Prosjektnummer
901373
Optimal kjøling av pelagisk fisk i nedkjølt sjøvann (RSW) ombord: Hovedprosjekt
Kunnskap som vil bidra til kvalitetsforbedringer i pelagiske fiskerier gjennom forbedret kjøleteknologi
CFD-simuleringer av dagens tanker i Selvåg Senior har vært brukt til å se på ulike løsninger som vil kunne forbedre sirkulasjonen i tankene. Etter ombygging og testing viser resultatene at:
• Innløpsvann fra innløpsrør nært bunn bør rettes nedover mot bunn for god gjennomstrømming (og kjøling) nært bunn, i tillegg til jevnere hastighetsfordeling i horisontale tverrsnitt i område over innløpsrør.
• For å unngå store hastighetsvariasjoner i øvre del av tank bør utløp spres over tverrsnitt, f.eks. gjennom å koble system av utløpsrør sammen med sigar.
• En avrunding i overgang mellom bunn og langsidevegg bør legges inn for økt gjennomstrømming og kjøleeffekt langs langsidevegg nært bunn.
• For
design av to tanker med ulik størrelse fås lignende strømningsforhold inne i tank når volumstrøm skaleres med forhold mellom horisontal tverrsnittarea for tankene:
Q2 =
Q1 x
A2/A1, hvor
A1 og A2 er tverrsnittarea for respektive tank 1 og tank 2, og
Q1 og
Q2 er tilsvarende volumstrøm for de to tankene.
• Resultater fra tester ombord i Selvåg Senior viser at å alternere utløpet mellom topp og akterrist ga en stor effekt på temperaturfordelingen i tankene. Ved å la utløpet i akterristen stå åpen en time for deretter å la utløpet gå i toppen fikk man brutt opp eventuelle dødsoner og dermed en jevnere temperatur i hele lasten.
• Resultater fra tester ombord i Selvåg Senior viser at å alternere utløpet mellom topp og akterrist ga en stor effekt på temperaturfordelingen i tankene. Ved å la utløpet i akterristen stå åpen en time for deretter å la utløpet gå i toppen fikk man brutt opp eventuelle dødsoner og dermed en jevnere temperatur i hele lasten.
Sammendrag av resultater fra prosjektets faglige rapportering
Den overordnede ideen var å forbedre kjølingen av pelagisk fisk i to store lagringstanker ombord i ringnot/tråler M/S Selvåg Senior. Fra resultatene av dette har det blitt trukket noen generelle konklusjoner til nytte for hele næringen. I dag er det stor variasjon i hvordan kjølesystemene ombord i pelagisk flåte er bygd og driftes.
I 2018 ble det installert et sanntids målesystem for temperatur og massestrøms overvåkning i to identiske tanker om bord i Selvåg Senior. Med dette var det mulig til enhver tid å ha oversikt over temperaturforholdene i tankene. I tillegg har det blitt gjennomført en ombygging av utløpsmulighetene i en av tankene. Resultatene fra ulike kolmulelaster med forskjellig strømning har vist at det er mulig å forbedre kjølingen slik at lasten har en snittemperatur på fisken som er 2 °C eller lavere ved lossing.
Det har vært gjennomført arbeid med å utvikle en reguleringsmodell for kjøleanlegget slik at energibruken optimaliseres samtidig som nedkjøling av fisken går raskest mulig. Denne modellen er sammenlignet med resultater fra tokt og viser god overenstemmelse.
CFD-simuleringer av dagens tanker i Selvåg Senior har vært brukt til å se på ulike løsninger som vil kunne forbedre sirkulasjonen i tankene.
Resultatene viser følgende for RSW-tanker:
• Innløpsvann fra innløpsrør nært bunn bør rettes nedover mot bunn for god gjennomstrømming (og kjøling) nært bunn, i tillegg til jevnere hastighetsfordeling i horisontale tverrsnitt i område over innløpsrør.
• For å unngå store hastighetsvariasjoner i øvre del av tank bør utløp spres over tverrsnitt, f.eks. gjennom å koble system av flere utløpsrør sammen.
• En avrunding i overgang mellom bunn og langsidevegg bør legges inn for økt gjennomstrømming og kjøleeffekt langs langsidevegg nært bunn.
• En avrunding i overgang mellom bunn og langsidevegg bør legges inn for økt gjennomstrømming og kjøleeffekt langs langsidevegg nært bunn.
• For design av to tanker med ulik størrelse fås lignende strømningsforhold inne i tank når volumstrøm skaleres med forhold mellom horisontal tverrsnittarea for tankene:
Q2 =
Q1 x
A2/A1, hvor
A1 og A2 er tverrsnittarea for respektive tank 1 og tank 2, og
Q1 og
Q2 er tilsvarende volumstrøm for de to tankene.
• Resultater fra tester ombord i Selvåg Senior viser at å alternere utløpet mellom topp og akterrist ga en stor effekt på temperaturfordelingen i tankene. Ved å la utløpet i akterristen stå åpen en time for deretter å la utløpet gå i toppen fikk man brutt opp eventuelle dødsoner og dermed en jevnere temperatur i hele lasten.
Prosjektorganisering
Prosjektet har vært finansiert gjennom Norges forskningsråd med delfinansiering fra FHF. Førstnevnte har hatt ansvaret for å kvalitetssikre prosjektet faglig og administrativt. Prosjektet har egen prosjektside hos Forskningsrådet (prosjektnr. 269253) med supplerende informasjon og publikasjoner.
• Resultater fra tester ombord i Selvåg Senior viser at å alternere utløpet mellom topp og akterrist ga en stor effekt på temperaturfordelingen i tankene. Ved å la utløpet i akterristen stå åpen en time for deretter å la utløpet gå i toppen fikk man brutt opp eventuelle dødsoner og dermed en jevnere temperatur i hele lasten.
Prosjektorganisering
Prosjektet har vært finansiert gjennom Norges forskningsråd med delfinansiering fra FHF. Førstnevnte har hatt ansvaret for å kvalitetssikre prosjektet faglig og administrativt. Prosjektet har egen prosjektside hos Forskningsrådet (prosjektnr. 269253) med supplerende informasjon og publikasjoner.
Målsettingene i prosjektet er i stor grad oppfylt. Kjøling av kolmule var i utgangspunktet utfordrende pga. høy fyllingsgrad (90 %) og enkle justeringer av innløp og utløp har ført til jevnere temperatur og i gjennomsnitt 2 °C lavere temperatur i modifisert tank sammenlignet med tilsvarende tank som ikke var endret. En reguleringsmodell som er utviklet i prosjektet vil automatisere styringen av kjøleanlegget slik at energibruken optimaliseres, men dette forutsetter instrumentering av RSW-tankene. Et kommersielt system eksisterer ikke enda.
-
Presentasjon: Optimal kjøling av pelagisk fisk (Optikjøl)
Cflow Fish Handling AS. Presentasjon for Forskningsrådet. 11. august 2020. Av Mats Augdal Heide.
-
Presentasjon: Simulering av flow i RSW-tanker
SINTEF Ocean. August 2020. Av Tom Ståle Nordtvedt og Anders Østman.
-
Presentation: Chilling of pelagic fish onboard Norwegian fishing vessels
SINTEF Ocean. Presented at the Conference of the West European Fish Technologist' Association, Lisbon, Portugal, 15–18 October 2018. By Tom Ståle Nordtvedt and Kristina N. Widell.
-
Sluttrapport: Optimal kjøling av pelagisk fisk
SINTEF Ocean. Rapport nr. 2020:00646. 25. juni 2020. Av Tom Ståle Nordtvedt.
Det er stor variasjon i hvordan kjølesystemene ombord i pelagiske fiskebåter er bygd opp og driftes. I dette prosjektet vil man forsøke å forbedre kjølingen av pelagisk fisk i to store lagringstanker ombord i ringnotfartøyet M/S Selvåg Senior. Av dette arbeidet vil man trekke generelle konklusjoner som kan være til nytte for hele næringen.
Målet med prosjektet er å øke kompetansen på kjøling av pelagisk fisk ombord i fiskefartøy. I prosjektet vil man komme frem til teknologi, utstyr og metoder som sikrer jevnere kjøling enn det man i gjennomsnitt har i tråleren Selvåg Senior og to av dennes kjøletanker. I prosjektet vil man bruke sild og kolmule i forbindelse med planlagte tokt. Erfaringsmessig gir disse artene de største utfordringene.
Målet med prosjektet er å øke kompetansen på kjøling av pelagisk fisk ombord i fiskefartøy. I prosjektet vil man komme frem til teknologi, utstyr og metoder som sikrer jevnere kjøling enn det man i gjennomsnitt har i tråleren Selvåg Senior og to av dennes kjøletanker. I prosjektet vil man bruke sild og kolmule i forbindelse med planlagte tokt. Erfaringsmessig gir disse artene de største utfordringene.
I tidligere prosjekt i regi av FHF har man sett at kjøletankene kan utformes annerledes for å få bedre strømning. Hvordan det gjøres på en kostnadseffektiv måte må undersøkes, slik at det er tilgjengelig for flere båter, både eksisterende og nybygg. Innløp og utløp av kjølevann har stor betydning for hvor god kjølingen er og optimal plassering og utforming av disse skal undersøkes.
Kuldeanlegget er en viktig del av kjølingen og integrering av dette er sentralt, ikke bare for å få god kvalitet på produktet, men også for å få optimal energibruk. I Norge har man i stor grad gått over til naturlige kuldemedier, men likevel er det muligheter for videreutvikling, spesielt når det gjelder CO₂ som kuldemedium ombord.
Å forbedre kjøling av pelagisk fisk (sild og kolmule) i de to største tankene ombord i tråleren Selvåg Senior for dermed å utarbeide et designunderlag for RSW-tanker til bruk ombord i pelagiske fiskebåter.
Delmål
1. Å spesifisere en hensiktsmessig og effektiv instrumentering i tank.
2. Å utvikle fysisk arrangement i tank som kan forbedre kjøling/sirkulasjon i tank.
3. Å forbedre kjøling ved bedre styring av drift og sirkulasjonsarrangement ved hjelp av input fra flowmålere og sensorer.
4. Å utvikle en numerisk modell som skal omsettes til et forenklet designverktøy.
1. Å spesifisere en hensiktsmessig og effektiv instrumentering i tank.
2. Å utvikle fysisk arrangement i tank som kan forbedre kjøling/sirkulasjon i tank.
3. Å forbedre kjøling ved bedre styring av drift og sirkulasjonsarrangement ved hjelp av input fra flowmålere og sensorer.
4. Å utvikle en numerisk modell som skal omsettes til et forenklet designverktøy.
Forventede resultater av dette prosjektet vil bidra til verdiskaping hos leverandører og deltakende rederier gjennom:
• Nye løsninger for kjølevannsfordeling til tanker og drift av disse.
• Optimalisering av kvaliteten på fangsten fram til levering.
• Optimalisering av energibruk.
• Bedre utnyttelse av lastekapasitet.
Gjennom bedre kjøling vil man få bedre kvalitet på landet fangst samtidig som man får mer tid på seg for å fylle fiskekvoten. Det vil kunne gi en preferanse for fisk fra båter med ny kjøleteknologi når fiskekjøperen byr på lasten.
• Optimalisering av kvaliteten på fangsten fram til levering.
• Optimalisering av energibruk.
• Bedre utnyttelse av lastekapasitet.
Gjennom bedre kjøling vil man få bedre kvalitet på landet fangst samtidig som man får mer tid på seg for å fylle fiskekvoten. Det vil kunne gi en preferanse for fisk fra båter med ny kjøleteknologi når fiskekjøperen byr på lasten.
Prosjektet er delt opp i fire hovedaktiviteter (H).
H 1: Konseptutvikling av instrumentering i tank
Aktivitet 1.1: Gjennomføre et idemøte hvor alle deltar for å avdekke ulike løsninger.
Aktivitet 1.2: Dokumentere og sammenstille ideer slik at de kan prioriteres.
Aktivitet 1.3: Prioritere og velge løsninger som skal implementeres i to av tankene til Selvåg Senior.
Aktivitet 1.4: Gjennomføre installasjon i tankene.
Aktivitet 1.5: Gjennomføre tokt hvor data registreres.
Aktivitet 1.6: Dokumentere og konkludere aktiviteten.
H 2: Konseptutvikling av kjøleløsninger i tank
Aktivitet 1.2: Dokumentere og sammenstille ideer slik at de kan prioriteres.
Aktivitet 1.3: Prioritere og velge løsninger som skal implementeres i to av tankene til Selvåg Senior.
Aktivitet 1.4: Gjennomføre installasjon i tankene.
Aktivitet 1.5: Gjennomføre tokt hvor data registreres.
Aktivitet 1.6: Dokumentere og konkludere aktiviteten.
H 2: Konseptutvikling av kjøleløsninger i tank
Aktivitet 2.1: Gjennomføre et idemøte hvor alle deltar for å avdekke ulike løsninger.
Aktivitet 2.2: Dokumentere ved simuleringer og enkle laboratorietester ideer slik at de kan prioriteres.
Aktivitet 2.3: Prioritere, velge og designe løsninger som skal implementeres i to av tankene til Selvåg Senior.
Aktivitet 2.4: Gjennomføre installasjon i to av tankene til Selvåg Senior.
Aktivitet 2.5: Gjennomføre testtokt med Selvåg Senior hvor én tank har implementert strømningstiltak mens en identisk tank ikke har det.
Aktivitet 2.6: Gjennomgang av resultater og utarbeidelse av tiltaksoversikt: Hva er mulig i eksisterende skrog og hva kan gjøres i nye?
H 3: Drift og styring av kjølesystemer
Aktivitet 2.2: Dokumentere ved simuleringer og enkle laboratorietester ideer slik at de kan prioriteres.
Aktivitet 2.3: Prioritere, velge og designe løsninger som skal implementeres i to av tankene til Selvåg Senior.
Aktivitet 2.4: Gjennomføre installasjon i to av tankene til Selvåg Senior.
Aktivitet 2.5: Gjennomføre testtokt med Selvåg Senior hvor én tank har implementert strømningstiltak mens en identisk tank ikke har det.
Aktivitet 2.6: Gjennomgang av resultater og utarbeidelse av tiltaksoversikt: Hva er mulig i eksisterende skrog og hva kan gjøres i nye?
H 3: Drift og styring av kjølesystemer
Aktivitet 3.1: Arbeidsmøte med gjennomgang av driftsrutiner for hvordan de kan endres med bakgrunn i resultater fra H1 og H2.
Aktivitet 3.2: Lage et dokumentasjonsunderlag for resultatene fra aktivitet 3.1.
Aktivitet 3.3: Identifisere og implementere de mest lovende tiltakene fra aktivitet 3.1 og 3.2. Dette vil bli testet ut ombord Selvåg Senior for å verifisere at temperaturen i tankene kan styres.
Aktivitet 3.4: Konkludere og rapportere hvilke driftsrutiner man bør ha for sild og kolmule.
H 4: Dimensjoneringsverktøy
Aktivitet 3.2: Lage et dokumentasjonsunderlag for resultatene fra aktivitet 3.1.
Aktivitet 3.3: Identifisere og implementere de mest lovende tiltakene fra aktivitet 3.1 og 3.2. Dette vil bli testet ut ombord Selvåg Senior for å verifisere at temperaturen i tankene kan styres.
Aktivitet 3.4: Konkludere og rapportere hvilke driftsrutiner man bør ha for sild og kolmule.
H 4: Dimensjoneringsverktøy
Aktivitet 4.1: Sette opp og verifisere numeriske modeller basert på informasjon innhentet i de andre hovedaktivitetene.
Aktivitet 4.2: Bruk av numeriske modeller for å utvikle dimensjoneringsverktøy for nyinstallasjoner.
Aktivitet 4.3: Synligjøre muligheter for forbedring for flere pelagiske rederier.
Aktivitet 4.2: Bruk av numeriske modeller for å utvikle dimensjoneringsverktøy for nyinstallasjoner.
Aktivitet 4.3: Synligjøre muligheter for forbedring for flere pelagiske rederier.
Resultater av allmenn interesse som ikke avslører bedriftsinterne forhold/IPR-rettigheter vil bli tilgjengeliggjort for relevante massemedier. Det vil bli skrevet en åpen sluttrapport, artikler i relevante fagtidsskrift og informasjon på FHFs hjemmeside.
Prosjektdeltagerne vil også gjennom sine egne kommunikasjonskanaler (hjemmesider etc.) markedsføre de produkter og tjenester som utvikles som resultat av dette prosjektet. Det skal utarbeides en kommunikasjonsplan for prosjektet som også vil omfatte publisering av vitenskapelige artikler.
Det vil bli gjennomført prosjektpresentasjoner på egne samlinger (eksempelvis FishTech).
Prosjektdeltagerne vil også gjennom sine egne kommunikasjonskanaler (hjemmesider etc.) markedsføre de produkter og tjenester som utvikles som resultat av dette prosjektet. Det skal utarbeides en kommunikasjonsplan for prosjektet som også vil omfatte publisering av vitenskapelige artikler.
Det vil bli gjennomført prosjektpresentasjoner på egne samlinger (eksempelvis FishTech).
-
Sluttrapport: Optimal kjøling av pelagisk fisk
SINTEF Ocean. Rapport nr. 2020:00646. 25. juni 2020. Av Tom Ståle Nordtvedt.