Til innholdet

Prosjektnummer

900914

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 900914
Status: Avsluttet
Startdato: 01.09.2013
Sluttdato: 15.10.2015
Fagfelt: Villfisk; Industri, konvensjonell

Automatisk fjerning av svarthinne hos torsk til saltfisk og klippfisk: Fase 2

Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige sluttrapport
I dette prosjektet har det blitt utviklet en LAB-prototype for fjerning av svarthinne og for å se potensiale til kaldflateteknologien. Prototypen har ikke vært mulig å bruke til å fjerne svarthinne helautomatisk, men har vist at kaldflate er en effektiv måte for å fjerne svarthinne fra torsk. Det har også i prosjektet kommet fram hvilke parametere som er viktig og en har lagt et godt grunnlag for videre utvikling av en fungerende maskin for en utstyrsleverandør. Bruk av prototypen og forsøkene som har blitt gjort har ført til nye ideer som at fisken heller bør ligge med buken ned og at det heller bør lages en maskin som er tilpasset dette.
 
Oppsummering av de viktigste parameterne:
• Ideell temperatur på frysetrommel: -15 til -18 grader.
• Så fuktig svarthinne som mulig.
• Fjerning fra bak på fisken/hinna og forover.
• Hastighet på trommelen ca. 30–50 % fortere enn bevegelsen på transportøren/fisken.
• All svarthinne som skal fjernes må være i kontakt med trommelen.
 
SINTEF Fiskeri og havbruk har tro på at det er mulig å bygge en maskin basert på kaldflate som kan fjerne svarthinnen på fisk av variert kvalitet.
 
Ulike suksesskriterier er kartlagt og beskrevet i detalj i sluttrapporten. Det er også utarbeidet konseptskisser som viser anbefalt konsept som utstyrsleverandøren kan ta videre til industrialisering. 

Med bakgrunn i resultatene anbefaler prosjektgruppen teknikken for automatisk fjerning av svarthinne blir industrialisert.
Erfaringene fra prosjektet viser at prototypen ikke klarte å ta all svarthinnen helautomatisk. Likevel anses det som positivt at konseptet:
• er modnet for å overføres til utstyrsleverandør
• har et potensiale for videreutvikling

Inntil videre har utstyrsleverandørene valgt å ikke gå videre med konseptet.
Produksjon av salt- og klippfisk har lange tradisjoner i Norge. I utgangspunktet blir fersk eller tint, sløyd og hodekappet fisk flekket, dvs. skåret langs ryggbeinet slik at fisken kan brettes ut som en stor trekant. Mesteparten av ryggbeinet med blodranden blir fjernet i flekkeprosessen og i en del av tilfellene blir også svarthinnen hos torsken fjernet. Fjerning av svarthinne representerer en oppgave som i dag utføres manuelt, og normalt umiddelbart etter flekking, av 2–6 operatører avhengig av kapasitetsbehov på produksjonslinjen. Dette gjøres ved at svarthinnen gnies/dras av med en vott eller annen type redskap som medfører en relativt stor fysisk arbeidsbelastning for operatørene.
 
Selv med noe varierende volum/verdi fra år til år er eksport av saltfisk og klippfisk en betydelig næring. Norsk eksport av klippfisk i 2011 (ureviderte tall fra Sjømatrådet) ble på ca. 97 534 tonn til en verdi av 3,77 milliarder kr. Dette utgjorde ca. 7,1 % av den totale eksportverdien av norsk fisk siste år. Hovedmarkedene er Brasil med 32 534 tonn (33 %) og EU med 31 107 tonn (32 %), hvor Portugal står for 26 622 tonn (26 %) alene. For klippfisk av torsk utgjorde volumet i 2011 40 661 tonn (42 % av total klippfisk) til en eksportverdi på ca. 2,1 milliarder kr. Det vil si en gjennomsnittlig kilopris på ca. 51 kr. EU står for 29 263 tonn av dette volumet og av dette tar Portugal 25 286 tonn. Det vil si at av all klippfisk til Portugal består 98,6 % av torsk. Øvrige viktige markeder for klippfisk av torsk er Brasil (9 509 tonn), Italia (1 700 tonn) og Frankrike (1 635 tonn).
 
De forskjellige markedene for salt- og klippfisk har ulike krav til om svarthinnen skal sitte på produktet eller ikke. Typisk er at Portugal kjøper fisk med svarthinne mens Brasil ønsker uten, og det er også ofte slik at kunder av saltfisk kjøper produktet med svarthinne mens klippfisken skal være uten. Imidlertid er trenden at flere og flere kunder ønsker at svarthinnen skal være fjernet.
 
Det er et ønske i saltfisk- og klippfisknæringen om å automatisere fysisk tunge og ensidig gjentakende arbeidsoperasjoner, jf. “Handlingsplan for FoU-aktiviteter innen saltfisk og klippfisk. 2010–2013”. SINTEF har gjennomført to prosjekter innen problemstillingen automatisert fjerning av svarthinne hos torsk; “Karakterisering av svarthinne hos atlanterhavstorsk (Gadus morhua L.) og stillehavstorsk (Gadus macrocephalus L.)” (SINTEF-rapport nr. SFH80 A095073) og “Automatisk fjerning av svarthinne hos torsk til saltfisk og klippfisk – Et grunnlag for realisering av ny teknologi” (SINTEF-rapport nr. A22559). Se FHF-prosjekt FHF-900509. Gjennom disse prosjektene er metoden med å bruke kald fryseflate for å fjerne svarthinnen identifisert til å ha det største potensialet. Det ble gjennomført vellykkede laboratorieforsøk med både flat fryseflate og rund flate (roterende rull). Det ble utarbeidet en kravspesifikasjon for en eventuell ferdig løsning.
 
I det første prosjektet ble det utført både kjemisk og mekanisk karakterisering. Resultatene viste at svarthinnen i hovedsak er av proteinnatur med stort innslag av kollagen. Svarthinnens styrke øker med tykkelsen som øker med størrelsen på fisken. Små fisk har tynn og svak svarthinne som gjør det vanskelig å trekke den av i hele stykker. Vanligvis sitter svarthinnen fastere til bukhinnen ved buksnittet og svømmeblæren, men dette kan variere mellom individer. Det ble ikke funnet signifikante forskjeller i egenskapene og sammensetningen hos stillehavs- (Gadus macrocephalus L.) og atlanterhavstorskens (Gadus morhua L.) svarthinne.
 
I neste prosjekt ble det foretatt flere runder med idédugnad og kreative tankeprosesser for å finne mulige måter for å fjerne og/eller løsne svarthinnen. Problemet var også aktuelt emne i studentoppgaver på Institutt for produktutvikling og materialer på NTNU. Mange av løsningene har blitt testet, for eksempel mekanisk fjerning med forskjellige børster og “rufsete” materialer, kjemisk fjerning, bleking og høytrykksblåsing med luft og vann.
 
I det foregående prosjektet ble det avklart at den mest lovende metoden var å benytte frysing av svarthinnen for fjerning. Gjennom forsøk ble det vist at det er mulig å fjerne svarthinne fra buken hos torsk med to ulike teknikker av kaldflatemetode. Den ene metoden var en flat flate kjølt av et termoelektrisk (peltier) element. Dette kunne reguleres til en bestemt temperatur og fryse fast/fjerne svarthinne på et område på 3x3 cm av gangen. Den andre metoden var passive fryseruller som ble nedkjølt på forhånd og deretter ble satt i hastighet og rullet over fisken. For begge teknikkene måtte elementene manuelt fjernes for fastsittende svarthinne, med påfølgende ny avkjøling.  Resultatene viste at temperatur og mengden fuktighet var av betydning for hvor effektiv fjerningen var. Disse resultatene legger grunnlag for utvikling av en mer industriell testmodell.
 
Prosjektresultatene er blitt presentert for næringen i FHFs forum for Konvensjonell sektor. Næringen har ønske om å utvikle ideene videre til kommersielle løsninger.
Å videreføre det arbeidet som er gjort i de nevnte prosjektene slik at alle usikkerhetsmomenter knyttet til råstoffets betydning for resultatet er fjernet eller redusert til et nivå som gjør at utvikling av utstyr for mer enn 95 % automatisk fjerning av svarthinne alternativt 50 % reduksjon i lønnskostnader kan gjennomføres uten for stor risiko. Teknologien skal ikke føre til redusert utbytte eller påvirke kvaliteten på sluttproduktet negativt.

Delmål
• Å bygge en laboratoriemodell/frysetrommel som gjør det mulig å kartlegge hvordan forskjellige faktorene påvirker effekten av svarthinnefjerningen. Modellen skal være nær endelig versjon og ha automatisk avskraping av svarthinne.
• Å gjennomføre laboratorieforsøk for å identifisere og dokumentere optimale arbeidsområder for teknologien med hensyn til relevante kvaliteter på råstoffet.
• Å gi tydelige føringer for design og bygging av industrielt utstyr for automatisk fjerning av svarthinne som både gjør veien frem til utviklet teknologi kortest mulig og som tilfredsstiller krav fra næringen med hensyn til kvalitet og kapasitet.
• Å bygge en laboratoriemodellen som skal være mest mulig realistisk for industriell bruk, og samtidig være så nær en produksjonsversjon som mulig.
Det forventes at man med prosjektet får laget et best mulig grunnlag for effektiv utvikling og implementering av teknologi for automatisk fjerning av svarthinne hos torsk til saltfisk og klippfisk. Med et årlig eksportvolum på over 60.000 tonn klippfisk og saltfisk av torsk er det overordnete målet at teknologien skal bidra til å redusere den fysiske arbeidsbelastningen hos operatører som manuelt fjerner svarthinnen og i tillegg bedre lønnsomheten i næringen ved å redusere bearbeidingskostnadene per produsert enhet.

I dag er det et bemanningsbehov på 2–6 operatører for manuell fjerning av svarthinne, avhengig av produksjonslinjens takthastighet. Arbeidet blir utført på produksjonslinjen etter at fisken er blitt flekket. Bemanningsbehovet i forbindelse med ny teknologi vil avhenge av hvilken løsning som blir utviklet, men målsettingen er at enheten for fjerning av svarthinnen skal være integrert i flekkemaskinen. Det vil bety en reduksjon på anslagsvis 40.000 operatørtimer ved prosessering av 50.000 tonn råstoff.
Med grunnlag i de dokumenterte resultatene fra de tidligere prosjektene skal det planlegges og gjennomføres et heldags arbeidsseminar (workshop) mellom deltakere fra Nordic Supply System, produsent av klippfisk og saltfisk og SINTEF. Hensikten med seminaret er å gjøre et valg av design for bygging av en laboratoriemodell for fjerning av svarthinne som skal kunne bygges inn i Nordic Supply System flekkemaskiner. Designvalget skal også omfatte valg av overflatemateriale og –struktur på fryseelementet.
 
Det skal designes og bygges en laboratoriemodell for gjennomføring og dokumentasjon av forsøk som avdekker hvilke optimale kjøreparametere som kreves ved bruk av “frossen flate”-teknikk for å fjerne >95 % av svarthinnen fra torsk under flekkeprosessen. Et usikkerhetsmoment ved utvikling av teknologi for fjerning av svarthinne er om teknologien er i stand til å håndtere alle aktuelle råstoffkvalitetene. Laboratoriemodellen skal derfor være utformet slik at den kan tas med til saltfisk- og klippfiskprodusenter for å gjennomføre forsøk med relevant variert råstoff.

Laboratoriemodellen skal designes slik at følgende prosessparametere skal kunne måles, dokumenteres og optimaliseres;
• varierte temperaturer på overflaten av fryseelementet
• kuldekapasiteten på fryseelementet
• riktig type kjølemedium
• kontakttiden mellom fryseelementet og fisken
• styring av hastighet for fjerning av svarthinne og på transportbåndet
• trykkraften som fryseelementet utøver på overflaten av fisken
• mengden fuktighet på svarthinnen som er nødvendig for å oppnå effektiv fjerning
 
I tillegg skal det utvikles løsning for kontinuerlig fjerning av svarthinnerester på fryseelementet som er en forutsetning for at teknologien skal fungere.
 
Utstyrsleverandørene skal delta aktivt i utviklingen og bygging av modellen og komme med innspill som skal gjøre at det utvikles en modell som enklest mulig kan tilpasses til eksisterende utstyr og dermed effektivt kan utvikles videre til en endelig industriell løsning.
 
SINTEF Fiskeri og havbruk tegner opp og designer delene til laboratoriemodellen. Bygging av delkomponenter vil bli i all hovedsak bli satt bort til underleverandører, som for eksempel Skala Fabrikk AS eller andre mekaniske versksted som utfører maskinering. Delene som vil være aktuelt å få laget er komponenter som selve kjøleelementet med kjølekretser, deler for avskraping, system for mekanisk bevegelse og kuldeaggregat.
 
Etter at laboratoriemodellen er satt sammen skal det gjennomføres forsøk ved SINTEF SeaLab for å avdekke de optimale prosessparameterne.

En forutsetning for å gjennomføre forsøk med testmodellene er å gjøre dette på råstoff av relevante kvaliteter som:
• fersk/tint fisk
• kald/“varm” fisk, dvs. temperaturområder mellom 0 og 10 °C
• bløt (spaltet)/fast fiskekjøtt
• stor/liten fisk
• Atlanterhavstorsk/stillehavstorsk
• samt mulige variasjoner i kvalitet som kan skyldes fangst under ulike sesonger.

Resultater fra laboratorieforsøkene skal dokumenteres i form av måleresultater og eventuelt videoopptak som formidles fortløpende til resten av prosjektgruppen. Ved endringer i prosjektet skal dette tas opp til diskusjon i styringsgruppen og om nødvendig avklares med FHF.
 
For å sikre tilgang på alle relevante kvaliteter av råstoffet skal det også gjennomføres forsøk hos saltfisk- og klippfiskprodusenter. Det er en usikkerhetsfaktor om prosjektet får tilgang på nødvendig og relevant råstoff. Av den grunn har prosjektet satt av tiden frem til årsskiftet 2013/14, men prosjektet vil bli avsluttet når nødvendige data er samlet inn. Dette er en beslutning som styringsgruppen skal ta i samråd med FHF.
 
Alle resultater skal dokumenteres i en sluttrapport. En plan for igangsetting av utviklingsprosjektet skal lages i samarbeid med næringen.
 
Prosjektforlengelse 2015
Det har vært flere utfordringer med gjennomføringen underveis som har ført til at det har tatt lengre tid enn planlagt å få utstyret og testoppsettet til å fungere. For å kunne utføre tester ute på anlegg med testriggen er det derfor behov for forlengelse av prosjektet. Det skal testes på varierte råstoffkvalitet, primært trålfanget fisk siden det anses som den mest utfordrende råvaren.

Testrigg ferdigstilles og testes på Sealab. Eventuelle justeringer gjøres. Testriggen tas med ut på anlegg hvor det kjøres med diverse råstofftyper. Testene skal gi et best mulig bilde av hvor godt oppsettet fungerer når det gjelder fjerning av svarthinne på de kvaliteter av fisk som er tilgjengelig.
Gjennom hele prosjektperioden skal prosjektet ha tett dialog med Nordic Supply System og klippfisk- og saltfiskprodusenter. Ved avslutning av prosjektet skal prosjektresultatene og planer for realisering presenteres av SINTEF Fiskeri og havbruk i samarbeid med Nordic Supply System for FHFs faggruppe Konvensjonell og eventuelt FHFs konvensjonell samling i Ålesund.
 
Det skal utarbeides sluttrapport, faktaark og populærvitenskapelig artikkel til fagpresse.
 
Resultatene skal også presenteres på 1–2 formidlingssamlinger i regi av FHF.

Relaterte FHF-prosjekter

Automatisk fjerning av svarthinne hos torsk til saltfisk og klippfisk: Fase 1 Prosjektnummer: 900509
Karakterisering av svarthinne på torsk: Forprosjekt Prosjektnummer: 900235