Høsting av de proteinrike bladene til jordskokk: Utviklingen av et konsept og et design til en ny høstemaskin

Abstract

Norsk: I framtiden vil etterspørselen etter protein øke betydelig. Bladene til jordskokk inneholder mye protein som potensielt kan isoleres, og brukes til å dekke denne etterspørselen. Derfor ser prosjekt InnHøst nå på mulighetene for en ny verdikjede som tar sikte på å høste, tørke og prosessere bladene for å utvinne proteinet. Underveis i prosjektperioden har man derimot sett at det er flere utfordringer ved å utvikle en egnet høstemaskin til denne oppgaven. Eksempelvis må bladene separeres fra de mindre proteinrike stenglene, på en skånsom måte som ikke forringer proteinkvaliteten. I tillegg har de overjordiske plantedelene til jordskokk flere særegne morfologiske trekk. Blant disse kan nevnes de uvanlig høye stenglene, som kan vokse seg over tre meter høye. I tillegg bør bladene gjennomgå en form for behandling som skader vokslaget deres, slik at bladene tørker raskt nok. Hvordan kan en høstemaskin for jordskokkblader utformes optimalt? For å svare på dette, gjennomførte jeg et bredt litteratursøket som avdekket flere ulike metoder som separere blader fra andre planter. Jeg fant både metoder som brukte slagere, faste plater, kniver, tråder, ruller og trykkluft. I tillegg bygde jeg en liten drilldreven slager som jeg testet i felt. For å generere nye konseptforslag til høstemaskinen, benyttet jeg en PuCC-matrise. Til slutt satt jeg igjen med tre veldefinerte forslag. To av disse baserte seg på bruk slagere, hvorav ett brukte strippermetoden. Det siste konseptforslaget benyttet imidlertid trykkluft. Til slutt satt jeg igjen med konseptet som brukte strippermetoden. Ut fra dette konseptet modellerte jeg et frontmontert traktorredskap. Det spesielle med dette redskapet, er at den har to slagere, i stedet for én, med tenner som gnir og river av blader fra stenglene.

English: In the future the demand for protein will increase. The leaves of Jerusalem artichoke represents a source of high quality protein, that potentially can be isolated, and utilised to over this demand. In that context, project InnHøst investigates the posibilites for a future value chain, where the leaves are harvested, dried and processed to eventually extract the protein. During the project period, there have been discovered several challenges regarding the development of a suitable harvester for this task. For example, the leaves have to be gently separated from the low-protein stalks, to prevent the deterioration of the leaf protein quality. Besides, the aerial parts of Jerusalem artichoke have many unusual features. For instance, the unusually tall stalks can grow over three meters tall. Aditionally, the leaves should be conditioned in such a way that they dry faster. How should a harvester for the leaves of Jerusalem artichoke be designed optimally? To answer this research question, I performed a thorough literature search in which I revealed several methods that are used to separate leaves from different plants. These methods utilised different kinds of beaters, fixed plates, knives, threads, rollers or pressurized air to achieve this separation. Furthermore, I built a small drill mounted beater that I tested in the field. To develop new concept proposals for the harvester, I used the a PuCC matrix. In the end, I had defined three concept proposals. Two of these were based on beaters, of which one proposal was utilised the stripper method. However, the last concept proposal used pressurized air. After an assessment, I chose the concept that utilised the stripper method to be the most fitting. Based on this concept, I modelled a 3D sketch of a front mounted tractor implement. This implement has two beaters, instead of one, with teeth that rub and tear leaves off the stalks.