Produksjon av marine lipider. Teknologiske muligheter.

1
Produksjon av marine lipider.Teknologiske
muligheter.

• Ivar Storrø
• SINTEF Fiskeri og havbruk
• (ivar.storro_at_sintef.no)

2
Oversikt over presentasjonen

• Lipidkjemi
• Råstoff
• Teknologi for produksjon av marin råolje
• Teknologi for raffinering av marin råolje
• Teknologi for applikasjon av marine oljer

3
Fettets byggestener
Mettet fettsyre
Triglyceride
Fosfolipid
4
Omega 3 fettsyrer
a-linolensyre
Kilde lin, raps
EPA
Kilde Marint, Krepsdyr og fisk
22
DHA
Kilde Marint Alger, krepsdyr og fisk
5
Marketing of omega 3 products

• 153 products with omega 3 launched in 2005.
• only 10 contained fish oils

Mintel's Global New Products Database
6
Høsting - Strategi-valg av råstoff

• Geografiske
• Nordre halvdel av kloden
• EPA gt DHA
• Normale / lave konsentrasjoner omega-3 EPA og DHA
• Sørlige del av kloden
• DHA gt EPA
• Høy konsentrasjon av omega-3
• Subcutant vev eller orbitalt vev
• Orbital vev
• Rik på DHA kontra EPA
• Subcutaneous vev
• Du er hva du spiser lipid depot

• Arts spesifikke valg
• Selektive valg
• Trofisk nivå
• Fytoplankton (alge)
• Zooplankton (Raudåte)
• Pelagisk fisk (tobis, anchoveta)
• Carnivorer (Torsk etc.)
• Sel
• Spekkhogger
• Fish body oil
• Lavt innhold av vitamin A, D3 kolesterol
• Liver oils
• Høyere konsentrasjoner av A, D3 kolesterol

7
Konsentrasjon av omega 3, EPA og DHA
8
UTVINNINGS METODER

• Prinsipp
• Ødelegge vevsstrukturer for å frigjøre passagen
  for olje
• Mekanisk
• Ultralyd
• Termisk denaturering
• Direkte damp / indirekte
• Kverne
• Presse
• Separering
• Sentrifugering
• Filtrering
• Pressing
• Ekstraksjon

• Enzymatisk
• Proteaser
• Kjemisk
• Denaturering
• pH
• Salter
• Spalting
• NaOH etc.

9
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

10
Utvinningsanlegg - Moderne
11
Råoljesammensetning
Lager

• Triglyserider (mono-,di-glyserider)
• Fosfolipider
• Kolesterol/Kolesterol estere
• Frie fettsyrer
• Fremmestoffer
• Dioxin
• Tungmetaller
• PCB etc
• Proteinrester
• Fargestoffer
• Antoksidanter (tokoferoler)
• Oksidasjonsprodukter
• Vann

Norsk prod
12
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.

13
Transportabelt anlegg for marine oljer
14
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

15
Raffinering av råolje de første trinn
Crude oil
Nitrogen
Storage Tank
Nitrogen
Oxygen
Hydratable Compounds Gums, Phospholipids,
Proteins, Transition Metals (Cu,Fe)etc.
Hot Water
Degumming 90C
Caustic
Soap (Free Fatty Acids), Colour compunds,
Phospholipids, Transition Metalls. Heavy metals,
vit A, E
Neutralizing 90C
Hot Water
Route f or Physical Refining
Washing 90C
Trace amounts of Soap Color
Winterizing 2C
16
Raffinering av råolje videre trinn
Stearin High melting point oil fraction.
Filtration
Benthonite- Earth, AC
Water and gasses (oxygen, nitrogen other
gasses)
Bleaching 70-95C
Benthonite Earth ppm levels
of Transition Metals (Cu, Fe etc.), vit. A, E,
terpenes ,soap, color compounds, Phospholipids,
Oxidation Products (peroxides,etc)
Molecular (short-path) distillation 180-230C
Filtration Polish 70-96C
Deodorization / Physical Refining 150-200C
Stripping Steam
Low molecular weight compounds Flavor Odor,
Oxygen, Free Fatty Acids, Peroxides etc.)
Nitrogen Antioxidants
Polish
Particles gt 5µm
Product Tank
Nitrogen
Tank Container
Flexibags
Bottles
Drums
17
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

18
Molekylær destillasjonsanlegg
19
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 oksidasjons-mekanisme man har.

20
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