þriðjudagur, 17. maí 2022
 
TölublöðVenjuleg útgáfa

Bylting í meðhöndlun afla ferskfiskskipa

Guðjón Guðmundsson
16. apríl 2022 kl. 09:00

Sæmundur Elíasson. Mynd/Þorgeir Baldursson

Frá árinu 2014 hefur Sæmundur Elíasson unnið að doktorsverkefni sínu, Áhrif vinnslu um borð í ferskfisktogurum á gæði bolfisks, meðfram öðrum störfum hjá Matís.

Doktorsvörnin fór fram í febrúar en rannsóknir sínar gerði Sæmundur meðal annars í veiðiferðum með ferskfisktogurum nokkurra stærstu sjávarútvegsfyrirtækja landsins á um fimm ára tímabili.

Niðurstöður verkefnisins urðu grundvöllur að tækniþróun íslenskra hátæknifyrirtækja og hafa skilað sér í nýrri aðferðafræði og tæknibúnaði við kælingu og blæðingu bolfisks. Rannsóknin hefur studd við áframhaldandi byltingu í bolfiskvinnslu síðastliðinn áratug með bættum flutningsleiðum, auknu geymsluþoli og gæðum ferskfiskafurða sem leitt hefur til margföldunar útflutningsverðmæta á þessu tímabili.

Sæmundur er fæddur 1977, ólst upp í Vesturbæ Reykjavíkur og er stúdent frá Mennaskólanum í Reykjavík. Hann lauk grunnnámi í verkfræði við Háskóla Íslands og meistaranámi í vélaverkfræði árið 2012. Í meistaranáminu kynntist hann Sigurjóni Arasyni, þeim mikla frumkvöðli í bættri meðhöndlun á sjávarafurðum, sem þá kenndi Fiskiðnaðartækni í háskólanum og var um langt árabil yfirverkfræðingur hjá Matís. Sæmundur kveðst lítið hafa leitt hugann að fiski eða fiskafurðum áður en Sigurjón lauk upp fyrir honum þessum heimi. Undir hans leiðsögn vann Sæmundur meistaraverkefni hjá Matís sem tengdist bættri hitastýringu fyrir gámaflutninga á ferskum fiski.

  • Sæmundur við vinnu sína en sérstaða doktorsverkefnis hans er að einu leyti að það var unnið um borð í fiskiskipum yfir nokkura ára tímabil. Aðsend mynd

„Áður fyrr hafði flutningur á ferskum fiskiflökum og hnökkum á erlenda markaði að langmestu leyti verið með flugi. Með því að ná hitastýringu í gámaflutningum stöðugri opnuðust tækifæri til þess að flytja út verðmeiri fiskafurðir í aukum mæli sjóleiðina, með þeim kostum sem því fylgir fyrir stærri framleiðendur. Gámaflutningarnir eru hagkvæmari bæði hvað varðar flutningskostnað og ekki síður kolefnisfótsporið. Flutningskostnaður með flugi er þre- til fjórfalt hærri en með sjóflutningum og sótsporið er miklu hærra,“ segir Sæmundur.

Að meistaraverkefninu loknu réðist Sæmundur til starfa hjá Matís sem sérfræðingur og samstarfið við Sigurjón hélt áfram.

Verkefni dúkkar upp

„Einn góðan veðurdag dúkkar upp verkefni í vinnunni sem laut að þeim áformum HB Granda, sem nú er Brim, að endurhanna frystitogarann Helgu Maríu sem ferskfisktogara. Í hönnunarferlinu kom í ljós að ýmsar grunnupplýsingar vantaði svo hægt væri að hanna búnað á millidekkin. Fókusinn hjá HB Granda í þessu ferli var þá á aukin gæði ufsaafurða. Fyrirtækið leitaði til Matís og þannig hófust mín afskipti af þessu verkefni. Þau fólust meðal annars í öflun upplýsinga sem leiddi til þess að ég fór tvo túra á Ottó N. Þorlákssyni RE með tilraunabúnað til blæðingar frá 3X Technology. Búnaðurinn var fyrsta útgáfa 3X af sniglum. Niðurstöðurnar voru síðan notaðar sem hönnunarforsendur fyrir breytingarnar á Helgu Maríu“, segir Sæmundur.

Fljótlega í kjölfar þessa verkefnis tóku HB Grandi, Samherji og FISK Seafood ákvörðun um að láta smíða fyrir sig nýja ferskfisktogara; HB Grandi þrjá togara, Samherji tvo og FISK Seafood tvo. Það lá fyrir að hanna þurfti millidekk á þessi skip og í þeim efnum var mörgum spurningum ósvarað. Grunnrannsóknum á bestu aðferðum við blæðingu, slægingu og kælingu hráefnisins var ábótavant. Fram að þessu höfðu ísfisktogarar að mestu notað flöguís við kælingu aflans en um þetta leyti fór líka fram mikil umræða um svokallaða ofurkælingu. Í þessum aðstæðum fæddist hugmyndin að doktorsverkefni Sæmundar.

  • Unnið við frágang á fiski. Lestarvinna er erfið en nýjar kæliaðferðir minnka og létta þessa vinnu þegar ísmokstur hverfur. Mynd/Þorgeir Baldursson

Markmiðið var að rannsaka ítarlega blæðingar- og kælingarferla fyrir bolfisk og nýta þær upplýsingar sem út úr rannsókninni kæmu sem grunnhönnunarforsendur fyrir ýmsan vinnslubúnað skipanna. Doktorsverkefni Sæmundar hófst því formlega árið 2014 og var styrkt af Tækniþróunarsjóð Rannís og AVS rannsóknarsjóðnum. Sjávarútvegsfyrirtækin sem áttu hlut að máli voru þátttakendur í verkefninu. Rannsóknirnar áttu að skilgreina bestu ferla í meðhöndlun bolfisks en tekin var sú ákvörðun strax í upphafi að efna ekki á þessu stigi til samstarfs við tækni- eða tækjaframleiðanda sem beinna aðila í verkefninu.

„Útgangspunkurinn var sá að kastljósið beindist að hráefninu sjálfu og við vildum vera óháðir tækjaframleiðendum á þessu stigi málsins. Við vildum koma fram með forsendur fyrir bestu meðhöndlun og leyfa mismunandi tækjaframleiðendum að taka við keflinu þar. Síðar kom í ljós að þau millidekk sem voru smíðuð í skipin eru ekki stöðluð heldur ólík að mörgu leyti innbyrðis. Fyrirtækin fóru líka nokkuð mismunandi leiðir í kæliaðferðum“, segir Sæmundur.

Sú kæliaðferð sem löngum tíðkaðist og tíðkast enn er ískæling. Fiskurinn er þá kældur niður í bræðsluvarma íss sem er 0°C. Aðferðin hefur ýmsa kosti en henni fylgja líka ókostir, s.s. flutningur á ís milli staða. Aðrar kæliaðferðir hafa verið þróaðar gegnum tíðina með pækilblöndum og krapa sem lækkar hitastigið í kælingunni enn frekar niður í -1°C og jafnvel enn lægra. Ávinningurinn af þessari kælingu t.d. á þorski, sem hefur 80% vatnsinnihald, er sá að fyrstu ískristallarnir í fiskholdinu fara að myndast við tæplega -1°C eða áður en mikil frysting verður á fiskholdinu. Þetta eykur líftíma afurðanna og viðheldur gæðunum ef hitastýringin er góð. Ef undirkælingin er of mikil og þorskur t.d. kældur í  -3°C getur vökvi tapast úr holdinu og eiginleikar þess breyst, sem rýrir gæðin.

„Ískæling við 0°C er mjög góð kæliaðferð en mínar niðurstöður sýna að með því að halda hitastiginu stöðugu við -1°C gegnum vinnslukeðjuna bætast 3-4 dagar við þann tíma sem fiskurinn er neysluhæfur,“ segir Sæmundur.

Til að ná og viðhalda þessu hitastigi styðjast flest skip við svokölluð RSW-kerfi (Refrigerated Sea Water). Í rannsókninni var m.a. notast við snigla með sjó sem kældur er niður í -1°C í hringrás með varmaskiptum, sem er ekki ósvipað kælikerfi og í uppsjávarskipum nema hvað hráefnið er þá í stórum tönkum.

Ís gerður óþarfur

Rannsóknir Sæmundar beindust einnig að undirkælingu í skemmri tíma, allt niður í -3°C til -4°C í kælikerfi í einu skipa FISK Seafood. Til að ná svo lágu hitastigi við kælinguna er salti bætt út í sjóinn. Saltinnihald sjávar við Ísland er að meðaltali 3,5% og frostmark þess u.þ.b. -1,8°C. Því hærra sem saltinnihaldið er því lægra verður hitastig kælisjávarins. Annmarkinn við þessa aðferð er sá að fiskurinn getur ekki verið lengi í svo köldum kælimiðli án þess að frjósa. Blöndun á salti og sjó er einnig flóknara kæliferli og erfiðara að halda slíku ferli mjög stöðugu um borð í skipi en í hefðbundnu RSW-kerfi.

„Hefðbundin kæling með flöguís var alltaf viðmiðunarpunkturinn og út frá þeim samanburði prófuðum við að kæla hráefnið með vökvaískerfum [krapa], með kældum sjó og saltpækli með hærra saltinnihaldi en sjór. Í flestum skipanna var að lokum farin sú leið að kæla fiskinn með kældum sjó með hringrásun [RSW]. Ávinningurinn af notkun RSW-kerfis er sá að ís verður algjörlega óþarfur í kæliferlinu. Fiskurinn er þá kældur niður í -1°C á millidekkinu og geymdur íslaus niðri í lest sem einnig er keyrð á -1°C“, segir Sæmundur.

  • Stór liður í rannsókn Sæmundar voru blæðingarferlarnir um borð. Rannsakað var hvort betur færi á því að blæðing og slæging yrði framkvæmd í einni aðgerð eða tveimur aðskildum aðgerðum. Mynd/Þröstur Njálsson

Þetta er mikið framfaraspor frá því sem áður var þegar allir túrar hófust á því að hundruð ker af ís voru lestuð um borð og talsverður hluti af vinnu sjómanna var að moka ís niðri í lest á milli fisklaga. Með RSW-kælingunni og lægra keyrsluhitastigi í lestinni sparast öll þessi vinna sem og framleiðsla og flutningur á ís, öryggi sjómanna eykst því vitað er að töluverð slysahætta fylgir vinnu í lestum. Auk þess er fiskurinn kældur við kjörhitastig sem þýðir lengri geymsluþol. Sum þessara nýju skipa eru með sjálfvirkum lestum sem virka þannig að fiskurinn er settur í ker á millidekki og sjálfvirkur búnaður kemur þeim ofan í lest.

Sæmundur gerði samanburð á hefðbundinni ískælingu og hefðbundnum afurðaflutningum á markaði annars vegar og hins vegar RSW-kælingu þar sem fiskurinn er kældur fljótt niður í -1°C og því hitastigi haldið alla leið út á markaðinn. Með seinni aðferðinni eykst geymsluþols fisks, þ.e. sá tími sem fiskurinn telst vel neysluhæfur, um 3-4 sólarhringa. Heildar geymsluþol RSW-kældra þorskafurða getur þá verið yfir 15 dagar frá því fiskurinn kemur um borð í skipið.

Tæknilausn fyrir blóðgun

Annar stór liður í rannsókn Sæmundar voru blæðingarferlarnir um borð. Markmiðið var að skilgreina góða blæðingu og ná jafnari gæðum. Rannsakað var m.a. hvort betur færi á því að blæðing og slæging yrði framkvæmd í einni aðgerð eða tveimur aðskildum aðgerðum.

„Ég held að það liggi fyrir sem næsta rannsóknaverkefni að skoða það vinnsluferli enn betur. Niðurstaða mín var sú að lítillegur ávinningur væri af því að framkvæma þessa aðgerð í tveimur þrepum. Það skilaði lítillega bættum lit á þorsk- og ufsaflökum og stuðlar að jafnari litgæðum á markaði fyrir neytendur. Í hvítfiskiðnaði er sóst eftir ljósum lit á afurðunum og góð blæðing getur líka haft áhrif á geymsluþol afurða þar sem járn í blóðinu oxast og hraðar skemmdarferlum. Ávinningurinn af tveggja aðgerða aðferðinni er annars tvíþættur. Í fyrsta lagi gefur aðferðin sjálf lítillega betri niðurstöður og í öðru lagi hraðar hún mikið því ferli að vinna fiskinn fyrr úr móttökunni þar sem hann liggur yfirleitt ókældur. Niðurstöðurnar af þessu verkefni voru þó ekki nægjanlega afgerandi því það vantar góða tæknilega lausn til að sjálfvirknivæða blæðingarferlið um borð. Það eru næstu skrefin til þess að framfarir verði einnig á þessu ferli. Meðan þetta er allt unnið í höndunum, eins og nú er, þá er einfaldara að blóðga og slægja í einni aðgerð og heildartíminn á ferlinu er styttri en að gera það í tveimur aðgerðum. Sömuleiðis kallar tveggja aðgerða aðferðin á meira pláss vegna þess að millitank þyrfti til að láta fiskinn blæða í og slægja síðan upp úr honum. Ég bind vonir við að þegar fram er komin góð tæknileg lausn fyrir blóðgunina verði almennt farin sú leið að aðskilja blóðgun og slægingu,“ segir Sæmundur.

Rannsóknin beindist einnig að öðrum þáttum í blæðingu sem hafa meiri áhrif á gæði afurðanna en hvort blæðing og slæging fari fram í tveimur aðgerðum.

„Veigamesti þátturinn er biðtími fisks í móttökunni fyrir blóðgun. Fari hann ekki í blóðgun fyrsta hálftímann frá því hann er tekinn um borð getur orðið gæðarýrnun. Við rannsökuðum líka blæðingartíma og hitastig blæðingavökvans og áhrif þess á gæðin. Og einnig sjóskipti í blæðingatanknum og áhrif hringrásunar í tanknum, það er að segja hversu mikil hreyfing er á fiski og sjó meðan fiski blæðir út. Niðurstöður þessa sýna að blæðingin er betri eftir því sem meiri hreyfing er á vatninu. Blæðingartíminn tekur mið af hringrásuninni í tankinum en þumalputtareglan er sú að blæðingin taki ekki skemmri tíma en tólf mínútur við sjávarhitastig. Það fengust ekki góðar niðurstöður af því að láta fisk blæða í mikið kældum sjó. Flökin urðu rauðleitari, sérstaklega þunnildin.“

Út frá rannsóknum Sæmundur varð til dýpri þekking á blóðgun og kælingu afla en áður hafði verið aðgengileg. Út frá þeirri þekkingu og niðurstöðum hafa innlend hátæknifyrirtæki þróað tæknibúnað sem hefur gjörbylt allri meðhöndlun á afla um borð í ferskfiskskipum.

„Næstu skref til enn frekari framfara verða að sjálfvirknivæða blæðingu og slægingu um borð í ferskfiskskipum á grundvelli þessara niðurstaðna. Stóra verkefnið ætti að vera það að bæta aðstæður um borð og stytta þann tíma sem fiskurinn er í móttökunni,“ segir Sæmundur.