Przemysłowe linie uboju drobiu i obróbki poubojowej oraz podział tuszek na kawałki – innowacje techniczne

i automatyzacja procesów

Ubój drobiu w nowoczesnych zakładach przemysłowych odbywa się na wysoko wydajnych liniach o dużym udziale czynności mechanicznych i zautomatyzowanych, włącza-jąc w to dopiero opracowywane metody oceny jakości i klasyfikacji tuszek drobiu z wykorzystaniem systemów komputerowej analizy obrazu. Taki stan wyposażenia staje się coraz powszechniejszy w krajowym przemyśle drobiarskim, a zakłady posiadające uprawnie-nia eksportowe osiągnęły w znacznym stopniu ten standard. W szeregu krajów, szczególnie rozwijających się, ale także i w Polsce istnieją nadal zakłady uboju i obróbki poubojowej drobiu, w których poszczególne operacje są w znacznym stopniu wykonywane ręcznie lub za pomocą urządzeń mechanicznych o działaniu cyklicznym. Jednak w niniejszym rozdziale starano się skupić nad nowymi, ale już stosowanymi rozwiązaniami procesu uboju drobiu. Podstawową cechą takich rozwiązań jest użycie linii ubojowych o wydajności w przypadku kurcząt brojlerów powyżej 6 000 szt./godz., a nawet do 9 000–10 000 szt./godz. Wprowadza-nie potokowych linii ubojowych wymusza Wprowadza-nie tylko coraz dalej idącą automatyzację poszcze-gólnych operacji jednostkowych, ale także wprowadzanie nowych rozwiązań operacji i proce-sów związanych z dostawą żywca do zakładów ubojowych, jak również z dystrybucją produktów finalnych. Schemat podstawowych operacji jednostkowych w procesach uboju i obróbki poubojowej drobiu przedstawiono na rysunku 9.1.

Czynności przedubojowe obejmują sposób postępowania z ptakami na fermie, tj. głodzenie drobiu, chwytanie, załadunek do pojemników transportowych oraz transport do zakładu ubojowego [27]. Okres głodzenia wynoszący najczęściej 8–12 godz. powoduje wzrost wydajności poubojowej drobiu rzeźnego dzięki opróżnieniu przewodu pokarmowe-go, jak również obniża ryzyko zanieczyszczenia tuszek odchodami i wzrostu zakażenia mikrobiologicznego [2, 28]. Jednak pomimo wielu opracowań w tym zakresie dość trudno jest ustalić optimum czasu głodzenia, szczególnie ze względu na to, że dalsze wydłużanie

tego okresu do ponad 12 godz., korzystne w odniesieniu do wymagań higieniczno- -jakościowych, może powodować z kolei obniżenie wydajności poubojowej drobiu. W wielu badaniach wiązano okres głodzenia przedubojowego również z jakością mięsa drobiu, a szczególnie kruchością, warunkowaną przebiegiem glikolizy i proteolizy poubo-jowej. W znaczącej większości badań stwierdzono istotne obniżenie wartości siły tnącej mięsa po obróbce termicznej, tj. poprawę kruchości, w wyniku głodzenia przedubojowego szczególnie przez okres 8–16 godz. [34].

Głodzenie, szczególnie kurcząt brojlerów, nie powinno przekraczać 12 godz. również ze względu na pogorszenie immunoodporności ptaków związane ze stresem głodowym oraz osłabienie wytrzymałości mechanicznej przewodu pokarmowego, co powoduje łatwiejsze jego przerwanie w procesach mechanicznej obróbki poubojowej i zanieczyszczenie tuszek mikroorganizmami [27]. Dowiedziono, że głodzenie może być jednym z czynników nasilają-cych stres przedubojowy, co ma zwiększać zakażenie mięsa drobiu mikroorganizmami w fazie obróbki poubojowej, chociaż mechanizm tej zależności nie jest znany.

Następny etap po głodzeniu to wyłapywanie ptaków do pojemników transportowych. Aktualnie odchodzi się od ręcznego załadunku i rozładunku drobiu, gdyż technika ta jest przyczyną 25% uszkodzeń obniżających jakość tuszek. Wśród nowoczesnych rozwią-zań dominują urządzenia, w których delikatne zgarniaki przepychają brojlery na przenośniki kierujące je do pojemników lub wykorzystywane są rotory z gumowymi palcami do zbierania drobiu. Stosuje się także systemy podciśnieniowe ułatwiające załadunek żywca [55].

Drób jest najczęściej transportowany w pojemnikach typu metalowych kontenerów wielopoziomowych (np. 4-poziomowy o wymiarach 2,4x1,2x1,16 m o maksymalnym zała-dunku 680 kg żywca) lub klatek (pojemników plastikowych). W krajach europejskich najczę-ściej stosowane są klatki typu Reynders (800x600x300 mm), a w Polsce klatki o rozmiarach 920x620x310 mm. Do ptaków o dużej masie ciała (gęsi, indyki) stosuje się również baterie klatek na stałe zamontowane na samochodzie.

Obsadę zwierząt regulują w Unii Europejskiej przepisy dotyczące dobrostanu zwie-rząt, uwzględniające ich masę przyżyciową. Do drobiu o masie mniejszej niż 1,6 kg wymaga-ne jest 180–200 cm² powierzchni/kg, natomiast do ptaków o masie powyżej 5 kg – nie mniej niż 105 cm²/kg. Ponadto ustalone są wymagania dotyczące temperatury w czasie przewozu zwierząt – może się ona wahać w przedziale od 5 do 30°C [11]. Większość odbiorców w indywidualnych umowach kontraktacyjnych z hodowcami drobiu obniża obsadę drobiu w środkach transportowych w okresie letnim. Podczas transportu żywca do zakładu uboju należy się obchodzić ze zwierzętami w sposób niepowodujący zbędnego niepokoju. Klatki oraz moduły paletowe muszą być wykonane z materiałów zarówno odpornych na korozję, jak i umożliwiających przeprowadzenie prawidłowego procesu mycia i dezynfekcji przed kolej-nym użyciem [10].

Zasadnicze znaczenie dla jakości drobiu, jak również uzyskanych wskaźników ilościowych mają warunki transportu do rzeźni. Uważa się, że stres powstający w czasie transportu jest przyczyną 40% padnięć ptaków (tzw. DOA – ang. a dead on arrival) przed przyjazdem do rzeźni. Zasadnicze znaczenie mają tu dwa czynniki – długotrwałość transportu oraz stres spowodowany temperaturą otoczenia. Maksymalny czas podróży brojlerów nie powinien wynosić więcej niż 6 godz., wliczając w to załadunek i rozładunek drobiu [4].

Standardem jest wymaganie ograniczenia czasu załadunku środka transportowego poniżej 2 godzin. Z kolei za optymalny uważa się czas transportu do 2 godz., co wskazuje na odległość od fermy do rzeźni rzędu 50–100 km [40]. Dłuższy transport powoduje wspomniane wyżej straty jakościowe i upadki drobiu, a także obniża wydajność poubojo-wą. Szczególnie niebezpieczny jest stres cieplny, tj. wielogodzinny transport ptaków w temperaturach otoczenia 30–38°C, prowadzący oprócz strat fizjologicznych do wodni-stości mięsa kurcząt po uboju powiązanej z obniżeniem kruchości. Również niskie tempe-ratury powodujące stres chłodniczy (4°C) lub tzw. ekstremalny stres chłodniczy (-20°C) także przyspieszają przebieg glikolizy, nie wspominając o ubytkach masy ptaków i ewentu-alnych padnięciach. Innym czynnikiem rzutującym na wyniki ilościowe oceny poubojowej drobiu, jak również jakości mięsa jest zachowanie ptaków przed ubojem. Nadmierna ak-tywność ruchowa prowadzi do wyczerpania rezerw ATP i przyżyciowego zakwaszenia mięśni [2].

Po dostarczeniu drobiu do rzeźni i jego odbiorze na podstawie świadectwa zdrowia wystawionego przez lekarza weterynarii dokonuje się oceny ilościowej i jakościowej partii żywca. Obecnie powszechnie stosowane jest rozliczanie dostawy żywca z uwzględnieniem oceny jakościowej tuszek lub mięsa drobiu oraz ich masy. Dostawa drobiu odbywa się na podstawie umowy kontraktacyjnej pomiędzy zakładem uboju a producentem. W rozliczeniu partii żywca uwzględnienia się sztuki padłe w transporcie oraz konfiskaty (drób, którego mięso zostało uznane za niezdatne do spożycia przez Inspekcję Weterynaryjną). Ponadto ustala się udział drobiu o niższej jakości wykazujący odleżyny, pęcherze, złamania kończyn oraz drób o niskiej masie przyżyciowej, tj. np. poniżej 1,4 kg (lub o masie tuszki poniżej 1 kg po uboju i obróbce poubojowej). W ocenie żywca bierze się również pod uwagę stan okar-mienia i napojenia ptaków (m.in. na podstawie oceny wypełnienia wola). W przypadku stwierdzenia nadmiernego okarmienia stosuje się potrącenia zwyczajowo ok. 3% (odjęcie od masy żywca). Jeśli okarmienie jest wyższe, przeprowadza się wyrywkowe próby określenia ilości treści pokarmowej i zwiększa odliczenie [1]. Ostateczne rozliczenie dokonywane jest w oparciu o wyniki poubojowej klasyfikacji tuszek (przelicza się masę tuszek o niższej jako-ści na żywiec) z uwzględnieniem wspomnianych wyżej odliczeń i potrąceń. Drób o obniżonej jakości jest klasyfikowany jako tzw. klasa B i rozliczany po niższej cenie (najczęściej stoso-wane są potrącenia rzędu 10%).

Technika wyładunku drobiu i zawieszania na strzemionach linii ubojowej ma zasadni-cze znazasadni-czenie w jakości finalnej mięsa, gdyż w fazie tej powstaje znacząca część uszkodzeń drobiu przed ubojem. Najkorzystniejszy jest rozładunek drobiu z kontenerów przez ich prze-chylanie, wówczas drób zsuwa się na przenośnik taśmowy i jest transportowany do stanowisk zawieszania ręcznego (rys. 9.2).

Tradycyjny system zawieszania drobiu na strzemiona linii uboju (rys. 9.3) dwupunk-towo za łapy (głową w dół) ma szereg wad związanych ze stresem występującym u ptaków, które starają się powrócić do naturalnej pozycji.

Jak dotąd nie ma alternatywy dla tej techniki, gdyż systemy automatycznego zawie-szania drobiu na linię ubojową są w fazie testowania prototypów (np. podwieszanie za nogę przy wykorzystaniu klapek kontenera transportowego). Szczególnie łatwe i korzystne jest zawieszanie drobiu oszołomionego metodą gazową w pojemnikach. W tym wypadku nie występują uszkodzenia związane z aktywnością ptaków lub niewłaściwym postępowaniem przy rozładunku.

Rys. 9.3. Strzemiona linii patroszenia i rozbioru [63]

Przyjęcie określonego systemu odbioru drobiu jest uzależnione od środków tech-nicznych, w jakie wyposażony jest zakład. Odbioru żywca dokonuje się na tzw. odcinku lub punkcie przyjęcia (rys. 9.4).

W zależności od techniki dostawy najczęściej kontenery są zestawiane mechanicznie i opróżniane przez przechylenie lub w przypadku kontenerów wielopoziomowych z klat-kami mechanicznie wysuwane z kontenera, z wykorzystaniem podnośnika umożliwiającego zmianę poziomu i zdejmowanie poszczególnych warstw klatek. Ważenia żywca dokonuje się przez określenie masy pojemników z ptakami przy użyciu urządzenia automatycznego (wyniki kierowane są do jednostki sterującej), następnie po opróżnieniu klatek lub kontene-rów z drobiu są one ważone ponownie. Automatyczny system rozliczenia dostaw żywca obejmuje także licznik sztuk drobiu. Dane z punktu przyjęcia są wprowadzone do główne-go systemu monitorowania masy drobiu.

Obecnie często określa się tylko masę netto partii żywca, która zostaje wprowadzona do komputera współpracującego z systemem ewidencji ilościowej (masy) drobiu, umożliwia-jącego obliczenie ostatecznej wydajności poubojowej (rzeźnej) z uwzględnieniem konfiskat oraz udziału procentowego poszczególnych klas jakościowych [63].

Rys. 9.2. Przyjęcie drobiu – automatyczne opróżnianie pojemników transportowych [65]

1. Strzemię linii patroszenia 2. Strzemię linii uboju

1. Urządzenie do rozładunku pojemników 2. Myjka pojemników

3. Stanowisko zawieszania drobiu

Rys. 9.4. Schemat odcinka przyjęcia i zawieszania [1]

9.1.1. Oszałamianie

Pierwszą czynnością po zawieszeniu ptaków na strzemiona przenośnika linii ubojowej na punkcie przyjęcia jest oszałamianie. Czynność ta jest wymagana przez przepisy prawa w większości krajów świata (w tym w UE) jako konieczna do przeprowadzenia humanitarne-go uboju zwierząt (wyjątkiem są względy religijne – ubój koszerny lub zhumanitarne-godny z zasadami religii muzułmańskiej tzw. halal). Oszałamianie w wyniku zatrzymania akcji serca lub tylko pozbawienia ptaków świadomości powinno zapewniać bezbolesne przeprowadzenie właści-wego uboju poprzez przecięcie naczyń krwionośnych szyi. Istotnym skutkiem oszałamiania jest również unieruchomienie ptaków przed ubojem i wykrwawianiem.

W praktyce stosowane są dwie zasadnicze techniki oszałamiania: elektryczne i gazowe.

Znanych jest wiele rozwiązań oszałamiania przy użyciu prądu elektrycznego, najczęściej [49] stosuje się:

a) prąd zmienny o napięciu 80–120 V i typowej częstotliwości 50 Hz;

b) prąd zmienny o częstotliwości od 400 do 2400 Hz (najczęściej 400–800 Hz –

Unia Europejska);

c) niskonapięciowe (10–25V) i o wysokiej częstotliwości 500 Hz (USA);

d) prąd stały o napięciu 90 V; powodujący mocne oszołomienie (nie stosuje się

go powszechnie);

e) metody pulsacyjne z wykorzystaniem prądu wysokiej częstotliwości 400 Hz

(niskonapięciowe 14–28 V, natężenie poniżej 0,3 A).

Ta ostatnia metoda zapewnia delikatne oszałamianie umożliwiające uzyskanie tu-szek drobiu o wysokiej jakości. W metodzie oszałamiania elektrycznego wykorzystuje się zbiornik (oszałamiacz) z włókna szklanego lub innego izolatora odpornego na działanie soli, wypełniony wodą lub 1% roztworem NaCl przenoszącym prąd elektryczny Zbiornik

jest ustawiony poziomo z możliwością regulacji pionowej (wysokości), tak żeby głowa ptaka w czasie przesuwu przenośnika linii uboju była całkowicie zanurzona. W zbiorniku znajduje się metalowy pręt, do którego podłączona jest faza prądu elektrycznego. Linia ze strzemionami jest uziemiona. Obwód się zamyka, gdy wiszące ptaki dostają się do zbiorni-ka i następuje przepływ prądu od głowy do łap. Stosuje się również natrysk wody na łapy w celu ułatwienia przepływu prądu, co poprawia efektywność oszałamiania. Wskaźnikiem poprawności procesu oszołomienia jest przykurcz skrzydeł do tułowia, sztywna głowa i tułów bezpośrednio utrzymujące się do czasu osiągnięcia urządzenia ubojowego przez ptaki zawieszone na strzemionach. Czas pomiędzy oszałamianiem a ubojem powinien wy-nosić 15–18 s, żeby uniemożliwić częściową relaksację mięśni po oszałamianiu.

Proces oszałamiania jest ciągły, a jego wydajność uzależniona od szybkości linii uboju, np. około 150 ptaków na minutę dla linii o wydajności 9 000 szt./godz. Zasadnicze znaczenie w efektywności procesu oszałamiania ma wartość natężenia prądu przepływają-cego przez ciało ptaka. Ponieważ poszczególne ptaki charakteryzują się różną opornością, prąd przepływający przez każdego osobnika jest różny. Jest to podstawowa wada tej meto-dy pozbawiania ptaków świadomości.

Stosuje się systemy o niskim natężeniu prądu, co może być wystarczające do wywo-łania pożądanych reakcji epileptycznych, ale nie zapobiega odczuwaniu bólu i stresu przez ptaki, oraz o wysokim natężeniu (powyżej 100–120 mA/na ptaka). Użycie systemu o ni-skim natężeniu prądu prowadzić może do oszołomienia odwracalnego, tj. z możliwością powrotu do funkcji życiowych, ale w okresie wyraźnie dłuższym niż pomiędzy ubojem a oszałamianiem. Zróżnicowanie warunków i techniki oszałamiania nie dotyczy krajów Unii Europejskiej, gdzie starano się wprowadzić jeden standard. Uważa się, że stosowanie prądu zmiennego o częstotliwości 50 Hz i natężeniu 150 mA powoduje zatrzymanie akcji serca u 99% ptaków i nieodwracalne oszołomienie (śmierć). Prąd minimalny według zale-ceń unijnych to 100 mA. Stosowane w Europie systemy o wyższym natężeniu prądu pro-wadzą do nieodwracalnego oszołomienia, ale są przyczyną odchyleń jakościowych typu złamania kości, zaczerwienienia końcówek skrzydeł czy wybroczyn w mięśniu piersiowym. Występuje związek pomiędzy wzrostem natężenia prądu a wybroczynami w mięśniu pier-siowym głębokim. Szczególnie niekorzystny jest przedział 120–160 mA. W Stanach Zjed-noczonych stosuje się najczęściej prąd o niskim napięciu (do 25 V) i wysokiej częstotliwo-ści (do 500 Hz). W systemach niskonapięciowych najkorzystniejsze skutki przynosi osza-łamianie prądem o napięciu nie wyższym niż 35 V i 0,3 A przez 8 sekund – stosowanie prądu o takich parametrach zabezpiecza przed wybroczynami w mięśniu piersiowym [49]. Wzrost częstotliwości prądu obniża ilość odchyleń jakościowych, stąd w nowoczesnych liniach ubojowych nie spotyka się oszałamiaczy elektrycznych pracujących przy standar-dowej częstotliwości 50 Hz. Typowym rozwiązaniem jest stosowanie 400–800 Hz z moż-liwością uzyskania nawet 2 400 Hz [52]. System oszałamiania obejmujący zawieszanie żywych ptaków na strzemiona linii uboju oraz oszałamianie elektryczne zanurzeniowe budzi szereg zastrzeżeń związanych z problemami ochrony zwierząt poddawanych ubojowi oraz powoduje pogorszenie jakości drobiu po uboju. Zsinienia i wylewy związane ze zła-maniami kończyn wynikają m.in. z reakcji obronnych ptaków w czasie i po zawieszeniu (intensywny ruch skrzydeł, próby utrzymywania równowagi). W fazie oszałamiania zanu-rzeniowego występuje zróżnicowane działanie prądu zależne od oporu tuszki, ponieważ stosowane są systemy utrzymywania stałego napięcia (lub natężenia) a nie opracowano przemysłowej metody utrzymywania stałego ładunku. Ponadto występuje duży problem

z oszałamianiem indyków, których skrzydła wiszą poniżej głowy i w ten sposób następuje szok elektryczny przed oszałamianiem. Podobne trudności występują przy oszałamianiu drobiu wodnego, szczególnie gęsi, które dzięki długim dobrze umięśnionym szyjom unoszą głowy i oszałamianie nie jest w pełni skuteczne. Dlatego też w latach 90. wprowadzono oszałamianie gazem jako alternatywę dla metody elektrycznej. Powoduje ono m.in. istotne obniżenie częstotliwości występowania złamań kości i wybroczyn.

Proces jest prowadzony w specjalnych tunelach, częściowo zagłębionych, gdyż sto-suje się gazy lub ich mieszaniny o gęstości większej niż powietrze. Proces pomimo wielu korzyści stwarza problemy natury technicznej, gdyż tunel powinien być dość długi (mini-malny czas procesu wynosi ok. 3 min, aby zapewnić prawidłowe oszałamianie), występuje także problem z utrzymaniem stabilności składu mieszaniny gazowej, naruszanej przez przesuwanie klatek z drobiem. Dlatego najlepiej jest wprowadzić mieszaninę gazową przy-gotowaną poza tunelem w przeciwprądzie w stosunku do ruchu klatek z drobiem [17].

Oszałamianie gazowe wymaga także zastosowania specjalnych zabezpieczeń pra-cowników.

W tzw. systemie jednofazowym pojemniki z drobiem są układane na przenośniku i przekazywane do tunelu oszałamiania na niższym poziomie. Następnie przenoszone są windą na wyższy poziom a drób podwieszany ręcznie na przenośnik linii uboju w stanie oszołomienia, co znakomicie ułatwia tę operację.

Znane są dwa podstawowe rozwiązania techniczne procesu oszałamiania gazowego: automatyczny wyładunek drobiu z kontenerów lub pojemników na przenośnik oszałamia-cza lub oszałamianie bezpośrednio w klatkach (w tej metodzie nie można wyeliminować sztuk padłych – DOA).

Do oszałamiania stosowane są gazy atmosferyczne (CO₂, Ar, N₂ i O₂), jednak skład mieszanin odbiega całkowicie od składu powietrza, a udział poszczególnych gazów jest kontrolowany w czasie procesu, stąd nazwa oszałamianie w atmosferze kontrolowanej (ang. controlled atmosphere stunning CAS). Używane są dwa zasadnicze rodzaje mieszanin gazowych: oparte o atmosferę zawierającą argon (zastępujący tlen) lub Ar i CO₂ wywołują-cą tzw. anoksję (głównie w Wielkiej Brytanii, gdzie użycie wysokich stężeń CO₂ jest za-bronione) oraz z wysokim stężeniem CO₂ (nawet powyżej 80%). Zastosowanie systemów z wysokim udziałem argonu prowadzi do oszołomienia nieodwracalnego (zatrzymanie akcji serca). Systemy z niskim udziałem CO₂ (poniżej 40%) powodują oszołomienie odwracalne. Zasadniczym problemem jest niemożność stosowania bardzo wysokich stężeń CO₂, szcze-gólnie w pierwszej fazie procesu, ze względu na zbyt gwałtowną reakcję ptaków. Dlatego najkorzystniejszym rozwiązaniem jest system wielofazowy, np. dwufazowy, tj. w miesza-ninie tlenu i dwutlenku węgla w pierwszej fazie przy niskim stężeniu CO₂ (np. 40% CO₂, 30% O₂ i 30% N₂), wówczas następuje znieczulenie (anestezja). Natomiast w drugiej fazie następuje utrata świadomości lub śmierć (eutanazja) przy wysokim poziomie CO₂ (80% CO2, 5% O₂, 15% N₂) [49].

System oszałamiania gazowego w odróżnieniu od elektrycznego powoduje przy-śpieszenie poubojowej glikolizy, chociaż po 8 godz. od uboju pH mięśni ptaków podda-nych oszałamianiu obu metodami jest zbliżone. Korzyścią stosowania systemu gazowego jest obniżenie ilości wybroczyn oraz poprawa zdolności utrzymywania wody przez mięso drobiu. Zastosowanie oszałamiania gazowego zamiast elektrycznego obniża ilość uszko-dzeń ud pięciokrotnie, tj. z 10 do 2%, piersi i skrzydeł od 1 do 4%. Ilość tuszek z