Nøyaktige målinger gir konkurransedyktige produkter
For å kunne utnytte råstoff, også restråstoff best mulig, er det nødvendig å forstå hvordan råvaresammensetning, prosessering og produktkvalitet henger sammen.
Nofima-forskerne Nils Kristian Afseth og Ingrid Måge jobber sammen med biomega® for å sikre kontroll på kvaliteten i alle ledd.
I år er det 20 år siden biomega® bygget sitt første bioraffineri. Det var verdens første raffineri for enzymatisk hydrolyse av restråstoff fra lakseindustrien. biomega® videreforedler alt dette råstoffet til verdifulle protein- og fettprodukter til både oppdrettsfisk, kjæledyr og mennesker.
biomega® s mål er å utvikle produkter med enda høyere verdi. For å oppnå det er det viktig å ha kontroll på kvaliteten. Gode målemetoder sikrer produkter med riktig kvalitet og høy verdi. biomega® har lenge brukt NIR-spektroskopi for å måle produktkvaliteten. Nå samarbeider de med Nofimas forskere for å utvikle enda bedre målemetoder.
Målet er å kunne forutsi kvaliteten på sluttproduktet
– Ideen er å måle kvaliteten på råstoffet som går inn i prosessen, og koble dette sammen med andre data fra prosessen (for eksempel trykk- og temperatursensorer), for å kunne forutsi produktkvaliteten i andre enden. Samtidig jobber vi med nye produktkvalitetsmålinger for å kunne gi tilbakemelding om prosessen går som planlagt eller ikke, forteller seniorforsker Nils Kristian Afseth i Nofima.
I dette arbeidet bruker forskerne NIR for råvareanalysene. NIR står for nær infrarød, og er en teknikk der lys sendes gjennom en matvare for å måle hvor mye lys som absorberes på ulike bølgelengder. Disse målingene pågår kontinuerlig og samler inn store mengder data om for eksempel protein- og fettinnhold. For målinger av proteinproduktene brukes IR, infrarød spektroskopi. Dette er en teknikk nært beslektet med NIR som gir mer detaljert kjemisk informasjon.
Viktig å forstå hva som skjer i prosessen
– Målet er å kunne styre prosessen ut fra sammensetningen på råstoffet som kommer inn. Råstoffet kan bestå av både lakse-hoder, bein og avskjær, og innholdet varierer mye i løpet av en enkelt produksjonsdag. Derfor er det en fordel å kunne måle kvaliteten på råstoffet kontinuerlig, slik at for eksempel temperatur og tilsats av enzym kan tilpasses ulike råstoffsammensetninger. Da får vi en mer jevn og riktig kvalitet på det ferdige produktet, sier forskningsdirektør Bjørn Liaset i biomega® .
mennesker og dyr. Foto: Ingrid Måge, Nofima
For å få til dette må man samle inn og sammenstille mye data fra prosessen, og bruke matematiske og statistiske metoder for å modellere sammenhengene mellom råstoff, prosessering og sluttkvalitet. En av utfordringene ved dette arbeidet er å samle inn nok data som faktisk inneholder informasjon om hva som skjer hvis man gjør endringer i prosessen. – Som forskere ønsker vi data med stor variasjon, for å kunne undersøke effektene av de ulike variablene, men industrien ønsker naturlig nok å kjøre prosessene sine under mest mulig konstante forhold, sier seniorforsker Ingrid Måge i Nofima.
Søl skaper utfordringer
Det er ikke bare enkelt å få NIR-måleutstyr til å fungere i et prosessmiljø. En utfordring er at det kan være mye søl og sprut på sensoren, både fra selve produksjonen og rengjøring. En annen utfordring er at faktorer som ikke har med kjemi å gjøre, for eksempel svingninger i temperatur og lysforhold, kan forstyrre målingene.
– Det er mye som må være på plass for å oppnå raske, nøyaktige og detaljerte målinger. Treffsikre og pålitelige kalibreringer, som «oversetter» lysabsorbsjon til kjemiske komponenter, er en forutsetning. Vi jobber med å utvikle nye kalibreringer som fanger opp flere kjemiske detaljer, samtidig som de er minst mulig påvirket av ytre forhold som for eksempel temperatur og lysvinkel Dette er forskningsoppgaver som kommer både biomega® og andre matprodusenter til gode, sier Nils Kristian Afseth.
Når systemet fungerer gir det unike muligheter til å forstå hvordan råvaresammensetning, prosessering og produktkvalitet henger sammen. Gjennom samarbeidet med biomega® har forskerne kunnet bekrefte en del av kunnskapen som operatørene sitter på, i tillegg til å gi ny kunnskap om både råstoffets og produktets kvalitet.
Faktarute om NIR-spektroskopi
NIR (nær infrarød) spektroskopi er en teknikk der lys sendes gjennom en matvare for å måle hvor mye lys som absorberes på ulike bølgelengder. Dette er en rask målemetode som egner seg til å måle ulike egenskaper i mat, slik som fett, vann, protein, karbohydrater og pigmenter. NIR er den mest utbredte on- og at-lineteknikken i fôr- og matindustri.
Fakta om forskningen
Forskningen startet i 2018 i innovasjonsprosjektet SmartBio (Smarte sensorer og systemer for fremtidens bioraffinerier) finansiert av Forskingsmidlene for jordbruk og matindustri (FJM) og bedriftspartnere. Ledet av Bioco.
Videre forskning gjøres i SFI DigiFoods, finansiert Norges forskningsråd og partnere. SFI DigiFoods ledes av Nofima og startet opp i 2020 og vil pågå til 2028.
