Produksjonsanlegg for rur

Abstract

For å utvikle et konsept for produksjon av rur er det først utviklet rammebetingelser. De er delt inn i biologiske og tekniske betingelser. De biologiske betingelsene gjør rede for rurens forhold til natur og miljø. Fjærerur, Semibalanus balanoides, lever gjerne i klynger i tidevannsonen, den har et ytre skall med et lokk på toppen som beskytter mot blant annet predasjon og inntørking. Når ruren er under vann fanger den plankton i vannet med en viftearm, de kan formere seg både kjønnet og ukjønnet, og de har en livsfase som går gjennom flere steg før den bunnslår. Når den har etablert seg vil den bli på samme sted på underlaget resten av livet. Underlaget, substratet, er derfor viktig for å få til en vellykket produksjon. Underlagets viktigste kvaliteter er at ruren foretrekker den, at den er uniform for effektiv innhøsting og at den tåler påkjenningene i tidevannsonen. Det finnes forskning på ulike substrater og forbehandling av disse for andre arter, men det kreves videre undersøkelser for å finne det ultimate substratet for S. balanoides. Innhøstingen skjer i en begrenset periode, og det er da essensielt å ha en effektiv innhøsting, og effektiv transport til prosesseringsanlegg for å få best mulig kvalitet på sluttproduktet. Det er funnet indikasjoner på at det er fordelaktig å la deler av ruren sitte igjen på substratet for å sikre påslag av neste generasjon rur, hvilket skjer kort tid etter innhøstingen. I utviklingen av dette konseptet er det valgt en lokalitet i Frøya kommune, i et sund med gode strømforhold. Konstruksjonen og forankringen må tåle påkjenninger fra tidevann, strøm og bølger. Dimensjonerende produksjonsvolum er satt til 40 tonn rur årlig.

Det er så etablert ulike konsepter som kan oppfylle disse rammebetingelsene. Konseptene kan deles inn i passive og aktive konsepter, hvor passive konsepter utnytter den naturlige tidevannsforskjellen, og de aktive bruker tilført energi for å simulere en tidevannsforskjell. De ulike konseptene er vektet opp mot ulike kriterier, som plassering, tilgjengelighet, strømforhold, mulighet til å benytte ulike typer substrat med mer. Det ble så besluttet å videreutvikle konseptet som er beskrevet i neste avsnitt.

Konseptet som kom best ut er en lekter som er festet i fast avstand fra bunnen med strekkstagforankring, slik at substratet som er installert oppe på lekteren opplever tidevannsforskjellene. Da konseptet er en prototype, er det besluttet å dimensjonere for uttesting av to ulike typer substrater: PVC-rør og langliner. Med en ønsket produksjonsmengde på 40 tonn krever dette en lekter med hoveddimensjoner på 20x60 m (BxL). Lekteren må dimensjoneres for 50-årsbølge Hs = 1,52 m, og en strøm på 0,85 m/s. Strekkstagforankringen dimensjoneres for en forspenning på 25 % av lekterens maksimale totalvekt, som kan justeres med ballasttanker for finjustering og betong for permanent justering. Forankringen må tilpasses lokale bunnforhold, hvor forankring i grunnfjell, gravitasjonsanker eller sugeanker er ulike alternativer. Installasjonen av lekteren må koordineres med tidspunktet for påslag av rur for å unngå påslag av andre organismer. Lekterens stabilitet må være tilstrekkelig for transport fra verft til lokalitet. Etter installasjon vil lekteren stabiliseres av strekkstagsforankringen. En tegning av det endelige konseptet er vist i figuren nedenfor.

To develop a concept for production of barnacles, it has first been developed framework conditions for the different aspects that has to be taken in to account. These conditions can be divided in to biological and technical conditions. The biological conditions are explained by the influence from nature and environment. The barnacle Semibalanus balanoides lives in clusters in the tidal zone, they have a exoskeleton with a lid on the top that protects against predation and dehydration. Under water, the barnacle catches plankton from the water by waving with a feather-like cirripeda. They can reproduce both sexual and asexual, and they have a lifecycle that covers several stages before it finds a spot to settle down. After settlement, the barnacle will stay on the same spot for the rest of its life. The substrate, on which the barnacle lives, is essential to get a sufficient number to settle sown on the production platform. The most important aspects of the substrate is that the barnacle wants to settle down on it, that it is uniform so that it is easy to harvest from, and that it can withstand the forces from the environment. Substrates have been subject to research for other species of barnacles, but it requires more research to get a clear answer for what substrate that is the best for \textit{S. balanoides}. It is essential to have an efficient harvesting and transportation of the barnacles to the processing plant, so that the quality of the barnacles is preserved. To encourage the new generation of barnacles that will establish at the production plant shortly after harvesting, there are indications that it is favourable to leave some adult barnacles on the substrate. The site of this plant is chosen to be between Hitra and Frøya, where there is good current conditions. The construction will therefore have to be designed for the tidal, current and wave forces in these areas. The annual production is set to 40 tonnes.

It has been established concepts that will fulfil these framework conditions. The concepts can be divided in to passive and active concepts. The active concepts exploit the natural tidal difference, and the active concepts needs an energy source. The different concepts evaluated on, amongst others, availability, current conditions, the ability to use different substrates and location. The concept with the best score is described in the next section.

The winning concept is a barge that is mounted in a fixed position relative to the bottom. It is anchored down by tension legs, so that the substrate mounted on top of the barge will encounter the tidal differences. The concept is to be a prototype, ant it is therefore decided to dimension for two different types of substrate: PVC-pipes and long lines. To fulfil a annual production of 40 tonnes the main dimensions is set to 20*60 m (BxL). The barge is to be made to withstand a 50-year wave of Hs = 1,52 m, and a current of 0,85 m/s. The pretention in the tension leg is set to be 25 % of the maximum weight of the barge. This can be adjusted by concrete or water ballast. The anchoring is to be adapted to the local bottom conditions, where some of the alternatives are anchoring to bedrock, gravitation anchors or suction anchors. The time of the installation is to be coordinated with the period of barnacle recruitment, to prevent recruitment of other organisms. The stability of the barge is to be sufficient for transport of the barge to the location. After this the tension legs will stabilize the barge. A drawing of the final concept is shown below.