu ferlinu, en niðurstöður þessa verkefnis gefa til kynna að það er eftir miklu að slægjast.

The objective of the project was to identify different streams during production of fishmeal and oil from pelagic fish. Emphasis was placed on analysing the fatty acid composition of streams collected at different processing steps. It is believed that the results can lead to improved production of pelagic fish oil, since it will be possible to produce fish oil with various proportion of polyunsaturated fatty acids (such as EPA and DHA). Considerable variability was observed between the collected samples, both by species as well as where in the process the samples were collected. Monounsaturated fatty acids were majority in all the samples, regardless of fish species and sampling location. Moreover, the results indicated that the longer polyunsaturated fatty acids can break down as the process go further. With improved processing control, it is possible to produce high quality oil products intended for human consumption. A comprehensive analysis on the entire process is however necessary.

Skýrsla lokuð til 01.11.2020

See full report
Categories
Reports

Próteinverksmiðja Héðins (HPP) og lýsisverksmiðja Héðins (HOP) / Hedinn protein plant and Hedinn oil plant

Author(s):

Magnús Valgeir Gíslason, Gunnar Pálsson, Sindri Freyr Ólafsson, Arnljótur Bjarki Bergsson, Björn Margeirsson, Sigurjón Arason, Magnea G. Karlsdóttir

Funded by:

AVS rannsóknasjóður í sjávarútvegi (R10 084-10 og R12 039-12)

Contact

Sigurjón Arason

Head Engineer

sigurjon.arason@matis.is

Próteinverksmiðja Héðins (HPP) og lýsisverksmiðja Héðins (HOP) / Hedinn protein plant and Hedinn oil plant

Markmið verkefnisins var að þróa sjálfvirkar fiskmjöls- og lýsisverksmiðjur (HPP og HOP). Verksmiðjurnar eru sjálfvirkar, umhverfisvænar og geta gengið fyrir rafmagni, gufu eða afgangsvarma. Framleiðsluferill fyrir fiskmjöl hefur verið endurhannaður að mörgu leyti. Þekking á ferlastýringu og eðliseiginleikum hráefnisins eru byggð á hefðbundnu fiskmjölsferli, og er sú þekking notuð sem grunnur fyrir þróun á búnaði til þess að fullvinna sjávarafurðir. Tilraunir með HPP skiptust í tvo megin þætti: 1) prófanir nýjum búnaði og framleiðsluferli og 2) úttekt á efnis- og orkuflæði í framleiðsluferlinu. Megin áherslan er á aukahráefni sem verður til við fiskvinnslu til manneldis, s.s. slóg og bein af hvítfiskum. Einnig hafa prófanir sýnt fram á ágæti verksmiðjunnar til þess að vinna mjöl og lýsi úr aukahráefnum frá rækjuvinnslu, laxfiskavinnslu og uppsjávarfiskvinnslu, en þessi hráefni hafa verið notuð í framleiðslu á fiskmjöli og lýsi í áratugi og eiginleikar þeirra þekktir. Tilraunir með HOP verksmiðjuna gengu út á að prófa mismunandi suðutíma og hitastig við suðu, ásamt því að takmarka aðgengi súrefnis að hráefni við vinnslu. Niðurstöðurnar sýna að HPP og HOP hefur getu til þess að framleiða fiskmjöl og lýsi úr áður lítið nýttum aukahráefnum. Gæði fiskmjölsins og lýsisins voru háð gæðunum á hráefninu sem fór inn í verksmiðjuna. Fyrir litla verksmiðju sem er staðsett nálægt fiskvinnslu, ætti ferskleiki hráefnisins ekki að vera vandamál. Efnamælingar á mjöli og lýsi sýndu lágt vatnsinnihald í lýsinu og lágt fituinnihald í mjöli, sem undirstrikar að nýr búnaðar sem notaður var í verksmiðjunni virkar eins vel og vonast var eftir.

The aim of the project is to develop an automatic fish meal and fish oil factory (HPP and HOP). The factory is automatic, environmentally friendly and runs on electricity, steam or waste heat. The manufacturing process and equipment for fish meal has been redesigned in various ways. The knowledge on the process management and the properties of the raw material based on fish meal processing will serve as a basis for the companies to develop new equipment for the full processing of marine products. Experiments with HPP consisted of two main parts: 1) testing new equipment and manufacturing process and 2) examination of mass- and energy flow through the process. Focus was on by-products from processing fish for human consumption e.g. viscera from whitefish and bones. Also experiments have been conducted on shell from shrimp and pelagic fish which has been used for fish meal processing for decades with its well-known properties. Experiments with HOP factory consist of testing different cooking time and temperature, in addition to limit accessibility of oxygen to the raw material in the process. The results showed that HPP and HOP can produce fish meal and fish oil from previously little utilized by-products of many species. The quality of the fish meal and oil depended on freshness on the raw material. For a small factory that can be stationed close to a fish processing plant, the freshness of raw material should not be a problem. Measurement of low water content in fish oil and low fat content in the meal, states that the new equipment and process are giving results as hoped.

See full report
Categories
Reports

Notkun rafmagns við þurrkun fiskmjöls / Electric drying of fish meal

Author(s):

Magnús Valgeir Gíslason, Gunnar Pálsson, Björn Margeirsson, Sigurjón Arason

Funded by:

AVS rannsóknasjóður í sjávarútvegi (R10 084‐10)

Contact

Sigurjón Arason

Head Engineer

sigurjon.arason@matis.is

Notkun rafmagns við þurrkun fiskmjöls / Electric drying of fish meal

Fiskmjölsiðnaðurinn er mikilvæg atvinnugrein og hefur verið að tæknivæðast mikið á síðustu árum. Það er notuð mikil orka við framleiðslu afurða. Til þess að ná betri tökum á orkunýtingu í ferlinum er sett upp orku‐ og massastreymislíkan fyrir vinnslu á mismunandi hráefni og samtímis fæst betri yfirsýn yfir vinnslurásina. Líkanið stuðlar einnig að því að auðveldara er að hafa áhrif á gæði fiskmjölsafurða, með ferlastýringu. Megin markmið með verkefninu er að stýra orkunotkun í vinnsluferlinum og þá sérstaklega við þurrkun og þróa rafþurrkunar‐ búnað fyrir loftþurrkara. Þurrkunin er síðasta vinnslustigið í rásinni og glatorkan frá þurrkun er síðan notuð framar í rásinni.    Markmið verkefnisins er að nýta rafmagn til að hita loft fyrir þurrkun á fiskmjöli á hagkvæman hátt. Með því móti væri mögulegt að ná því markmiði sjávarútvegsins að nýta eingöngu innlenda orku við framleiðslu fiskmjöls, draga verulega úr innflutningi á olíu til landvinnslu og draga töluvert úr myndun sótspors. Mælingar í framleiðsluferli voru framkvæmdar fyrir fjórar gerðir af hráefnum, til að meta efnisstrauma í gegnum verksmiðjuna. Þrýstifall yfir olíukyndingarbúnað var mælt og er mun meira samanborið við rafhitunarbúnað. Rafhitunarbúnaðurinn hefur reynst vel í fiskmjölsverksmiðju HB Granda Vopnafirði, hvað varðar orkugjafa, orkunýtingu, stýringu og viðhald.

The fish meal industry is an important sector and has applied technology in recent years. Fish meal processing is an energy intensive process. For better control of energy utilization in the process energy‐ and mass flow model was set up for processing different raw material, and simultaneously a better overview for the process. The model is a good tool to have influence on the quality of the fish meal products. The main aim of the project was to control energy usage specially for the drying and to develop electric air heating equipment. The drying is the last step in the process and waste heat is utilized on previous stages in the process. The aim of the project is to utilize electricity to heat air for drying of fish meal in an cost effective way. By contrast it would be possible to reach the goal for the Icelandic marine sector to utilize exclusively domestic renewable energy for fish meal processing, reduce imports of oil for shore processing and reduce carbon footprint. Measurements in the process were carried out for four kinds of raw material, for evaluation of mass flow through the process. Pressure drop over the oil air heating equipment was measured higher than for an electric air heater. It has turned out that the electric air heater has proved its worth in HB Grandi fish meal factory in Vopnafjordur, in terms of energy source, energy utilization, controlling and maintenance.  

See full report
Categories
Reports

Food safety and added value of Icelandic fishmeal – Determination of toxic and non‐toxic arsenic species in fish meal / Verðmæti og öryggi íslensks fiskimjöls – Greining eitraðra og hættulausra efnaforma arsens í fiskimjöli

Author(s):

Ásta Heiðrún E. Pétursdóttir, Hrönn Ólína Jörundsdóttir, Helga Gunnlaugsdóttir

Funded by:

AVS Rannsóknasjóður í sjávarútvegi

Contact

Ásta Heiðrún E. Pétursdóttir

Project Manager

asta.h.petursdottir@matis.is

Food safety and added value of Icelandic fishmeal – Determination of toxic and non‐toxic arsenic species in fish meal / Verðmæti og öryggi íslensks fiskimjöls – Greining eitraðra og hættulausra efnaforma arsens í fiskimjöli

Í lífríkinu er mikið til af arseni í lífrænum efnasamböndum sem og á ólífrænu formi og hafa fundist meira en 50 náttúruleg efnaform af arseni. Sjávarfang inniheldur frá náttúrunnar hendi háan styrk heildararsens miðað við t.d. landbúnaðarafurðir. Stærsti hluti arsens í sjávarfangi er hins vegar bundið á lífrænu formi sem kallast arsenóbetaníð, sem er talið hættulaust. Önnur form arsens í sjávarafurðum eru að jafnaði til staðar í lægri styrk, m.a. ólífrænt arsen (arsenít og arsenat) sem er eitrað og fer sjaldan yfir 3% af heildarstyrk arsens í fiski og krabbadýrum. Formgreining arsens í sjávarfangi er mikilvæg vegna þess að upptaka (bioavailability) og eiturvirkni arsens er háð því á hvaða efnaformi það er. Nýlega kallaði EFSA (European Food Safety Authority) eftir upplýsingum um ólífræn og lífræn efnaform arsens í fæðu og eftir efnagreiningaraðferðum til að greina ólífrænt arsen. Í þessari ritgerð koma fram niðurstöður og mat á mælingum á heildarstyrk í yfir 100 sýnum af íslensku fiskimjöli. Meðal annars var skoðað hvort árstíðamunur á heildarstyrk arsens væri til staðar. Sýnin voru fyrst brotin niður með örbylgjun og því næst mæld á ICP massagreini, ICP‐MS (Inductively coupled plasma mass spectrometry). Til að meta hvaða efnaform arsens eru til staðar í mjölinu var fyrst þróuð þrískipt úrhlutunaraðferð. Síðan var áhersla lögð á greiningu eitraðs ólífræns arsens. Áður birt alkalí‐alkóhól úrhlutunaraðferð, til að greina ólífrænt arsen, var aðlöguð og sýnin mæld með HPLC búnaði tengdum við ICP‐MS. Í ljós kom að arsenóbetaníð var í öllum tilfellum ríkjandi efnaform arsens. Ólífrænt arsen reyndist vera undir fjórum prósentum af heildarstyrk í tólf mældum fiskimjölssýnum. Aftur á móti kom í ljós, þegar annarri efnagreiningartækni (HPLC‐HGAFS) var beitt á sýni af stöðluðu viðmiðunarefni (certified reference material), að styrkur ólífræns arsens mældist þrisvar sinnum lægri. Reyndist alkalí‐alkóhól úrhlutunaraðferðin gefa sannfærandi efri mörk á styrk ólífræns arsens. Niðurstöðurnar sýna ennfremur að ekki er nóg að reiða sig á eina aðferð þegar efnaform arsens eru greind og magngreind. Aukinheldur sýna þær nauðsyn á vottuðum styrk ólífræns arsens í stöðluðu viðmunarefni til að kanna áreiðanleika efnagreiningaraðferða. Þörfin fyrir frekari þróun efnagreiningaaðferða á þessu sviði er brýn.

Arsenic is found in the biosphere both in organic and inorganic forms, and there have been recognized more than 50 naturally occurring arsenic species. Seafood products have naturally high concentration of total arsenic compared to e.g. agricultural produce. Arsenic is toxic to humans and animals and is known to be carcinogenic. The toxicity of the arsenic species varies severely and a large portion of the arsenic in seafood is present in the form of the organic compound arsenobetaine, which is considered non‐toxic. Other arsenic species are generally present in lower concentrations, including the most toxic inorganic arsenic species, arsenite, As(III) and arsenate, As(V), which usually do not exceed 3% of the total arsenic in fish and crustaceans. Existent European regulations on limits of arsenic in foodstuff and feed only take into account total arsenic concentration, not the toxic arsenic species. Recently the EFSA (European Food Safety Authority) stressed the need for more data on levels of organic and inorganic arsenic in different foodstuffs and the need for robust validated analytical methods for the determination of inorganic arsenic. In this thesis results from total arsenic concentration from over 100 samples of Icelandic fish meal are presented and evaluated. The samples were microwave digested and measured with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP‐MS). The samples were screened for a seasonal difference in the total arsenic concentration. To evaluate the arsenic species present in the meal a sequential method of extraction was developed. In addition, a special focus was on the determination of inorganic arsenic and a previously published method for an alkaline‐alcoholic extraction of the inorganic arsenic was modified and applied. For determination of arsenic species high pressure liquid chromatography (HPLC) was coupled to the ICP‐MS. The predominant arsenic species found in all samples was the non‐toxic arsenobetaine. Inorganic arsenic was found not to exceed 4% of total arsenic concentration in 12 samples of fish meal. However, a suspicion of co‐elution arose, and when another analytical instrument technique (Hydride generation atomic fluorescence spectroscopy (HPLC‐HG‐AFS)) was applied, concentration of inorganic arsenic was approximately three times lower in a certified reference material, TORT‐2. The alkaline‐alcoholic extraction method was found to give convincing upper limits of the inorganic arsenic concentration in fish meal samples. These results show the necessity of further method development and separate methods when identifying and quantifying species. This furthermore stresses the need for a certified value of inorganic arsenic in a certified material to check the robustness of developed methods.

See full report