Produksjon av marine lipider. Teknologiske muligheter.

1. Produksjon av marine lipider.Teknologiske muligheter. Ivar Storrø SINTEF Fiskeri og havbruk (ivar.storro@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. Glycerol Enumettet fettsyre Flerumettet fettsyre P N ÷ + Fettets byggestener Mettet fettsyre Triglyceride Fosfolipid

4. Omega 3 fettsyrer α-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. Geografiske Nordre halvdel av kloden EPA > DHA Normale / lave konsentrasjoner omega-3 EPA og DHA Sørlige del av kloden DHA > 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 oil’s” Høyere konsentrasjoner av A, D3 kolesterol Høsting - Strategi-valg av råstoff

7. Konsentrasjon av omega 3, EPA og DHA

8. 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. UTVINNINGS METODER

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 Nitrogen Storage Tank Oxygen Hot Water Hydratable Compounds: Gums, Phospholipids, Proteins, Transition Metals (Cu,Fe)etc. Degumming 90°C Caustic Soap (Free Fatty Acids), Colour compunds, Phospholipids, Transition Metalls. Heavy metals, vit A, E Neutralizing 90°C Hot Water Route f or Physical Refining Washing 90°C Trace amounts of Soap &Color Winterizing 2°C

16. Raffinering av råolje – videre trinn Stearin: High melting point oil fraction. Filtration Benthonite- Earth, AC Water and gasses (oxygen, nitrogen & other gasses) Bleaching 70-95°C 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 180-230°C Filtration & Polish 70-96°C Deodorization / Physical Refining 150-200°C Stripping Steam Low molecular weight compounds: Flavor & Odor, Oxygen, Free Fatty Acids, Peroxides etc.) Nitrogen & Antioxidants Polish Particles > 5µm Product Tank Nitrogen Drums Bottles Flexibags Tank Container

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 foroppmerksomheten