IN BREVE

Questa review mostra una descrizione aggiornata della tecnologia robotica per l’automazione dei macelli. Vengono presentate la tecnologia robotica utilizzata nei macelli di carni suine e bovine e i dettagli della laparotomia viscerale, della pre-lavorazione della carcassa e la tecnologia automatizzata per il disossamento. Viene rivisto un nuovo e recente metodo di macellazione, il Meat Factory Cell (MFC), sviluppato per l’automazione dei macelli su piccola scala, dove è necessaria una ricerca più dettagliata per l’applicazione pratica. È indispensabile una nuova legislazione sanitaria per la progettazione dei robot e dovrebbero essere stabiliti e aggiornati gli standard per lo sviluppo del sistema di automazione dei macelli. Questo studio dovrebbe essere impiegato per stabilire la futura strategia di automazione e l’introduzione di attrezzature idonee nei macelli automatizzati.

La qualità della carne è fortemente influenzata dalle procedure di manipolazione che avvengono prima e durante la fase iniziale del processo di trasformazione da muscolo a carne, che costituiscono la macellazione. L’ottimizzazione del processo di macellazione comporta notevoli benefici economici per il macello migliorando la qualità del prodotto e riducendo gli scarti. Secondo il Danish Meat Research Institute (DMRI), che ha intervistato i centri di confezionamento in Corea, è possibile risparmiare circa 7,6 miliardi di KRW (5,3 milioni di euro) per centro all’anno attraverso l’ottimizzazione del processo di macellazione.

Secondo le statistiche sulle previsioni della popolazione mondiale delle Nazioni Unite, la popolazione mondiale dovrebbe aumentare da 8 miliardi nel 2023 a 9,8 miliardi nel 2050. Con l’aumento della popolazione, si prevede che la struttura del comparto dell’allevamento di bestiame cambierà naturalmente da piccola scala ad allevamento aziendale di grandi dimensioni. Di conseguenza, i macelli locali verranno modernizzati e ampliati per soddisfare le crescenti esigenze e per migliorare gli standard igienici. In Danimarca, ad esempio, negli anni ’70 erano operativi 69 macelli locali, ma dal 2015 sono stati concentrati in 13 macelli operativi su larga scala.

Il settore dei macelli coreani è strutturato in maniera simile, con riorganizzazioni dovute alla concorrenza che dovrebbero accelerare ulteriormente se venisse designato un macello di base a livello nazionale. Nel 2020, la Corea vantava 81 macelli per le carni bovine e 86 per le carni suine. Il volume di macellazione della carne suina nel 2014 è stato di 15,68 milioni di animali, una quantità che poteva essere lavorata da 17 grandi macelli. Si prevede che, entro il 2035, il numero di macelli suini verrà ridotto da 86 a 40, poiché sarebbero sufficienti 15 grandi siti di confezionamento, 15 macelli specializzati a livello regionale e 10 macelli generali. L’ambiente di lavoro dei macelli è freddo, umido e rumoroso, cosa che lo rende un ambinente duro per i lavoratori. Inoltre, il lavoro nei macelli comporta l’uso di coltelli ed è associato a circa tre volte la frequenza degli incidenti sul lavoro osservati in altri settori. Negli Stati Uniti, i lavoratori dell’industria del confezionamento della carne mostrano tassi di infortuni e malattie rispettivamente 2.4 e 17 volte superiori rispetto a quelli della popolazione attiva in generale. Inoltre, i lavoratori devono essere ben formati e altamente qualificati perché l’efficienza del lavoro e la qualità della carne variano a seconda del livello di abilità e delle condizioni di ciascun lavoratore. Di conseguenza, si prevede che il tasso di nuovi lavoratori che entrano nei macelli diminuirà, aggravando ulteriormente la carenza di manodopera.

Per superare i problemi legati alla manodopera, in tutto il mondo sono stati introdotti processi di automazione nei macelli su larga scala ed è in corso un’automazione completa.

Il contesto

Macelli automatizzati sono già operativi per grandi aziende come Danish Crown e Tyson, e utilizzano tecnologie avanzate che coinvolgono robot, sensori non distruttivi, trasmissione dati e monitoraggio dei processi in tempo reale. Alcune aziende europee e americane hanno introdotto dispositivi di classificazione e macchine per la misurazione della qualità delle carcasse di bovini, suini e ovini. Inoltre, è diventato possibile effettuare il disossamento di carcasse di manzo, maiale, pecora e pollo grazie ad un braccio robotico. In Europa e in Australia, il tasso di automazione dei macelli è elevato a causa dell’elevato costo del lavoro. Dal 1988 Danish Crown ha gradualmente sviluppato una linea di macellazione altamente automatizzata presso il suo stabilimento di Horsens, in Danimarca. Le linee F e M di Marel, con sede in Islanda, sono state installate in più di 350 mattatoi di suini in tutto il mondo e si basano su linee complete o parziali con capacità fino a 1400 carcasse all’ora.

In passato, per introdurre processi di automazione erano necessari ingenti costi di investimento e molte aziende erano riluttanti per motivi economici. Tuttavia, nel 2020 le industrie della macellazione e della distribuzione della carne ad alta intensità di manodopera sono state duramente colpite dall’epidemia di COVID-19, poiché l’elevata densità di lavoratori in un ambiente freddo e umido ha portato allo scoppio di epidemie in tutto il mondo. Hobbs (2021) ha previsto che l’automazione e la digitalizzazione avrebbero ridotto i danni durante questa pandemia; di conseguenza, l‘installazione di dispositivi automatici e di robot è aumentata dall’inizio della pandemia. Nei macelli che lavorano carni rosse, le carcasse sono grandi e le attrezzature devono essere in grado di far fronte alla complessità e alle dimensioni del lavoro. Inoltre, le caratteristiche della carne variano a seconda della specie, della razza, delle condizioni di allevamento, della differenza di alimentazione, del metodo di divisione della carcassa e della presenza di anomalie anatomiche. Pertanto, è necessario sviluppare sensori, software e algoritmi a basso costo utili a guidare i robot. Ogni macello è unico per struttura e dimensione e le condizioni come l’illuminazione e l’umidità possono variare. Pertanto, è difficile applicare un unico sistema per tutti i macelli. Inoltre, le attrezzature e le procedure devono soddisfare l’insieme unico di standard di classificazione e qualità considerati importanti dal paese.

Per fronteggiare queste limitazioni, uno studio coreano ha preso in esame l’attuale tecnologia robot per l’automazione dei macelli. Sulla base delle loro scoperte gli autori hanno discusso importanti considerazioni per la modernizzazione e l’automazione dei macelli. Sono state esaminate le tecnologie necessarie per ogni processo, evidenziando i prodotti attualmente in commercio. Questo studio introduce anche le questioni igieniche da considerare quando si adottano robot nei macelli. Si spera che possa essere utile ai dirigenti e agli organi decisionali che si occupano di siti di macellazione quando introdurranno la tecnologia robotica e le varie tecnologie di rilevamento.

Livello di automazione nei macelli

Recentemente, molti macelli hanno iniziato a introdurre apparecchiature di rilevamento per l’automazione e la valutazione della qualità nella linea di lavorazione per ovviare al problema delle risorse umane insufficienti, per migliorare l’efficienza del processo di macellazione e per standardizzare la qualità della carne. Vari strumenti di elaborazione e diverse tecnologie di rilevamento possono essere utilizzate a seconda del bestiame da macellare, ma resta da stabilire un processo standardizzato per un macello intelligente. I mattatoi stanno diventando più industrializzati, avvalendosi della raccolta e dell’analisi dei dati per guidare la crescita e aumentare la produzione. Pertanto, l’automazione è essenziale per soddisfare la domanda di produzione ed è necessaria una progettazione ottimale adatta alle dimensioni di ciascuna azienda per massimizzare i costi delle attrezzature e degli impianti. In questo studio è stata analizzata la tecnologia robotica attualmente disponibile per i macelli ed è stata descritta nel dettaglio la laparotomia viscerale, la pre-lavorazione della carcassa e l’impiego dei robot per il disosso. Sono state esaminate le apparecchiature e le tecnologie di automazione, concentrandosi sull’ottimizzazione delle linee di lavorazione, sull’indicazione dell’applicazione e sull’igiene della tecnica robotica, con l’intento di fornire informazioni sull’automazione dei macelli per l’iter decisionale nel settore della macellazione.

Conclusioni

L’automazione nei macelli risulta un’innovazione indispensabile, considerando la diminuzione delle risorse umane disponibili per la manodopera e la crescente domanda di prodotti a base di carne. Tuttavia, attualmente un processo completamente automatizzato potrebbe non essere conveniente per i gestori dei macelli a causa degli elevati costi iniziali e delle variazioni di scala tra i macelli. Anche quando vengono introdotte le attrezzature, l’ottimizzazione di ogni processo richiede tempo. Per questo motivo, dallo studio condotto emerge che i gestori debbano adottare un approccio graduale nell’ottimizzazione e nell’automazione dei macelli.

Quando si introducono attrezzature per automatizzare il processo di macellazione, l’analisi di fattibilità economica dovrebbe essere eseguita in base ai profitti attesi. I dati relativi all’analisi economica sembrano essere gestiti bene dal lato DMRI o AMPC. Anche se i dati dell’analisi economica potrebbero non essere applicabili a tutti i macelli, il risultato dell’analisi può essere utilizzato come dati primari che aiutano le decisioni per l’introduzione di attrezzature per macelli. Con la diminuzione dei lavoratori specializzati nei macelli, si prevede una maggiore cooperazione tra lavoratori e macchine. Nelle piccole operazioni, il metodo MFC recentemente sviluppato è considerato adatto all’automazione. Tuttavia, per l’applicazione pratica è necessaria una ricerca approfondita. Si prevede che la domanda per la progettazione sanitaria di robot, insieme a dispositivi di estremità ottimizzati e tecnologia di presa, aumenterà con l’automazione dei macelli. È necessario continuare la ricerca approfondita sull’igiene per la conferma del livello di pulizia per l’end-effector utilizzato nell’automazione completa.

Potrebbe essere necessaria una nuova legislazione sanitaria per supportare questa domanda e gli standard per lo sviluppo del sistema devono essere stabiliti e aggiornati. I paesi dell’UE e il servizio di marketing agricolo dell’USDA, l’Australia AMPC, ecc., hanno processi e quadri di convalida relativi alle strutture robotiche dei macelli. Questo processo di verifica può essere un riferimento per altri paesi che stanno recentemente automatizzando i macelli. Dunque questo studio dovrebbe essere utilizzato per i suoi dati di revisione preliminare quando si introducono apparecchiature di automazione nei macelli o quando si designano i sistemi legali relativi ai robot.

Tratto da: “Robot Technology for Pork and Beef Meat Slaughtering Process: A Review”, di Juntae Kim, Yun-Kil Kwon, Hyoun-Wook Kim, Kuk-Hwan Seol e Byoung-Kwan Cho. Animals 2023, 13, 651. https://doi.org/10.3390/ani13040651