Transcript Produksjon av marine lipider. Teknologiske muligheter

Produksjon av marine lipider.
Teknologiske muligheter.
Ivar Storrø
SINTEF Fiskeri og havbruk
([email protected])
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Oversikt over presentasjonen





Lipidkjemi
Råstoff
Teknologi for produksjon av marin råolje
Teknologi for raffinering av marin råolje
Teknologi for applikasjon av marine oljer
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Fettets byggestener
Glycerol
Mettet fettsyre
Enumettet fettsyre
Flerumettet fettsyre
Triglyceride
Fosfolipid
P
÷
N
+
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Omega 3 fettsyrer
α-linolensyre
EPA
Kilde: lin, raps
Kilde: Marint:, Krepsdyr og fisk
22
DHA
Kilde: Marint: Alger, krepsdyr og fisk
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Marketing of omega 3 products
 153 products with omega 3 launched in 2005.
 only 10 contained fish oils
Mintel's Global New Products Database
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Høsting - Strategi
-valg av råstoff
 Geografiske
 Arts spesifikke valg
 Nordre halvdel av kloden
 EPA > DHA
 Normale / lave konsentrasjoner
omega-3 EPA og DHA
 Selektive valg

 Sørlige del av kloden
 DHA > EPA
 Høy konsentrasjon av omega-3
Trofisk nivå
Fytoplankton
(alge)
Zooplankton
(Raudåte)
Pelagisk
fisk (tobis, anchoveta)
Carnivorer
(Torsk etc.)
Sel
Spekkhogger
 Subcutant vev eller orbitalt vev
 ”Orbital” vev
 Rik på DHA kontra EPA
 ”Subcutaneous” vev
 ”Du er hva du spiser” lipid depot
 ”Fish body oil”

Lavt innhold av vitamin A, D3 kolesterol
 ”Liver oil’s”

Høyere konsentrasjoner av A, D3
kolesterol
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Konsentrasjon av omega 3, EPA og DHA
%
Fiskeolje
Sør-amerikansk(anchoveta,sardin)
Norsk/dansk tobis
Sild /lodde
Tran fra atlantisk torsk
Laksolje (atlantisk oppdrettslaks)
Tunfisk olje (Orbital)
Alge olje
EPA
15-20
8
6
6-10
5-8
3-7
0-?
SINTEF Fisheries and Aquaculture
DHA
7-13
11
8
10-15
7-11
20-27
35-40
UTVINNINGS METODER
 Prinsipp
 Ødelegge vevsstrukturer for
å frigjøre passagen for olje
 Enzymatisk
 Proteaser
 Kjemisk
 Mekanisk
 Ultralyd
 Termisk denaturering
 Direkte damp / indirekte
 Kverne
 Denaturering
 pH
 Salter
 Spalting
 NaOH etc.
 Presse
 Separering




Sentrifugering
Filtrering
Pressing
Ekstraksjon
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Råolje produksjon
 Konvensjonell fiskemel- og fiskeolje-produksjon.
 Pelagisk fisk, biprodukt fra pelagisk fisk
 Termisk denaturering, pressing, olje sentrifugering, protein tørking.
 Atmosfærisk.
 Ensilasje behandling
 Restråstoffer fra fiskeoppdrett,
 pH denaturering og enzymatisk hydrolyse, sentrifugering.
 Atmosfærisk
 Tranproduksjon
 Lever fra torskefisk
 Termisk denaturering, sentrifugering
 Anoksisk. (N2)
 Hydrolyse
 Restråstoffer fra oppdrett
 Termisk denaturering og enzymatisk hydrolyse. Sentrifugering
 Atmosfærisk
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Utvinningsanlegg - Moderne
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Råoljesammensetning





Triglyserider (mono-,di-glyserider)
Fosfolipider
Kolesterol/Kolesterol estere
Frie fettsyrer
Fremmestoffer:
L
a
g
e
r
 Dioxin
 Tungmetaller
 PCB etc





Proteinrester
Fargestoffer
Antoksidanter (tokoferoler)
Oksidasjonsprodukter
Vann
Norsk prod
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Oppsummering av råoljeproduksjon
 Norsk industri produserer i dag fiskeolje både til fôr og
humant konsum
 Utfordringer:
 Dreie produksjon mot humant konsum.
 Lavere omega3 innhold enn i Søramerikansk olje.
 Ofte oksiderte oljer som skyldes dårlig råstoff og
harskningsprosesser under prosessering.
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Transportabelt anlegg for marine oljer
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Raffinering av marine råoljer.
 Norsk fiskeolje står for 2% av verdensproduksjonen av
spise olje.
 Produksjon av vegetabilske oljer er en godt etablert
teknologi.
 Raffinering av fiskeoljer bygger på teknologi fra
vegetabilske oljer.
 Spesielle krav til fiskeoljeraffinering:
 EPA og DHA harskner (oksideres) lett. Raffinering kjøres derfor
anoksisk.
 Down scaling problematikk
 Reduksjon av innhold av ”persistent organic pollutants”, POPs
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Raffinering av råolje – de første trinn
Oxygen
Storage Tank
Hot Water
Hydratable Compounds: Gums,
Phospholipids, Proteins, Transition
Metals (Cu,Fe)etc.
Degumming 90°C
Neutralizing 90°C
Hot Water
Washing 90°C
Winterizing 2°C
Route f or Physical Refining
Caustic
Soap (Free Fatty Acids),
Colour compunds,
Phospholipids, Transition
Metalls. Heavy metals, vit A, E
Trace amounts of Soap
&Color
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Raffinering av råolje – videre trinn
Stearin: High melting point oil
fraction.
Filtration
BenthoniteEarth, AC
Molecular (shortpath) distillation
Bleaching 70-95°C
Filtration & Polish
70-96°C
180-230°C
Stripping Steam
Deodorization /
Physical Refining
150-200°C
Polish
Water and gasses (oxygen,
nitrogen & other gasses)
Benthonite Earth:
ppm levels of Transition Metals
(Cu, Fe etc.), vit. A, E, terpenes
,soap, color compounds,
Phospholipids, & Oxidation
Products (peroxides,etc)
Low molecular weight
compounds: Flavor & Odor,
Oxygen, Free Fatty Acids,
Peroxides etc.)
Particles > 5µm
Product Tank
Drums
Bottles
Flexibags
Tank
Container
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Oppsummering av raffineringsprosessen
 Industrien produserer med nåværende teknologi fiskeolje
som tilfredsstiller de krav som settes til slike produkter i
dag.
 Utfordringer:
 Reduksjon i nivået av ”Persistent Organic Polutants”.
 Krever høy temperatur.
 Racemisering og vandring av dobbeltbindinger
 Fjerner naturlige antioksidanter
 Fjerner naturlige vitaminer
 Ikke alle POPs vil la seg fjerne.
 Fjerne oksiderte komponenter fra oljen
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Molekylær destillasjonsanlegg
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Applikasjons studier
 Hvordan skal marine oljer stabiliseres slik at de ikke
harskner dvs oksideres?
 SINTEF har studert: Pro-oksidanter
 Prooksidanter er katalysatorer for fettharskningen.
 Kvantitative studier som har resultert i en ny forklaringsmodell for




fettoksidasjon.
Forbedret måleteknikk for oksidasjon av fettsyrer.
To mekanismer for oksidasjon.
Samme antioksidant virker ulikt på de to
oksidasjonsmekanismene.
For å velge riktig antioksidant må man vite hvilken oksidasjonsmekanisme man har.
SINTEF Fisheries and Aquaculture
Oppsummering
 Teknologi for å produsere marine oljer som tilfredsstiller
markedets krav benyttes i dag.
 Men: det er behov for teknologi som




Hindrer oksidasjon av lipider i råstoffet før prosessering
Skånsom teknologi som selektivt fjerner uønskede komponenter
Raffineringsteknologi som bevarer oljens kvalitet.
Applikasjonsteknologi som hindrer harskning.
 For de som tenker å produsere fosfolipider:
 Opprensningsteknologier må utvikles.
Takk for
oppmerksomheten
SINTEF Fisheries and Aquaculture