Ýmsar fisktegundir, sem ekki eru nýttar til manneldis, eru unnar í mjöl og lýs og má rekja upphaf vinnslu á mjöl og lýsi í þeirri mynd sem nú þekkist til upphafs 19 aldarinnar, en þá hófst vinnsla á lýsi úr síld í Norður Evrópu og Norður Ameríku. Lýsið var notað sem orkugjafi en því mjöli sem af gekk var annað hvort hent eða það nýtt til áburðar. Fyrstu heimildir um mjöl- og lýsisvinnslu hérlendis eru frá 1910, en þá hófst síldarbræðsla á Siglufirði. Notast var við trékör sem voru fyllt af síld og þau síðan hituð með beinni gufun. Vökvafasinn var pressaður frá með dúkapressu og lýsið hirt, en mjölið notað til áburðar.
Nú eru um 25 fiskmjölsverksmiðjur starfandi á Íslandi og eru þær flestar búnar fullkomnum vinnslulínum sem byggjast að miklu leyti á sjálfvirkni.
Tilgangur, markmið og hráefnið
Megin tilgangurinn með framleiðslu á mjöli og lýsi er, eins og áður kom fram, nýting á fisktegundum sem að öllu jöfnu eru ekki nýttar til manneldis. Mjölið er að langmestu leyti nýtt sem próteingjafi í dýrafóður, en lýsið er nýtt sem orkugjafi í fiskeldisfóðri. Aukning á fiskeldi víða um heim hefur orsakað aukna eftirspurn eftir þessum afurðum, en einnig hafa einstakir markaðir vaxið mjög hratt, eins og t.d. markaðir fyrir gæludýrafóður.
Frá því um 1970 hefur loðna verið mikilvægasta hráefni Íslendinga hvað varðar vinnslu á mjöli og lýsi, en aðrar mikilvægar tegundir eru síld og kolmuni. Loðna og síld eru langmikilvægustu fisktegundirnar hvað varðar verðmæti þessara afurða, með um 95% hlutdeild í útflutningverðmæti á mjöli og lýsi frá Íslandi.
Skipta má fiskimjölsframleiðslu í tvo meginflokka. Hvítfiskmjölsframleiðsla styðst við magurt hráefni, s.s. úrgang sem til fellur við vinnslu á þorski, ýsu og ufsa. Feitfiskmjölsframleiðsla styðst aftur á móti við feitt hráefni, eins og síld, karfa og loðnu. Þessi tegund mjölframleiðslu er mun viðameiri en hvítfiskmjölsframleiðslan. Það fer síðan eftir því hvort viðkomandi fisktegund safnar fituforðanum í búk eða lifur hvort unnið sé búklýsi eða lifralýsi. Síld og loðna safna fitu í búkinn, en tegundir eins og spærlingur og kolmunni safna fitu í lifrina eins og venjan er hjá þorskfiskum. Þorskalýsi er unnið lýsi sem hefur verið brætt úr þorskalifur, en hún hefur verið hirt sérstaklega til þeirrar vinnslu.
Nýting á hráefni sem fellur til við fiskvinnslu hefur oft verið vandamál og valdið verulegri mengun í nágrenni slíkra vinnslustöðva. Á móti kemur að fiskmjölsverksmiðjur gegna mikilvægu hlutverki í fiskvinnslu, þar sem úrgangur eins og hryggir, roð og slóg, ásamt ýmsu öðru sem til fellur, er tilvalið hráefni fyrir þessar verksmiðjur. Með nýtingu þessa úrgangs sem annars væri hent er þannig stuðlað að aukinni verðmætasköpun, bættri umgengni og minni mengun.
Framleiðsluferlið
Framleiðsla á fiskmjöli og lýsi er lotubundin en framleiðsluferlið sjálft er samfelld vinnsla. Fiskmjölsverksmiðjur eru þannig útbúnar að allur vinnsluferillinn er lokaður, allt frá uppskipun að pökkun mjöls í sekki eða dælingu lýsis í tanka. Einu undantekningarnar eru þar sem hægt er að opna rásina fyrir sýnatöku vegna framleiðslueftirlits. Hefðbundið gæðaeftirlit við frameiðslu á mjöli og lýsi er byggt á reglulegum sýnatökum fyrir og á meðan á framleiðslu stendur en öllum framleiðsluaðilum er skylt að starfa samkvæmt innra eftirlitskerfi.
Gæði hráefnisins er sá þáttur sem ræður gæðum lokaafurðarinnar. TVN gildi (Total volatile nitrogen) er notað í fiskimjölsiðnaðinum til að meta gæði hráefnisins. Fiskmjölsiðnaðurinn hefur gjarnan miðað framleiðslu gæðamjöls við TVN gildi undir 50mgN/100g í hráefninu. Ef TVN gildið er um eða yfir 90mgN/100g hefur afurðin verið nefnd standardmjöl.
Hitastigseftirlit er mikilvægur þáttur í framleiðsluferlinum. Til að koma í veg fyrir að örverur eins og Salmonella spp. finnist í mjöli er nauðsynlegt að allt efnið sé hitað í minnst 81 °C í vinnsluferlinum.
Við framleiðslu á fiskmjöli og lýsi eru þrír megin þættir fisksins aðskildir, vatn, þurrefni og olía. Vökvafasinn er pressaður burt og úr honum er olían síðan unnin með skilvindutækni. Sá vökvi sem eftir er gufar að lang mestu leyti upp áður en lokaafurð verður til.
Eftirfarandi lýsing á vinnslurás fiskimjölsverksmiðju styðst við myndina hér að ofan.
Forhitun og sjóðari
Fyrsta vinnsluskrefið í framleiðslu á fiskmjöli, eftir dælingu úr skipi eða hráefnisgeymslu, er sjóðari og í mörgum tilfellum forhitun. Flestar verksmiðjur eru búnar forhitara sem forhitar hráefnið upp í 40 til 50 °C. Varminn í þessu skrefi er gjarnan afgangsvarmi frá eimingartækjum en þannig næst um 100% varmanýting. Í sjóðaranum er hráefnið, ásamt blóðvatni, hitað í minnst 82 °C (algent hitastig er 90-95 °C) og er hitanum haldið í um það bil 30 mínútur. Tilgangurinn með hituninni er að eyða hugsanlegum örverum eins og Salmonellu og öðrum bakteríum sem kunna að vera til staðar í hráefninu. Við hitunina afmyndast próteinin ásamt því sem frumuveggir eyðileggjast. Við þessa eðlissviptingu losnar um fitu og vatnsfasann sem auðveldar aðskilnað þeirra frá þurrefnisfasanum. Sjóðarinn samanstendur af láréttum sívalningi og snigli sem gengur eftir honum endilöngum og sér um að færa hráefnið áfram. Bæði sívalningurinn og snigillinn eru útbúnir með gufukápu og er hráefnið hitað með varmaskipti á milli yfirborðanna og hráefnisins. Sjóðarinn er nauðsynlegt skref á undan forsíu og pressun.
Forsíun og pressa
Tilgangurinn með forsíun er að sía burt sem mest að vökvanum frá soðna hráefninu áður en það fer í pressuna. Tvöföld skrúfutækni sér um að pressa og færa hráefnið eftir pressunni. Skrúfurnar liggja lárétt eftir pressunni og snúast á móti hver annarri. Pressuþrýstingurinn eykst eftir því sem hráefnið færist innar í pressuna þar sem skrúfurnar fara mjókkandi. Hráefnið er pressað á milli skrúfanna en vökvinn lekur niður í gengum sigtunarbúnað og í safntank, þar sem það blandast aftur þeim vökva sem síaðist burt í forsíunni. Þessi hluti kallast nú pressuvökvi. Pressaða hráefnið, sem nú kallast pressukaka, flyst áfram út úr pressunni í átt að þurrkara. Hefðbundið fituinnihald pressuköku er gjarnan um 4 til 5% og rakainnihald um 50 til 60%. Afgangurinn er fitufrítt þurrefni sem er megin innihaldsefni mjölsins.
Mjölskilvinda
Í forsíunni og pressunni skiptist megin straumurinn í tvo hluta, þ.e. pressuvökva og pressuköku. Hve mikið af föstum ögnum (uppleyst prótein, saltagnir og uppleystar agnir) og þykkni er í pressuvökvanum fer eftir hversu hráefnið var uppleyst þegar vinnslan hófst. Pressuvökvinn er gjarnan 70 til 80% og pressukakan 20 til 30% af heildarstrauminum sem kemur frá pressuni. Pressuvökvinn er hitaður í 95 til 98 °C áður en hann fer inn í mjölskilvinduna. Stærsti hluti fastra agna er skilinn frá pressuvökvanum í mjölskilvindunni.
Mjölskilvindan er byggð upp með tveimur láréttum tromlum sem hafa mismunandi þvermál. Fasta efnið festist á veggi þrengri tromlunnar en vökvinn pressast út í bilið milli tromlanna og þaðan áfram út úr skilvindunni í átt að gróf- og síðar fínskilvindum. Fasta efnið er síðan skafið af veggjunm minni tromlunnar og flyst úr henni í átt að þurrkara. Meðalefnainnihald fasta efnisins er 2 til 4% fita og 60 til 70% raki, en afgangurinn er fitufrítt þurrefni. Eftir skiljun kallast fasti hlutinn hrat en vökvafasinn kallast skilinn pressuvökvi eða soðlýsi.
Grófskilvindur
Soðlýsið frá mjölskilvindunum er safnað í tank og hitað í 95 til 98 °C áður en það fer í grófskiljun (soðskilvindu). Grófskilvindur eru gjarnan röð af skilvindum þar sem megnið af lýsinu er skilið frá soðinu. Efnainnihald soðsins er venjulega um 6 til 12% þurrefni (aðallega uppleyst prótein) og 1% fita. Soðið flyst að eimingartækjunum þar sem 60-80% vökvans er eimað burt en lýsisfasinn flyst í átt að lýsisskilvindum.
Fínskilvinda
Áður en lýsinu er dælt í geymslutanka fer það í gegnum fínskiljun (lýsisskilvindu) þar sem leifar af óhreinindum og vatni eru síaðar frá. Eftir fínskiljun eru óhreinindi og vatnsleyfar í lýsinu minni en 0,5%. Eftir fínskiljun flyst lýsið í geymslutanka og er tilbúið í dreifingu.
Eimingarskref
Soðfasinn, sem skilst burt í grófskiljunarferlinum, inniheldur nokkuð af vítamínum og próteinum en þó ekki í sama magni og pressukakan. Allt að 60 til 80% af vatnsfasanum í soðinu er eimaður burt, en eftir stendur kjarni með um 65 til 75% rakainnihald og 2 til 4% fituinnihald. Kjarninn frá eimingartækjunum flyst að þurrkara þar sem hann blandast saman við pressukökuna áður en sjálft þurrkferlið hefst.
Eimingartækin eru gjarnan byggð upp sem þriggja turna kerfi, þar sem afgangsvarmi frá þrepinu á undan er nýttur til að hita upp næsta þrep og svo koll af kolli. Slíkt kerfi tryggir tvennt: Annars vegar verður varmanýtingin allt að 100%, þar sem afgangsvarmi frá seinasta þrepinu (í formi gufu) er nýttur til að forhita hráefni sem er á leið inn úr hráefnistönkum að sjóðaranum (forhitarinn) og hins vegar verður meðferð á hráefninu m.t.t. afmyndunar á próteinum eins og best verður kosið.
Hitastigið í fyrsta þrepinu, þar sem soðið kemur inn, er hæst en á því þrepi er vökvamagnið mest og virkar sem vörn fyrir próteinin í soðinu þannig að þau þola meiri hita. Með minnkandi vatnsmagni verða próteinin í soðinu viðkvæmari gagnvart hitun, þar sem vatnsinnihald soðsins fer minnkandi. Á næstu tveimur þrepum fer hitastigið lækkandi og þar að auki er gjarnan haft loftæmi á þriðja og síðasta þrepinu til að hámarka nýtingu varmans. Hráefnið sem flyst frá eimingartækjunum kallast kjarni.
Blöndun
Áður en að þurrkaranum kemur á sér stað blöndun á straumunum þremur, kjarnanum frá eimingartækjunum, pressukökunni frá pressunni og hratinu frá mjölskilvindunni. Þessum straumum er blandað saman í blöndunartanki, sem staðsettur er fyrir framan þurrkarann. Í sumum tilfellum er kjarnanum einnig blandað saman við hálfþurrkað mjölið.
Þurrkun
Í fiskimjölsiðnaðinum eru notaðar eldþurrkarar, loftþurrkarar og gufuþurrkarar. Notkun á eldþurrkurunum fer þó minnkandi, þar sem bæði loft og gufuþurrkarar skila auknum gæðum í lokaafurð ásamt því að vera hagkvæmari í rekstri með tilliti til umhverfismengunar, orkunotkunar og vinnslustjórnunar. Hér verður fjallað um þurrkun á mjöli í loftþurrkara.
Í nýrri afbrigðum loftþurrkara eru tvö þrep, forþurrkun og þurrkun. Í forþurrkaranum, sem samanstendur af litlu rými með snúningsrótor, myndast aðstæður fyrir mikil og hröð loftskipti (allt að 20m3/sek). Snerting pressukökunar og þurrkloftsins verður mjög mikil og veldur hraðri uppgufun vatns úr pressukökunni. Pressukakan flyst yfir í aðalþurrkarann um 80 °C heit. Í loftþurrkun er hitað loft notað til þurrkunar og snúningstromla er meginhluti þurrkarans. Hér er í raun um óbeina loftþurrkun að ræða, þar sem hitagjafinn er ekki í beinni snertingu við þurrkloftið. Þurrkloftið er hitað í varmaskipti áður en því er hleypt í gegnum þurrkarann. Á ferð sinni eftir þurrkaranum safnast óhreinindi í það.
Óhreint loft sem kemur úr þurrkaranum er hreinsað í þvottaturni og þurrkað áður en því er hringrásað. Þetta er gert til að minnka loftskipti við umhverfið (verksmiðjurýmið). Einn meginkosturinn við þessa þurrkaðferð er að hægt er að brenna nær öllum eldsneytisgjöfum. Hægt er að stýra upphafshitastigi loftsins, allt eftir þeim kröfum sem gerðar eru til þurrkunarinnar.
Ferðatími mjölsins í gegnum þurrkarann er að meðaltali 10 mínútur, lofthitinn í upphafi er 300 til 400 °C og um 65 til 75 °C í lokin. Hitastig mjölsins er um 10 °C lægra en lofthitinn eða um 50 til 60 °C.
Mjölkælir
Strax á eftir þurrkaranum er mjölkælir. Þar sem mjölið, sem streymir úr þurrkaranum, inniheldur mikla vatnsgufu er nauðsynlegt að kæla það hratt niður til að koma í veg fyrir þéttingu rakans í því. Köldu lofti er blásið eftir mjölstraumnum og er hitastig mjölsins eftir kælingu um 28 til 30 °C. Vatnsinnihald mjölsins lækkar um 1 til 2% við kælinguna. Loftið frá mjölkælinum inniheldur mikið af illa lyktandi, rokgjörnum efnum og því er það leitt inn í lofthreinsikerfi verksmiðjanna. Við kælingu eykst floteiginleiki mjölsins, sem gerir meðhöndlun þess í kvörnun, sigtun og pökkun auðveldari.
Sigtun og kvörnun
Vinnsluferillinn og hráefnið sem notað er ræður miklu um kornasamsetningu mjölsins eftir þurrkun. Áður en mjölið fer í gegnum kvörn er fínkornaði hluti þess sigtaður frá en grófkornaði hlutinn fer í kvörnun. Að lokinni kvörnun hefur framleiðslulotan einsleita kornastærð.
Blöndun og geymsla
Úr sigtun og kvörnun flyst mjölið í mjölblöndunartanka. Þar sem mjölvinnsla er lotubundin er nauðsynlegt að blanda saman mjöli, framleiddu á einum sólarhring, saman til að ná fram einsleitari afurð hvað varðar gæði.
Markaðir
Hlutdeild fiskmjöls og lýsis í heildarverðmæti útfluttra sjávarafurða undanfarin ár hefur verið um 17%, þar af hefur mjölið verið um 12% og lýsi 5%. Árið 1998 var hlutdeild íslensks fiskmjöls um 9% og lýsis um 12% af heimsframleiðslu á þessum afurðum.
Helstu markaðir fiskmjöls og lýsis frá Íslandi hafa á undanförnum árum verið í Bretlandi, Danmörku, Noregi, Finnlandi, Frakklandi, Írlandi og í Þýskalandi. Á seinustu árum hafa markaðir í Bandaríkjunum og Kanada opnast og vaxið. Á tímabilinu 1979-2000 hefur útflutningur á mjöli og lýsi farið vaxandi, þó svo greina megi töluverðar sveiflur á milli ára (Mynd 3).
Ef árið 1980 er undanskilið, þá náði útflutningsverðmæti hámarki árið 1998. Á árunum 1981 til 1983 minnkaði útflutingur til muna, sem endurspeglast í lágu útflutningsverðmæti þessi ár. Síðan þá hefur útflutningsverðmætið aukist jafnt og þétt, ef undanskilin er niðursveifla eftir 1998.
Peningalykt
Við framleiðslu á mjöli og lýsi verða til mörg efnasambönd, sem hafa það sameiginlegt að vera það rokgjörn að þau rjúka úr mjölinu og út í andrúmsloftið. Sú lykt sem myndast hefur fengið viðurnefnið peningalykt. Allar verksmiðjur nú til dags hafa mengunarvarnarbúnað til að koma í veg fyrir að lykt frá þeim berist út í andrúmsloftið. Ýmsir þættir geta þó valdið því að lykt berist frá verksmiðjunum þrátt fyrir slíkan búnað. Sá þáttur sem skiptir þar mestu er ferskleiki hráefnisins, en almennt gildir að því ferskara sem hráefnið er því minni hætta er á lykt, þar sem styrkur og samsetning lyktarefnanna er háð skemmdarstigi hráefnisins.
Þegar löndunarálagið er sem mest safnast oft upp hráefnisbirgðir þar sem afkastageta verksmiðjanna annar ekki því magni sem landað er. Þættir eins og umhverfishitastig, geymslutími og ætisástand hráefnisins ráða mestu um afdrif þess á meðan á geymslu stendur. Umrædd efni myndast fyrst og fremst í þurrkunarferlinum. Útblástursgufur eru kældar í vatni (þvottaturnar) en við það skolast burt hluti af vatnsleysanlegum efnum úr gufunni. Önnur efni sem ekki leysast upp eru brennd.
Sem betur fer heyrir það til undantekninga ef peningalykt berst frá mjölverkssmiðjum og er það árangur af öflugu starfi undanfarin misseri hvað varðar þróun hreinsibúnaðar og uppsetningu þeirra.
