Tecnologie ed efficienza delle carni coltivate

Per coloro che si oppongono agli effetti dell'allevamento intensivo o che sono semplicemente curiosi di provare, stanno arrivando sul mercato prodotti a base di carne cosiddetta coltivata (in laboratorio). Come le "carni" a base vegetale e le micoproteine dei funghi, la produzione di questi alimenti ha un'impronta di carbonio inferiore a quella associata alla carne convenzionale, in particolare a quella bovina.

Nello specifico, si stima che la carne coltivata utilizzi almeno l'80% in meno di acqua e il 90% in meno di suolo rispetto alla produzione di carne tradizionale. La contabilizzazione dello smaltimento dei sottoprodotti e dei rifiuti, come la biomassa esausta, cambia leggermente il calcolo dell'impronta complessiva.

Con alcune eccezioni - tra cui Believer Meats, Ever After Foods e Upside Foods - la maggior parte di questo settore potenziale è ancora nella fase di ricerca e sviluppo. Tuttavia, sia l'automazione di processo che quella discreta stanno aiutando a identificare e ottimizzare gli approcci migliori per produrre queste carni coltivate.

Naturalmente, una volta che il settore si sarà evoluto, l'automazione sarà fondamentale per la produzione su larga scala di queste carni e per soddisfare i requisiti normativi di sicurezza alimentare.

Figura 1: I controlli PLC e PAC potrebbero presto gestire l'automazione di processo e quella discreta per produrre carni coltivate con l'aspetto, la consistenza e il gusto di manzo, pollo e altre carni. (Immagine per gentile concessione di Omron Automation and Safety)

Le specifiche variano, ma di solito le cellule vengono prelevate da un animale donatore e conservate temporaneamente. Poi vengono messe in un bioreattore (simile a quelli usati per la produzione di birra o vaccini) con una struttura gelatinosa aromatizzata, sostanze nutritive e un mezzo di differenziazione cellulare (per indurre le cellule a diventare muscoli o grasso) e lasciate crescere. Nel corso delle settimane, i sistemi automatizzati controllano rigorosamente la temperatura interna del bioreattore, il pH, l'apporto di nutrienti e i livelli di ossigeno per ottimizzare la crescita delle cellule.

Figura 2: Questo bioreattore utilizza un sistema di agitazione pneumatico e un software che sfrutta le ottimizzazioni ottenute attraverso modelli di gemelli digitali per migliorare le tecnologie esistenti. (Immagine per gentile concessione di Arc Biotech)

Per mantenere la sicurezza alimentare, i ragguardevoli gruppi di automazione impiegati in questa produzione devono accettare i processi di pulizia sul posto e di sterilizzazione sul posto. Quindi, come per qualsiasi altra apparecchiatura per la produzione alimentare, gli alloggiamenti, gli involucri e i recipienti sono prevalentemente in acciaio inossidabile. Oltre a essere un requisito imprescindibile quando le parti metalliche dei macchinari entrano in contatto diretto con gli alimenti, l'acciaio inossidabile aiuta queste apparecchiature a resistere all'esposizione regolare ai prodotti chimici, al calore e all'acqua dei lavaggi, nonché al vapore utilizzato per la sterilizzazione.

Figura 3: Un cilindro dell'aria in acciaio inox 304 è abbinato a uno stelo in acciaio inox 303, ed è in grado di resistere alle difficili condizioni a cui sono sottoposte le apparecchiature per la lavorazione degli alimenti. (Immagine per gentile concessione di Fabco Air)

Nel settore della carne coltivata i seguenti fattori avranno ruoli chiave:

• Monitoraggio in tempo reale dei bioprocessi da parte di sensori IoT, I/O e apparecchiature per l'acquisizione dei dati. Queste apparecchiature tendono sempre più a integrarsi in sistemi basati su cloud con architetture di trasformazione digitale (DX)

• Robotica (a volte integrata dal riconoscimento delle immagini basato sull'intelligenza artificiale) per vari compiti di selezione, semina, campionamento, raccolta e controllo della qualità delle cellule

• Apparecchiature per la stampa 3D in cui l'estrusione di ingredienti misti viene utilizzata per replicare la composizione e la consistenza di specifici tagli di carne

Naturalmente, anche altri tipi di produzione alimentare (in particolare quella ortofrutticola) stanno da tempo incrementando l'uso dell'automazione. Si tratta di apparecchiature installate nelle strutture di lavorazione e confezionamento, ma anche nei campi, nei frutteti e persino nelle serre e nelle coltivazioni verticali. Tra i numerosi vantaggi offerti dai macchinari automatizzati di oggi, forse il più importante è la capacità di manipolare delicatamente frutta e verdura fragili. In alcuni casi, questi prodotti vengono trasportati al mercato con le stesse efficienze di meccanizzazione che favoriscono la distribuzione di cereali, fagioli e altre colture a file meno facilmente ammaccabili o comunque danneggiabili.

Questo fa riflettere: con i loro straordinari benefici per la salute e la spesa di gran lunga inferiore rispetto alla produzione di carne coltivata o addirittura tradizionale, forse dovremmo tutti puntare a mangiare più frutta e verdura di tanto in tanto.