Prosjektnummer
910281
Energieffektiv vannfjerning med høytemperatur-varmepumpe og overhetet damp
Tørking av fiskemel er en avgjørende prosess for å sikre høy kvalitet og energieffektiv produksjon. Swedish Exergy har utviklet en teknologi for tørking med overhetet damp, som gir lavere energiforbruk og bedre produktkvalitet. Når denne teknologien kombineres med Enerins HoegTemp®-varmepumper, som kan varme damp fra 110 °C til 220 °C ved bruk av spillvarme, oppnås ytterligere energieffektivisering og reduserte CO2-utslipp.
Prosjektet fokuserer på å erstatte dagens varmluftstørker med overhetet-damp-tørker. Dette gir bedre muligheter for varmegjenvinning, og dermed redusert energibruk og CO2-utslipp. Innledende tester viser at det er mulig å oppnå samme produktkvalitet som med dagens varmluftstørker (LT-kvalitet) ved 200 °C damptemperatur, noe som gjør at teknologien kan kombineres med kompatibel med høytemperatur varmepumper.
Pilotstudier skal gjennomføres ved Pelagia Måløy Sildoljefabrikk for å teste kvaliteten på fiskemelet, spesielt med hensyn til proteinfordøyelighet. Den pneumatiske tørken fra Swedish Exergy er valgt for sin robusthet og kostnadseffektivitet i stor skala.
Prosjektet bygger videre på tidligere og pågående FHF-prosjekter, f.eks. “Energieffektiv vannfjerningsteknologi for fremstilling av fiskemel av høy kvalitet” (FHF-901900). Målet er å utvikle en bærekraftig, elektrisk drevet og energieffektiv fiskemelproduksjon med lavt CO2-avtrykk.
Prosjektet fokuserer på å erstatte dagens varmluftstørker med overhetet-damp-tørker. Dette gir bedre muligheter for varmegjenvinning, og dermed redusert energibruk og CO2-utslipp. Innledende tester viser at det er mulig å oppnå samme produktkvalitet som med dagens varmluftstørker (LT-kvalitet) ved 200 °C damptemperatur, noe som gjør at teknologien kan kombineres med kompatibel med høytemperatur varmepumper.
Pilotstudier skal gjennomføres ved Pelagia Måløy Sildoljefabrikk for å teste kvaliteten på fiskemelet, spesielt med hensyn til proteinfordøyelighet. Den pneumatiske tørken fra Swedish Exergy er valgt for sin robusthet og kostnadseffektivitet i stor skala.
Prosjektet bygger videre på tidligere og pågående FHF-prosjekter, f.eks. “Energieffektiv vannfjerningsteknologi for fremstilling av fiskemel av høy kvalitet” (FHF-901900). Målet er å utvikle en bærekraftig, elektrisk drevet og energieffektiv fiskemelproduksjon med lavt CO2-avtrykk.
Hovedmål
Å teste og dokumentere energieffektivisering ved tørking, gjennom bruk av overhetet damp-tørking, i kombinasjon med høytemperatur varmepumper.
Delmål
• Å vise reduksjon av energibruk på minimum 50 % fra dagens fiskemel-fabrikker til de nye tekniske løsningene, basert på målinger og beregninger.
• Å dokumentere reduserte utslipp av NOX, CO2, lukt-komponenter og reduserte utslipp av organisk materiale via scrubbere, som kan tilfredstille nye BAT-krav fra EU.
• Å dokumentere minst like god proteinkvalitet av fiskemel tørket med overhetet damp, som dagens fiskemel produsert med varmlufts-tørker (LT-tørker)
• Å utarbeide en kost-/nytte analyse for implementering av det nye teknologikonseptet med høytemperatur varmepumper i kombinasjon med overhetet damp-tørker
Å teste og dokumentere energieffektivisering ved tørking, gjennom bruk av overhetet damp-tørking, i kombinasjon med høytemperatur varmepumper.
Delmål
• Å vise reduksjon av energibruk på minimum 50 % fra dagens fiskemel-fabrikker til de nye tekniske løsningene, basert på målinger og beregninger.
• Å dokumentere reduserte utslipp av NOX, CO2, lukt-komponenter og reduserte utslipp av organisk materiale via scrubbere, som kan tilfredstille nye BAT-krav fra EU.
• Å dokumentere minst like god proteinkvalitet av fiskemel tørket med overhetet damp, som dagens fiskemel produsert med varmlufts-tørker (LT-tørker)
• Å utarbeide en kost-/nytte analyse for implementering av det nye teknologikonseptet med høytemperatur varmepumper i kombinasjon med overhetet damp-tørker
Prosjektet har som mål å verifisere effekten av å kombinere tørking med overhetet damp og høytemperatur varmepumper. I dag krever denne produksjonen omkring 500 kWh per tonn råstoff, men beregninger viser at dette energibehovet kan reduseres med over 50 %, ved å ta i bruk den nye teknologikombinasjonen. Samtidig åpner dette for en overgang fra fossilt brensel til elektrisk kraft, noe som vil redusere CO2-utslippene betydelig. Resultatene fra prosjektet forventes å være nyttige både for den nasjonale og internasjonale marine ingrediensindustrien. Teknologien har også potensial for overføring til andre industrier med behov for energieffektiv tørking.
Prosjektorganisering
Prosjektet ledes av Pelagia i samarbeid med partnerne, Enerin, Swedish Exergy og SINTEF Energi. Prosjektet involverer eksperter fra alle partnerne og kombinerer praktisk testing med simuleringer for å utvikle energieffektive løsninger for fiskemelproduksjon.
Prosjektet er inndelt i følgende arbeidspakker (AP-er):
AP1: Vurdere alternative teknologiske løsninger
SINTEF Energi utvikler en helhetlig beregningsmodell for fiskemelproduksjon i Excel®, med bruk av software-programmet REFPROP for termodynamiske beregninger. Modellen skal analysere energibruken i ulike prosesser og vurdere bruk av spillvarme fra tørkeprosesser og MVR-inndampere, samt ulike tørketeknologier og varmepumper. Varmepumpene modelleres på komponentnivå, og systemløsningene sammenlignes med tradisjonelle, fossilbaserte systemer med hensyn til energieffektivitet og CO2-utslipp.
Modellen bygger videre på erfaringer fra prosjektene “Centre for an Energy Efficient and Competitive Industry for the Future (HighEFF)” (Forskningsrådets ref.nr. 257632) ledet av SINTEF Energi AS og “Potensialet for energieffektivisering i sjømatnæringen (PEIS)” (FHF-901905), ledet av SINTEF Ocean AS. Det vurderes også å bruke dynamisk modellering med Dymola for mer detaljerte analyser ved driftsvariasjoner. Enerin utvikler en dynamisk pinch-analyse basert på historiske og høyoppløste data, for å optimalisere varmegjenvinning i en produksjon med varierende råstoffkvalitet og -mengde. Pelagia og Swedish Exergy bidrar med litteraturstudier, industriell erfaring og økonomiske vurderinger.
AP2: Pilottester – tørking av fiskemel med overhetet damp
Prosjektet skal teste en pilottørke fra Swedish Exergy AB, installert ved Pelagias fiskemelfabrikk i Karmsund. Tørken bruker overhetet damp i stedet for varmluft, noe som gir fordeler som bedre varmeutnyttelse, forbedret hygiene og redusert fettoksidasjon, men også høyere varmebelastning på produktet. Målet er å oppnå minst like god kvalitet som dagens LT-tørkere (lavtemperatur), målt blant annet ved proteinfordøyelighet.
Tørketiden er svært kort (ca. 20 sekunder), og tidligere studier med lignende teknologi har vist at proteinkvaliteten kan bevares.
Prosjektet fokuserer på sluttørking av fiskemel og vil sammenligne med eksisterende LT-tørker. Det skal gjennomføres tester med ulike typer råstoff og sesongvariasjoner. Kjemiske og biologiske analyser bestilles eksternt, og data analyseres for å finne optimale tørkebetingelser som temperatur, partikkelstørrelse og vanninnhold.
AP3: Pilottester – høytemperatur varmepumpe
Enerin har installert en høytemperatur-varmepumpe ved Pelagia Måløy som del av et Enova-støttet pilotprosjekt. Varmepumpen gjenvinner spillvarme og produserer damp ved 2–8 bar, og systemet kan tilpasses ulike driftsbetingelser. Prosjektet er koblet til EU-prosjektet SUSHEAT, hvor tilsvarende varmepumpe testes ved KTH i Stockholm, med mål om å nå temperaturer opp til 250 °C. Energianalyser viser store variasjoner i fabrikkdrift, og det er behov for en avansert styringsalgoritme som kan håndtere variasjoner i varmebehov, tilgjengelig spillvarme, strømpriser og bufferkapasitet for optimal energibruk.
AP4: Beregninger av systemløsninger basert på testresultater
Beregningsmodellene utviklet av SINTEF og ENERIN i AP1 vil brukes videre i AP4 for å evaluere integrasjon av overhetet damptørke og Stirling-varmepumpe. Beregningene vil baseres på måledata fra AP2 og AP3, og har som mål å undersøke hvordan disse to komponentene vil samhandle i et komplett produksjonssystem. Videre vil en foreta økonomiske beregninger med mest mulig realistiske betingelser, med reelle drifts- og investeringskostnader, og vise effekter av besparelser i energibruk, basert på resultater fra prosjektet.
Prosjektet ledes av Pelagia i samarbeid med partnerne, Enerin, Swedish Exergy og SINTEF Energi. Prosjektet involverer eksperter fra alle partnerne og kombinerer praktisk testing med simuleringer for å utvikle energieffektive løsninger for fiskemelproduksjon.
Prosjektet er inndelt i følgende arbeidspakker (AP-er):
AP1: Vurdere alternative teknologiske løsninger
SINTEF Energi utvikler en helhetlig beregningsmodell for fiskemelproduksjon i Excel®, med bruk av software-programmet REFPROP for termodynamiske beregninger. Modellen skal analysere energibruken i ulike prosesser og vurdere bruk av spillvarme fra tørkeprosesser og MVR-inndampere, samt ulike tørketeknologier og varmepumper. Varmepumpene modelleres på komponentnivå, og systemløsningene sammenlignes med tradisjonelle, fossilbaserte systemer med hensyn til energieffektivitet og CO2-utslipp.
Modellen bygger videre på erfaringer fra prosjektene “Centre for an Energy Efficient and Competitive Industry for the Future (HighEFF)” (Forskningsrådets ref.nr. 257632) ledet av SINTEF Energi AS og “Potensialet for energieffektivisering i sjømatnæringen (PEIS)” (FHF-901905), ledet av SINTEF Ocean AS. Det vurderes også å bruke dynamisk modellering med Dymola for mer detaljerte analyser ved driftsvariasjoner. Enerin utvikler en dynamisk pinch-analyse basert på historiske og høyoppløste data, for å optimalisere varmegjenvinning i en produksjon med varierende råstoffkvalitet og -mengde. Pelagia og Swedish Exergy bidrar med litteraturstudier, industriell erfaring og økonomiske vurderinger.
AP2: Pilottester – tørking av fiskemel med overhetet damp
Prosjektet skal teste en pilottørke fra Swedish Exergy AB, installert ved Pelagias fiskemelfabrikk i Karmsund. Tørken bruker overhetet damp i stedet for varmluft, noe som gir fordeler som bedre varmeutnyttelse, forbedret hygiene og redusert fettoksidasjon, men også høyere varmebelastning på produktet. Målet er å oppnå minst like god kvalitet som dagens LT-tørkere (lavtemperatur), målt blant annet ved proteinfordøyelighet.
Tørketiden er svært kort (ca. 20 sekunder), og tidligere studier med lignende teknologi har vist at proteinkvaliteten kan bevares.
Prosjektet fokuserer på sluttørking av fiskemel og vil sammenligne med eksisterende LT-tørker. Det skal gjennomføres tester med ulike typer råstoff og sesongvariasjoner. Kjemiske og biologiske analyser bestilles eksternt, og data analyseres for å finne optimale tørkebetingelser som temperatur, partikkelstørrelse og vanninnhold.
AP3: Pilottester – høytemperatur varmepumpe
Enerin har installert en høytemperatur-varmepumpe ved Pelagia Måløy som del av et Enova-støttet pilotprosjekt. Varmepumpen gjenvinner spillvarme og produserer damp ved 2–8 bar, og systemet kan tilpasses ulike driftsbetingelser. Prosjektet er koblet til EU-prosjektet SUSHEAT, hvor tilsvarende varmepumpe testes ved KTH i Stockholm, med mål om å nå temperaturer opp til 250 °C. Energianalyser viser store variasjoner i fabrikkdrift, og det er behov for en avansert styringsalgoritme som kan håndtere variasjoner i varmebehov, tilgjengelig spillvarme, strømpriser og bufferkapasitet for optimal energibruk.
AP4: Beregninger av systemløsninger basert på testresultater
Beregningsmodellene utviklet av SINTEF og ENERIN i AP1 vil brukes videre i AP4 for å evaluere integrasjon av overhetet damptørke og Stirling-varmepumpe. Beregningene vil baseres på måledata fra AP2 og AP3, og har som mål å undersøke hvordan disse to komponentene vil samhandle i et komplett produksjonssystem. Videre vil en foreta økonomiske beregninger med mest mulig realistiske betingelser, med reelle drifts- og investeringskostnader, og vise effekter av besparelser i energibruk, basert på resultater fra prosjektet.
Følgende formidling er planlagt:
• presentasjon på nasjonale og internasjonale konferanser for marine ingredienser, fôr og akvakultur. Eksempelvis Aqua Nor, The Marine Ingredients Organisation (IFFO) sin årlige konferanse og konferanse i regi av the European Fishmeal and Fish Oil Producers (EFFOP).
• populærvitenskapelig publikasjon
• presentasjon på varmepumpe-konferanser som IEA Heat Pump Conference og High-Temperature Heat Pump Symposium (2026 og 2028)
• presentasjon på Norsk Kjøleteknisk Forenings årsmøte m.fl.
• utnytting av de kanalene som er opprettet gjennom EU Horizons prosjekter for distribusjon og spredning av resultater
• presentasjon på nasjonale og internasjonale konferanser for marine ingredienser, fôr og akvakultur. Eksempelvis Aqua Nor, The Marine Ingredients Organisation (IFFO) sin årlige konferanse og konferanse i regi av the European Fishmeal and Fish Oil Producers (EFFOP).
• populærvitenskapelig publikasjon
• presentasjon på varmepumpe-konferanser som IEA Heat Pump Conference og High-Temperature Heat Pump Symposium (2026 og 2028)
• presentasjon på Norsk Kjøleteknisk Forenings årsmøte m.fl.
• utnytting av de kanalene som er opprettet gjennom EU Horizons prosjekter for distribusjon og spredning av resultater