Forædlingsteknik i ben- og fiskemelsindustrien

Transkript

1 INDDAMPEREN, (WHE) Inddamperkapacitet Den nominelle kapacitet er stort set fastlagt ved hedefladearealet. Driftskapaciteten er afhængig af kvaliteten af varmemediet (x-værdi), men også andre faktorer spiller ind. Belægningsdannelse på dampsiden af hedefladerne Belægningsdannelse på (væskesiden) produktsiden Dårlig fordeling af væske på toppen af inddampertrinnet Ukondenserbare gasser i inddampertrinnet Tilstopning af rør i varmeveksleren (trinnet) Antal trin Jo flere trin inddamperen arbejder med, jo bedre udnyttelse af energien. Der skal være en temperaturdifferens over de enkelte trin, som driver energien fra det ene trin til det andet. Da temperaturspændet er begrænset, sætter dette en grænse for, hvor mange trin man har i praksis. I dag anvendes almindeligvis op til tre-trins WHE. 1

2 KAPITEL 4 Separering Emnet er behandlet i Kompendium (Branchekursus /Kød og benmel / Fiskemel, 2004) s Dette kapitel er dels en uddybning af, dels en supplering til stoffet. CENTRIFUGENS OG DEKANTERENS FUNKTIONSMÅDE Demonstreres ved hjælp af Alfa Lavals powerpointserie ALICE samt animation af 3- fasedekanter. CIRKELBEVÆGELSE Vi er alle til dagligt udsat for tyngdekraften. Udsættes vi for en cirkelbevæglse, f.eks. i en karrusel, så bemærker vi, at der er en kraftpåvirkning. Karrusellen prøver at slynge os af. I dekanteren og centrifugen udsættes produkterne (pressevand, dekantervand, olie/vand-blanding, solubles) for en cirkelbevægelse, produkterne forsøges slynget væk fra omdrejningsaksen. De tungeste produkter (største massefylde) udsættes for den største kraftpåvirkning. I bilag 10.1 er der givet en kort beskrivelse cirkelbevægelsen og beregning af accelerationen G i cirkelbevægelsen. STOKES LOV Vi vil gennemgå Stokes lov i forbindelse med gennemgangen af Alfa Lavals powerpoint ALICE. Men kort om Stokes lov. Kendskab til Stokes lov er af stor betydning for at kunne forstå, hvilke faktorer der bestemmer hastigheden af en separationsproces. Følgende fysiske størrelser har betydning for den hastighed, hvormed en partikel bevæger sig ud af væsken: Partiklens diameter Partiklens massefylde ( hvor tung er partiklen) Væskens massefylde Væskens viskositet Den acceleration partiklen udsættes for PARTIKELSTØRRELSE 2

3 Jo mindre partikelstørrelse, jo længere tid tager det at udskille den fra væsken. Er tiden for lang, når partiklen ikke at blive udskilt før væsken har forladt separatoren I fiskemelsprocessen kandekanteren let udskille partikler > 150 my (0,15 mm); ned til 100 my (0,10 mm) er der stadig acceptabel udskilning, men derefter er der et kraftigt fald. DRIFT AF DEKANTEREN Pressevæsken Pressevandstanken bør være mindst mulig. Produktet bliver ringere med tiden. Indirekte opvarmning i stedet for indblæsning af damp. Herved spares energi og der er mindre risiko for emulsionsdannelse. Store partikler til dekanteren hjælper til at opfange mindre partikler, altså mindre slam i dekantervand. Rigtig partikelstørrelse er et spørgsmål om rigtig hulstørrelse i sipresse. Afsiningen øges i tilfælde af dårlig råvare Pressevæsken får en voldsom behandling når den kommer ind i kuglen. Emulsionsproblemer kan opstå. Problemet er afhængigt af råvareart og dårlig kogning. En slyngtest vil afsløre problemet: 1) Øverst klar olie, 2) derefter gråt emulsionslag, 3) derefter klar fase, 4) slam i bunden Fødning af dekanter Hver dekanter sin pumpe Positiv pumpe med variator Undgå kapacitetsregulering med ventil DRIFTSKONTROL Her henvises til kap.10 3

4 Fejlsøgningsskema for dekanter Fejl Sandsynlig årsag Indgreb Højt indhold af suspenderet tørstof i dekantervand Lav pressevandstemperatur Kontroller, at temperaturen er C Overkogt råvare Kontroller kogningen Dårlig, nedbrudt råvare Højt vandindhold i graks Dekantervandspumpen kværner partiklerne i dekantervandet Anvendelse af direkte damp på pressevandstank Dekanteren overbelastet Forkert væskeradius i kuglen Indløbsrør beskadiget Transportør slidt (> 5mm) Lav pressevandstemperatur Dårlig, nedbrudt råvare Dekantervandspumpen kværner partiklerne i dekantervandet Anvendelse af direkte damp på pressevandstank Check/udskift pumpe Indirekte opvarmning Reducer indfødningen Indstil til mindste væske-radius (max. væskeniveau) i kuglen Udskiftes Udskiftes Kontroller, at temperaturen er C Check/udskift pumpe Indirekte opvarmning Dekanteren overbelastet For meget slam i dekantervandet Forkert væskeradius i kuglen Indløbsrør beskadiget Reducer indfødningen Indsæt grovere si i sisnegl Indstil til større væskeradius (mindre væskeniveau) i kuglen Udskiftes Transportør slidt (> 5mm) Vibrationer og støj fra dekanter Dårlig smøring af lejer Bedre smøremiddel 4

5 Knækket indløbsrør Slidt transportør Slidt gear Ubalance i kuglen Udskiftes Udskiftes Udskiftes Vibrationsmåling. Kugle til renovering BEMÆRKNINGER TIL DEKANTEREN Omdrejningstal. Omdrejningstallet ligger normalt på o/min. Og G-tallet på G-tal. G-tallet er udtryk for, hvor mange gange tyngdeaccelerationen, produktet udsættes for. Tyngdeaccelerationen er 1 G, (9,81 m/s 2 ). Glidekraft. Glidekraften er den gnidningskraft, der opstår mellem produkt og kuglens indre overflade. Glidekraften afhænger af G-tallet, produktet og produktes samt væskens massefylde. Jo større G-tal, jo mere ru produktet er og jo større forskel, der er mellem produktets og væskens massefylde, jo større er G. En stor glidekraft betyder ringe tendens til blokering, dvs. fastklemt materiale mellem transportørens gænger. Fejlsøgningsskema for centrifuge Fejl Sandsynlig årsag Indgreb Grovcentrifuge Korte skudintervaller Højt indhold af slam i dekantervand Kontroller dekanter Højt olieindhold i limvand For meget limvand i olien Forkert reguleringsring Forkert reguleringsring Lav temperatur Hård fysisk behandling af dekantervand i dekantervandspumpe Direkte damp til væskeopvarmning Centrifugen overbelastet Kontroller reguleringsring. Skift evt. til ring med mindre hul Kontroller reguleringsring. Skift evt. til ring med større hul Kontroller, at temperaturen er C Kontroller pumpe. Udskift evt. pumpe Indirekte opvarmning Reducer indfødningen 5

6 KAPITEL 5. Tørring Indledning. Tørreprocessen er nok den enkeltproces, der har størst indflydelse på færdigvarekvaliteten. Tørremaskiner og tørringens fysik er beskrevet i Kompendium (Branchekursus /Kød og benmel / Fiskemel, 2004), hvorfor der henvises til dette vedrørende nævnte emner. TØRRING OG FÆRDIGVAREKVALITET Tørreprocessen kan have meget stor betydning for melets proteinkvalitet idet protein er følsomt over for varmepåvirkning. Proteinet er melets vigtigste bestanddel og det der udgør hovedparten af melets værdi. Vi taler om tid-/temperaturbelastningen (tidsrum x temperatur) af proteinet. Er en af faktorerne meget lille, vil belastningen være lille og dermed kun lille beskadigelsen af proteinet. I figur 9 er vist sammenhæng mellem temperaturen i tørreren og kvaliteten af proteinet. Kurven er forholdsvis grov, idet den kun viser meget lille forskel i proteinkvaliteten ved 60 C og 90 C. LT-mel når en max. tørretemperatur på 70 C og normal damptørret mel, C. Og vi ved, at der er en væsentlig forskel i proteinfor-døjeligheden. Kurven viser et voldsomt kvalitetstab ved højere temperaturer. 6

7 fig.9 TØRREPROCESSEN Tørreprocessen er som ovenfor nævnt omtalt i kompendium (2004). Der kan tilføjes, at partikelstørrelsen af tørregodset har stor indflydelse på tørrehastigheden. Hvis en partikels diameter halveres, så stiger tørrehastigheden fire gange. Kaldes tørrehastigheden ved partikeldiameteren D for V D, så er tørrehastigheden ved den halve diameter V 1/2 D = V D x 2 2 Ved partikeldiameteren D/10 fås V D/10 = V D x 10 2, altså 100 gange større. Tørregodsets fedtindhold giver en lavere tørrehastighed. Med andre ord, højere fedtindhold i tørregodset, jo lavere tørrerkapacitet. TØRRERENS REGULERINGSMULIGHEDER Variere mængden af tørregods til tørreren (pressekage/graks/soluble) Variere energitilførslen til tørreren (damptryk, dampmængde). Denne regulering når tørrekapaciteten viser sig enten konstant for høj eller for lav. Variere udtrækket af mel Der reguleres efter vandindholdet i melet ud fra tørreren og som følge af svingninger i mængde og sammensætning af produkt til tørreren. Meludtræk Styres efter vandindholdet i melet. Afsugning fra tørreren Undertrykket i tørreren skal sikre, at afdampen fjernes fra tørreren, men må ikke være større end at indsugning af luft holdes på et lavt niveau af hensyn til dels at opnå en høj kvalitet (x-værdi) af tørrerluften som varmemedium i spildvarmeinddamperen, dels at undgå medrivning af mel. 7

8 En høj x-værdi indebærer dels, at tørrerlufttemperaturen er høj (gunstig temperatur af varmemediet), indholdet af atmosfærisk luft er lavt (luften forringer varmeoverførslen over hedefladerne) og den af inddamperen udnytbare energimængde derfor er stor. Det er vigtigt forat opnå et lavt energiforbrug, at x-værdien i tørrerluften er så høj som muligt. OPSTART Før tørrerens rotor startes er der en række kontroller operatøren foretager, kontroller som i vid udstrækning udspringer af maskinfabrikanternes instruktionsbøger. RENGØRING Det er vigtigt, at tørreren tømmes helt, særligt hvis den skal stå stille flere dage. I modsat fald kan der ske bakterievækst. Der kan også være risiko for selvantændelse og dermed brand i tørreren. VEDLIGEHOLDELSE God vedligeholdelse, helst mest muligt forebyggende vedligeholdelse, forlænger tørrerens levetid og giver de laveste kapitalomkostninger. Kapitel 6. Melbehandling. I Kompendium (Branchekursus /Kød og benmel / Fiskemel, 2004), side 53-66, behandles emnerne melkøling, mølleri, sigtning, fjernelse af fremmedlegemer, møller, melpelletering, meludsækningsanlæg, lagringsmetoder og siloer. Dette vil vi vende tilbage til i fornødent omfang. Melets flydeegenskaber Fiskemels flydeegenskaber er påvirket af nedenstående faktorer. Formodentligt har de samme faktorer indflydelse på kød-benmel. Temperatur Vandindhold Mængden af vandopløseligt protein (soluble) Partikelstørrelse og form Fiberindhold Fedt-/olieindhold Tørremetode Temperaturen har stor indflydelse på flydeegenskaberne og norske undersøgelser har vist, at temperaturen skal holdes under 28 C inden det fyldes på silo. Køling af melet vil også lette formaling, sigtning og transport. Vandindholdet vil, hvis det er højt, skabe de største problemer. Norske erfaringer viser, at 9% vand er en øvre grænse, der helst ikke skal overskrides. Vandopløseligt protein bevirker, at melet har tendens til at blive fast jo længere tid det står i ro ( tidskonsolidering ), således at det flyder dårligt. 8

9 Meget store mængder af vandopløseligt protein skal undgås. Hvis en produktion forløber i balance og råvaren er af god kvalitet, vil problemet ikke opstå. Hvis man af en eller anden grund har oparbejdet et overskud af solubles, bør man om muligt strække doseringen til tørreren. Dårlig råvare vil alt andet lige øge mængden af vandopløseligt protein. Partikelstørrelsen må ikke være for lille. Finfraktion med partikelstørrelse mindre en 0,27 mm (sigte nr.50) har tendens til at blive fast ( tidskonsolidering ) ved henstand. Fiberindhold. Ved frisk råvare vil der i damptørreren dannes en vis mængde lange, tynde partikler. Disse binder melet sammen og forringer flydeegenskaberne. Dette kan modvirkes ved en grundig behandling af melet i melkøleren. Fedtindhold. Fedtet mel kan skyldes flere forhold, men almindeligvis vil en god råvarekvalitet og en dygtig udført kogning mindske risikoen. Tørremetode. Damptørret mel har normalt dårligere flydeegenskaber sammenlignet med varmlufttørret mel. Varmlufttørret mel forekommer ikke mere i særligt omfang. I specialproduktioner kan varmlufttørring komme i anvendelse, f.eks. varmlufttørrer i ConKix-anlæg og spraytørring. Pneumatisk transport af mel Pneumatisk transport forgår ved, at melet transporteres i et rør ved hjælp af en luftstrøm. Systemet udgør en enkelt konstruktion og er let at installere. Kravene til rørføringen er at rørene bør lægges vandret eller lodret. Det er en fleksibel løsning, idet rørene nemt føres om hjørner og gennem gulve og vægge. Transportsystemet er helt lukket, hvorfor støv til omgivelserne hindres. Erfaringerne viser, at støveksplosionsfaren er mindre end i andre transportsystemer. De største anlægsomkostninger er til indfødning og udtagning af melet. Over og undertrykssystemer. Systemerne kan indrettes med enten undertryk ( sug ) eller overtryk ( puste ). Effektforbruget i et pneumatisk system er 3-5 gange højere end i et tilsvarende mekanisk system. Problemer. Melet bør være tørt og letflydende eller kunne gøres letflydende ved luftning. Fedtet mel er et problem, selv om norske erfaringer siger, at 15% fedt er en øvre grænse. Mel kan indeholde slibende partikler (ben), som kan give slitageproblemer. Rengøring og hygiejne. Dette emne behandles på et andet af uddannelsesforløbets kurser. Støveksplosioner. Dette emne vil vi behandle ved at gennemgå vejledningen ATEX i fødevareindustrien Fiskemel, (udleveres) og anvende vor viden på en praktisk opgave på besøgsvirksomheden. Norske erfaringer vedrørende støveksplosioner er bl.a., at særligt farlige steder er: Melsiloer Melelevatorer Møller Antændelseskilder er blandt andet friktionsgnister, hvilket nemt kan opstå i møllerne, hvis der forekommer fremmedlegemer. Aluminium danner friktionsgnister med meget høj temperatur. 9

10 Ved en eksplosionsulykke (norsk fiskemelsfabrik), var antændelseskilden en slaglemølle, hvor der pludseligt ved et mekanisk uheld blev tilført adskillige fremmedlegemer (jernbolte) til møllen. Eksplosionsstedet var en tom betonsilo, hvor der dryssede fint mel ned i siloen gennem et utæt spjæld fra en oven på siloen liggende transportsnegl. Der er kun kendskab til meget få støvrelaterede eksplosionsuheld angående fiskemel og kød-benmel. Kapitel 7. Kemi Formålet med dette kapitel er, at give en meget kortfattet introduktion til nogle få, kemiske begreber. Vi vil fokusere på: 1. Atom, molekyle,atomvægt,molekylvægt 2. Begrebet PH, som vedrører to kemikaliegrupper I næsten alle støder på i det daglige, nemlig syrer (f.eks. svovlsyre) og baser (f.eks. natriumhydroxyd også kaldet lud eller kaustisk soda). 3. Proteinernes kemiske opbygning 4. Fedtstoffernes kemiske opbygning 5. Luftarternes tilstandsligning Dette vil sætte os at forstå, hvad der ligger bag begreber som f.eks. TVN, FFA, Råprotein samt syre og base. Vi vil ikke beskæftige os med sikkerhed og omgang med kemikalier. Dette er dækket gennem de arbejdspladsbrugsanvisninger (APB er), som virksomheden skal udarbejde. APB skal udarbejdes for alle de stoffer, som virksomheden anvender og som kan påvirke de personer, der omgås stofferne. Kemi beskæftiger sig med stoffernes opbygning, omdannelse og nedbrydning. Som byggestene har vi grundstofferne, som ikke kan nedbrydes til andre stoffer. De forskellige grundstoffer har forskellige egenskaber. Hvilke grundstoffer der findes, deres betegnelse samt atomvægt, fremgår af grundstoftabellen. 10

11 1. Atom, molekyle,atomvægt,molekylvægt, gramatom, grammolekyle Atom. Atomet er den mindste del som et grundstof består af. Atomet har en vægt, atomvægten, som fremgår af grundstoftabellen. Eksempel: Grundstoffet Na (natrium) har atomvægten 22,997 Grundstoffet Cl (klor) har atomvægten 35,457 Gramatom: Et gramatom er så mange gram af grundstoffet, som atomvægten angiver. Et gramatom Cl er således 35,457 g. 11

12 Molekyle. Atomer kan kobles sammen (indgå kemisk forbindelse) til forskellige molekyler. Der kan ikke kobles tilfældigt sammen, idet dette følger bestemte kemiske lovmæssigheder. Molekylet er den mindste del, et stof består af. Eksempel (1): Na og Cl kan reagere med hinanden og danne NaCl, også kaldet kogsalt, som vi blandt andet kommer i maden. Na + Cl = NaCl Molekylvægten er summen af atomvægtene, altså 22, ,457 = 58,434 Eksempel(2): Kulstof (C) og brint (H) kan reagere med hinanden og en af de kemiske forbindelser, der kan dannes, er methan eller naturgas (CH 4 ). C + 4 H = CH 4 Molekylvægten er summen af atomvægtene, altså 12, x 1,008 = 16,042 Grammolekyle: Et grammolekyle er så mange gram af stoffet, som molekylvægten angiver. Et grammolekyle methan er således 16,042 gram. Denne viden om atomvægt og molekylvægt kan vi bruge i forskellige beregninger. Altså! Na og CL reagerer med hinanden i vægtforholdet 22,997 Na /35,457 Cl Opgave 1: Hvis vi lader 15 g Na reagere med Cl, hvor meget Cl vil så indgå i den kemiske proces? Løsning: 1 g Na reagerer med 35,457/22,997 = 1,5418 g Cl 15 g Na reagerer med 15 x 1,5418 g Cl = 23,127 g Cl Hvor meget NaCl (kogsalt) dannes? Løsning: 15 g Na + 23,127 g Cl = 38,127 g Opgave 2: Naturgas (CH 4 ) kan forbrænde med ilt (O 2 ) og danner kuldioxyd (CO 2 ) og vand (H 2 O) efter følgende reaktionsligning: CH O 2 = CO H 2 O 12,010+4x1,008=16,042 4x16,000= 64,000 12,010+2x16,000=44,010 4x1,008+2x16,000=36,032 Hvor mange kg ilt kræves til forbrænding af 1 kg naturgas? Løsning: Af ovenstående reaktionsligning ses, at 16,042 vægtenheder CH 4 kræver 64,000 vægtenheder O 2, det vil sige, at 1 vægtenhed CH 4 kræver 64,000/16,042 = 3,99 vægtenhed O 2 1 kg naturgas kræver 3,99 kg ilt til forbrænding Hvor meget CO 2 dannes? Løsning: forbrænding af 16,042 kg naturgas vil danne 44,010 kg CO 2 Forbrænding af 1 kg naturgas vil danne 44,010/16,042 kg CO 2 = 2,743 kg CO 2 NB! Læg mærke til skrivemåden O 2. Grunden til at skrive O 2 og ikke 2 O er, at O ikke kan eksistere som enkelt atom, men kobler sig sammen med et andet atom til et iltmolekyle. Andre eksempler på atomer, der ikke kan eksistere frit, er N 2, H 2, F 2, Br 2, J PH, syre og base. 12

13 En syre er et stof som i en vandig opløsning gerne vil afgive en brintjon, H +. Syrevirkningen er altså knyttet til brintjonen, og jo større koncentrationen er af brintjoner, jo mere sur er opløsningen. Modsvarende er en base et stof, som i en vandig opløsning gerne vil afgive en hydroxyljon, OH. Basevirkningen er altså knyttet til hydroxyljonen, og jo større koncentrationen af denne er, jo mere basisk eller alkalisk er opløsningen.. Hælder man syre og base sammen, sker følgende: H + + OH = H 2 O Der dannes vand, og er mængden af brintjoner og hydroxyljoner lige store, er blandingen neutral. PH vil vi ikke komme nærmere ind på, men nævne, at surhedsgraden eller alkaliniteten udtrykkes ved PH. PH måles ved hjælp af et såkaldt PH-meter eller mere simpelt, ved hjælp af et stof, hvis farve afhænger af PH, en såkaldt indikator. Vi vil begrænse os til at beskrive PH-skalaen med ord: PH Reaktion Meget sur Mindre sur Svagt sur Neutral Svagt basisk Mindre basisk Meget basisk Man skal undgå at få syre og base på sig. Base, f.eks. natriumhydroxyd (kaustisk soda), kan give voldsomme ætsninger i løbet af meget kort tid. Man skal være meget forsigtig ved sammenblanding af lud og syre, da der kan ske en voldsom varmeudvikling og dermed opsprøjt. 3. Luftarternes tilstandsligning Ligningen gælder tilnærmelsesvis ved de fleste temperaturer og tryk vi kommer ud for i hverdagen. Høje tryk og lave temperaturer forringer nøjagtigheden af formlen. p = trykket v = rumfanget n = antal mol (grammol) R = gaskonstanten T = temperaturen i grader Kelvin R = 0,0821 liter x atmosfære / grader x mol p x v = n x R x T Samme antal mol af forskellige luftarter fylder det samme ved samme tryk og temperatur. Eksempel: Hvad fylder 1 kg vand omdannet til vanddamp ved temperaturen 100 C og trykket 1 atmosfære? p = trykket 1 atmosfære v = rumfanget? n = antal mol (grammol) 1000 g / 18 g = 55,56 R = gaskonstanten 0,0821 liter x atmosfære / grader x mol T = temperaturen i grader Kelvin 100 C + 273,3 = 373,3 13

14 Af formlen findes v = n x R x T / p v = 55,56 x 0,0821 x 373,3 / 1 = 1702 liter 4. Proteinernes kemiske opbygning Vi kan starte dette emne med at præcisere, at både i fiskemelsindustrien og kødbenmelsindustrien er protein det primære produkt. Hvad angår proteinkvaliteten vil dette være behandlet i kapitel 15 som omhandler færdigvareegenskaber. Proteinerne er de byggestene, hvormed organismens væv opbygges. Endvidere er der en speciel gruppe proteiner, som vi kalder enzymer. Enzymer er i stand til at øge hastigheden af forskellige processer. Vi kender bl.a. til enzymer, der øger hastigheden af nedbrydningen af protein til mindre molekyler (peptider og aminosyrer) og som vi kan bruge i forbindelse med inddampning af limvand for at opnå et højere tørstofindhold i solublen. Proteinerne er lange kæder af aminosyrer. Der findes ca. 75 forskellige aminosyrer. Ca. 20 indgår i opbygning af proteiner og 10 af disse regnes for essentielle. At de er essentielle vil sige, at den menneskelige organisme ikke selv kan syntetisere (opbygge) disse, hvorfor de skal tilføres med kosten. I fig.10, fig.11 og 12 er vist, hvorledes aminosyrer og protein er opbygget. fig.10 14

15 fig.11 fig.12 Protein har et konstant kvælstofindhold. Animalsk protein, det vil sige protein fra dyr, også fisk, indeholder altid 16% kvælstof, indbygget i proteinmolekylet. 100 g protein indeholder med andre ord, altid 16 g kvælstof. Eller udtrykt på en anden måde: 100 g protein/16 g N = 6,25 g protein/g N. Vi kan beregne proteinmængden ved at gange den fundne kvælstofmængde med 6,25. Det er dette forhold der gør, at man anvender begrebet råprotein og i vid udstrækning anvender den såkaldte råproteinanalyse. Råproteinanalysen er udbredt, da den er hurtig og billig at udføre. Den fortæller ikke noget om proteinkvaliteten og den giver et falsk resultat, hvis der i prøven er en ukendt mængde kvælstofholdige stoffer, som ikke er proteiner. Dette vil vi belyse ved et par eksempler (bilag 13.3) Protein og TVN blev TVN indført som et kvalitetskriterium for industrifisk, idet TVN fortæller noget om, hvor frisk fisken er. Jo højere TVN-indhold, jo ringere er kvaliteten. TVN står for det totale indhold af flygtigt kvælstof (N) i råvaren og hovedparten stammer fra nedbrydning af protein, som er den mest værdifulde bestanddel af råvaren. Det flygtige kvælstof består hovedsageligt af ammoniak og trimethylamin. Omregning af TVN til protein: TVN-værdien udtrykkes normalt i mg N / 100 g fisk. Er der f.eks. målt en TVN-værdi på 75 svarer det til 0,469 g protein / 100 g fisk. Beregningen er følgende: 75 mg N = 0,075 g N 0,075 g N = 0,075 x 6,25 g protein = 0,469 g protein Fisk indeholder typisk ca. 15 % protein eller 15 g/100 g fisk. En TVN-værdi på 75 betyder, at 0,469 g er omdannet til værdiløse flygtige kvælstofforbindelser, blandt andre trimethylamin, som er det alt dominerende lugtstof i fiskemelsproduktionen. 15

16 Den mistede proteinmængde udgør (0,469/15) x 100 % = 3,1 % af fiskens proteinindhold, når fiskens proteinindhold er 15%. 4. Fedtstoffernes kemiske opbygning Kært barn har mange navne. Så støder vi på navne som lipider eller lipoider, så er det også en betegnelse for fedtstof. Vi har de senere år hørt en del om fosforlipider. Fosforlipider er fedtstoffer, hvor der er bygget fosforsyre og en kvælstofforbindelse ind i molekylet, hvilket giver fosforlipiderne helt specielle egenskaber. Fosforlipiderne er, i modsætning til fedtstoffer generelt, også delvist opløselige i vand. De er stærkere bundet til melets tørstof, hvilket er grunden til, at vi ikke tidligere er stødt på dem i produktionen. Først da man begyndte at lave en grundig fedtekstraktion i forbindelse med dioxinfjernelse fra fiskemel, fik man også fat i fosforlipiderne. Men ikke mere om disse stoffer i denne sammenhæng. Fedtstof eller olie? Fedtstoffer, som er flydende ved stuetemperatur kalder man olie. Smeltepunkt for fiskeolie ca. 10 C, vinteriseret olie ca. 4 C. Smeltepunkt afhænger af antallet af dobbeltbindinger. Smeltepunkt for svinefedt ca. 30 C. Fedtstoffer fra pattedyr har generelt et smeltepunkt over 20 C. Fedtstof er såkaldte triglycerider. Triglycerider er opbygget af fedtsyrer (3 stk.), som er koblet til glycerin (fig13). Opbygningen er vist på fig.14 De tre fedtsyrer kan være ens eller forskellige. Ved nedbrydningen af fedtstoffet/olien fraspaltes fedtsyre fra glycerinmolekylet og der dannes diglycerid, monoglycerid og glycerin. Fedtsyrerne kan være mættede (ingen dobbltbindinger) eller umættede, se bilag 13.5 Oxidativ harskning, se bilag 13.6 Kan forhindres/hæmmes ved tilsætning af antioxydant. Mikrobiologisk harskning, se bilag 13.6 fig.13 16

17 fig.14 Fedtsyre, mættet og umættet Triglycerid Fig.15 Typiske analyser: Jodtallet. Jod binder sig til dobbeltbindingerne. Jodtallet er et mål for antallet af dobbeltbindinger. Syretallet. Mængden af lud, som fedtstoffet kan neutralisere. Er et mål for mængden af fri fedtsyre. 17

18 KAPITEL 8. Råvarens egenskaber. Indledning Indledningsvis kan vi omtale tilgængeligheden af råvarer. Ser vi på råvarer til fiskemelsindustrien, så var de danske råvarelandinger i en årrække, fra ca. midt 1970 erne til 2002, ca. 1,4 mio tons/år ud af et totalt dansk fiskeri (konsum + industri) på ca. 1,7 mio tons. I 2003 svigter tobissæsonen delvist og i de følgende år ses en faldende tendens i råvaretilførslerne generelt. (Bilag 14.1) I kød-benmelsindustrien ses ligeledes en faldende tendens i råvaretilførslerne. Der foregår slagtning af danske dyr i udlandet, slagterierne er blevet dygtigere til at udnytte slagtedyrene og der er en udenlandsk efterspørgsel efter produkter, der ikke tidligere blev anvendt til konsum, men som blev leveret til kødbenmelsindustrien. For begge industriers vedkommende gælder, at kan råvaren afsættes til en højere pris, f.eks. ved anvendelse til konsum, så er det overordnet set en god udvikling. I princippet er alle de arter, der landes som industrifisk, egnet til konsum, men der er i dag ikke teknisk/økonomisk baggrund for at anvende dem sådant. Råvaregrundlag Fiskemelsindustrien. Råvaren er de fiskearter, som er tilladt at anvende til fremstilling af mel og olie. Dette er blandt andre tobis, sperling, blåhvilling, brisling. Endvidere anvendes afskær fra konsumindustrien, som udgør 10-15% af den samlede råvaremængde. Der anvendes ikke råvarer stammende fra opdrættede fisk. Dette skyldes, at man ikke vil risikere for fisk sygdomsfremkaldende bakterier og virus i melet og dermed i foderet. Råvaren landes af både danske og udenlandske fartøjer. Kød-benmelsindustrien. Råvaren er slagteaffald, blod, selvdøde dyr samt tarme/indvolde. Råvaren inddeles i tre kategorier, som er beskrevet i bilag 14.9 Kemisk sammensætning af industrifisk. Fiskens hovedbestanddele er oliefrit tørstof (OFTS), olie og vand. For de fleste fiskearters vedkommende gælder, at OFTS er nogenlunde konstant og udgør ca.20% af fiskens vægt. Resten, 80% udgøres af olie og vand. Det vil sige, at olie og vand bytter plads. Stiger vandindholdet falder olieindholdet tilsvarende. OFTS består af protein og aske. Asken består af mineraler. I fig.16 er vist den kemiske sammensætning (protein-, olie-, aske- og vandindhold) i forskellige fiskearter. 18

19 Kemisk sammensætning af forskellige fiskearter Fiskeart Protein, % Olie, % Aske, % Oliefrit tørstof, % (OFTS, %) Protein i OFTS, % Vand, % Vinterlodde 13,5 8,4 1,9 15,0 90,0 76,6 Sommerlodde 12,4 14,6 1,7 13,2 93,9 72,2 Makrel * 17,4 20,6 1,9 16,7 104,2! 62,7 Blåhvilling 16,7 3,5 3,5 20,2 82,7 76,3 Tobis 16,6 9,5 2,2 18,5 89,7 72,0 Sperling 16,3 8,5 2,7 18,5 88,1 73,0 Brisling 16,1 13,0 2,7 18,5 87,0 68,5 Polartorsk * 12,9 6,4 2,6 16,7 77,2 76,9 Vintersild * 16,5 8,8 2,1 18,9 87,3 72,3 Nordsøsild * 16,1 14,3 2,0 18,1 89,0 67,6 *) Fiskearter, som ikke i dag er relevante som industrifisk. Fig.16 Fiskeprotein: Fiskeprotein er karakteriseret ved høj fordøjelighed, højt indhold af essentielle aminosyrer (se kapitel 9), med andre ord et af de bedste proteiner på markedet. En essentiel aminosyre, der ofte er mangel på i andre foderemner, er lysin. Fisk har et relativ højt indhold af lysin og er derfor en meget vigtig, naturlig lysinkilde. Mineraler: Fisk indeholder de vigtige makromineraler calcium (Ca) og fosfor (P), som hovedsageligt indgår i fiskens knoglevæv. Makro (stor) betyder, at mineralet skal indgå i foderet/kosten i væsentlig mængde. Fisk indeholder ligeledes meget vigtige mikrostoffer (sporstoffer) som kobber (Cu), zink (Zn), selen (Se), jern (Fe), magnium (Mg), krom (Cr) og jod (J). Disse stoffer skal forekomme i foderet/kosten, men kun i meget små mængder. Et væsentligt forhold er, at mikrostofferne i fisk forekommer i afbalancerede mængder, hvilker er vigtigt, da nogle af stofferne er giftige i for stor dosis (f.eks. Cu og Se). Mineralindholdet i fiskemel er vist i bilag Olie: Fiskeolie er speciel ved sit høje indhold af umættede fedtsyrer. Af disse udmærker omega 3- fedtsyrerne sig. Disse har stor gavnlig indflydelse immunforsvaret og hjerte-karsystemet. Fisk er den suverænt vigtigste kilde til omega 3-fedtsyrer. Fiskeoliens opbygning er beskrevet i kapitel 7 og de forskellige fedtsyrer er beskrevet i kapitel 9. Vitaminer: Fisk indeholder en række vitaminer, specielt A, D og B 12. Vitaminindholdet i fiskemel er vist i bilag 15.6 Uønskede stoffer: Havet kan være mere eller mindre forurenet med f.eks. tungmetaller, pesticider, dioxiner og PCB. Disse stoffer ender i færdigvarerne, hvis der ikke gøres noget specielt for at fjerne dem, hvilket man eksempelvis gør, hvad angår dioxiner og PCB. I bilag 14.8 og er kemisk struktur vist for PCB og Dioxin. Vi vender tilbage til emnet i kapitel 9. 19

20 Industrifisk. Udbytte af mel og olie. Udbyttet afhænger af 1. Indholdet af protein, olie og oliefrit tørstof (OFTS) i råvaren 2. Råvarekvaliteten ved forarbejdningen 3. Tab under produktionen Ad.1: Indholdet af protein, olie og OFTS i råvaren er hovedsageligt arts- og årstidsafhængigt, men kan også påvirkes af råvarekvaliteten og den fysiske behandling. Et klassisk eksempel er sperling, hvor en dårlig behandling kan føre til, at en større eller mindre del af olien presses ud af fisken under fangstrejsen og lænses over bord. Dette vil næppe finde sted i dag med de effektive, kvalitetsbevarende teknikker der rådes over, men kunne forekomme tidligere. Ad.2: Vi ved fra kemien (kapitel 13), at TVN er et udtryk for proteintab. Derfor vil meludbyttet aftage med stigende TVN. En dårlig råvarekvalitet vil give et højere FFA-indhold i olien, hvilket betyder, at der af olien dannes en vis mængde glycerin, som er vandopløseligt. Glycerinen vil via solublen ende i melet, oliemængden vil altså falde. En dårlig råvarekvalitet vil almindeligvis resultere i et højere olieindhold i melet og derfor mindre olie i færdigvaretanken. Læseren vil måske anføre, at så stiger meludbyttet jo. Men her til er at sige, at for højt olieindhold i melet udløser erstatning og da melet oftest sælges basis proteinindholdet vil den større melvægt udlignes af det lavere proteinindhold. Ad.3: Tab under produktionen: Disse er efterhånden mere eller mindre elimineret på grund af de tiltag man har gjort for at eliminere udslip til det omgivende miljø (støvvaskere, indirekte køling). Tidligere skete der typisk tab gennem: Støvtab fra tørrer til inddamper/urent kondensat Overkogning i inddampere Udbytteberegning: Forskellige beregningsmetoder er vist i bilag Beregninger er foretaget i bilag 14.4 baseret på bilag 14.3 Holdbarhed af industrifisk Fisk er letfordærvelig og da industrifisk ikke renses for indvolde er holdbarheden særlig dårlig. Indvoldene indeholder fordøjelsesenzymer og bakterier, hvilket bevirker en hurtig nedbrydning af fisken. Sammenlignet med kød fra dyr, så nedbrydes sidstnævnte betydeligt langsommere. De vigtigste årsager til dette er: Kød har et højere indhold af bindevævsproteiner (kollagen). Dette betyder, at fisk er mere mørt end kød og derfor mindre modstandsdygtigt mod bakteriangreb. Den gode adgang til næringsstoffer samt det høje vandindhold i fiskekødet giver gode vækstbetingelser for bakterier. Kød har et højere indhold af glykogen end fisk. Glykogen er kroppens sukkerdepot og er et sukkerstof, som oplagres i lever og muskulatur. Glykogen nedbrydes i det døde dyr til mælkesyre, som virker konserverende (lavere ph). Jo mere nedbrudt fisken er, jo mere tørstof går over på væskesiden i form af henholdsvis fines (slam) og opløst tørstof. Dette har uheldige konsekvenser for produktionsprocesserne, produktionskapaciteten og energiforbruget. 20