Teknologi for automatisk fjerning av tykkfiskbein i hvitfisk

Sammendrag fra prosjektets faglige sluttrapport
Prosjektet har nådd sitt hovedmål ved å kartlegge mulighetene for å utvikle en teknologi hvor tykkfiskbein i hvitfisk plukkes automatisk ett-og-ett. Det er skissert et konsept som det er anbefalt å utvikle videre i et industriprosjekt. Konseptet er basert på roterende rørkniver og fluorescensavbildning.

Delmålene i prosjektbeskrivelsen var satt med hensyn til å nå dette hovedmålet. Underveis har prosjektet avdekket nye muligheter, som gjør at oppnåelse av noen delmål var prioritert over andre, slik at hovedmålet ble nådd på en best mulig måte. I lys av dette, oppsummeres prosjektet med hensyn til oppnåelse av delmål.

Delmål 1: Konkretisere mulige metoder for automatisk deteksjon av tykkfiskbein
Det ble gjort en teknologiforundersøkelse for å undersøke mulige metoder for automatisk deteksjon av tykkfiskbein. De to mest velegnede metodene er lavenergirøntgen og fluorescensavbildning.
Lavenergirøntgen kan benyttes til nøyaktig deteksjon av hvert enkelt tykkfiskbein og dets retning i hele filetens dybde – for lokalisering av tykkfiskbein før fjerning og/eller for etterkontroll etter fjerning. Ulempen med røntgen er den relativt høye kostnaden og størrelse på systemet. Fluorescensavbildning er rimeligere og mer kompakt, og egner seg til deteksjon og lokalisering av tykkfiskbein i overflaten på filéten.

Delmål 2: Avdekke hvilke teknologiske utfordringer det er ved å fjerne tykkfiskbein i filet av torsk og hyse
Prosjektet har vært rettet mot tre hovedutfordringer:
1) Teknologi for mekanisk fjerning eller plukking av ett-og-ett tykkfiskbein.
2) Teknologi for deteksjon og nøyaktig lokalisering av ett-og-ett tykkfiskbein.
3) Konsept for tykkfiskbeinfjerning.

Under arbeidet med hvert av disse hovedutfordringer har de spesifikke teknologiske utfordringene blitt klarere, og disse utfordringene har styrt prioriteringen i prosjektet. I prosjektet har man nesten utelukkende på torsk sett på torsk.

Delmål 3: Avklare effekt på beinfjerningsteknologi ved råstoffvariasjoner som fersk versus frosset og pre- versus post-rigor
Det ble tidlig i prosjektet klart at napping av tykkfiskbein – utført ved å ta tak i toppen av tykkfiskbeinet, holde fast filéten og dra tykkfiskbeinet ut – fører til store hull og drar med seg mye av omkringliggende fiskemuskel. Dette er spesielt en utfordring i fersk filét, ettersom bindevevet fester seg godt til tykkfiskbeinet i fersk tilstand. Det ble også gjennomført forsøk med hvor stor trekkraft som var nødvendig for å fjerne bein i fisk som var frosset i pre-rigor tilstand og deretter tint, siden dette var data som ikke var kjent fra tidligere. Trekkraft er noe høyere ved frosset/tint enn det som tidligere er dokumentert for ferskt råstoff, men det kan skyldes større filét og trinse i oppsettet. Det ble også observert samme effekt som i fersk pre-rigor filét, at det ved uttrekk av tykkfiskbein følger med mye fiskemuskel. Konklusjonen er at det uansett tilstand i filét på torsk er vanskelig å trekke ut tykkfiskbein uten å ødelegge filéten.

Det var et ønske å ha en løsning som egnet seg primært til fersk filét, og derfor endret prioriteringen seg fra napping til bruk av et såkalt rørkniv. Rørkniv med riktig utforming viste seg å fungere både på fersk og frosset-tint filét. 

Delmål 4: Benytte maskinsyn til bevegelse og re-posisjonering
For bevegelse og re-posisjonering ble det testet fluorescensavbildning, som er helt nytt for bruk ved fjerning av tykkfiskbein. Fluorescensavbildning ble gjort med et maskinsynoppsett som består av helt standard lavkostfargekamera, fluorescensfilter og UV-belysning i form av UV-LED eller UV-lampe. Et slikt oppsett kan potensielt ta opptil flere hundre bilder hvert sekund og egner seg derfor til bevegelse og re-posisjonering. Videre ble det utviklet en enkel maskinsynalgoritme for å fremheve tykkfiskbein slik at de kan lokaliseres på en robust måte.

Delmål 5: Utvikle konseptdesign av en maskin/ produksjonslinje for oppgaven
På dette stadiet i prosjektet var det hensiktsmessig å beskrive kun en delkomponent av en produksjonslinje, ettersom en utforming av en hel linje var avhengig av faktorer som ikke var avklart enda. Konseptet som ble utarbeidet involverer en roterende rørkniv for fjerning av ett-og-ett tykkfiskbein, fluorescensavbildning for deteksjon og lokalisering av tykkfiskbein, med mulighet for lavenergirøntgen for etterkontroll.

Delmål 6: Gjennomføre økonomiske beregninger av ny teknologi
Prosjektdeltagerne ble enige om å avvente økonomiske beregninger av ny teknologi til videreføringsprosjektet starter opp. Årsaken er at det på dette stadiet ikke er helt sikkert hvor hurtig det er mulig å fjerne hvert enkelt tykkfiskbein med en automatisk beinfjerningsenhet, og likeledes er det ukjent hva markedet mener i forhold til nytten og inntjeningen av slik teknologi. Ettersom disse faktorene påvirker både nødvendig størrelse på en linje og kostnaden for å bygge en linje, vil det måtte utforskes i detalj i et større industriprosjekt – muligens som preliminære faser som forsikrer seg om at en slik teknologi faktisk er lønnsom å utvikle.

Uten å gjennomføre økonomiske beregninger, ser man likevel et potensiale for bruk av ny teknologi ettersom det er muliggjort ved relativt enkel mekanikk og rimelig avbildningsteknologi.