Ziel der Entwicklung
Dem Tierschutz kommt in Deutschland wie Europa eine immer größere Rolle zu. In allen Bereichen, in denen der Mensch Einfluss auf das Wohlergehen der landwirtschaftlichen Nutztiere nimmt - sei es bei der Haltung, dem Transport oder der Schlachtung -, wird von den Verbrauchern wie von der Regierung eine Verbesserung des Tierwohls und des Tierschutzes gefordert. Anlass für das Projekt NumbWatch war die anhaltende Kritik der Öffentlichkeit an tierschutzrelevanten Schwachstellen in Schlachthöfen. Auch bei tierschutzbewusstem Handeln können Probleme auftreten, die sich u.a. in Fehlbetäubungen manifestieren. Solche Missstände gefährden nicht nur das Tierwohl, sondern auch die Akzeptanz und das Vertrauen der Verbraucher in die Branche.
Ein Monitoring des Tierschutzes ist daher nicht nur im Interesse des Tieres, sondern dient auch der Eigenkontrolle und Außendarstellung von Landwirten, Transport- und Schlachtunternehmen. Das Vorhaben NumbWatch entspricht durch seine Innovation zur Verbesserung des Tierschutzes bei der Schlachtung landwirtschaftlicher Nutztiere unmittelbar diesen Zielen. Ein Sensorsystem zum Monitoring des Schlachtungsprozesses dient in vollem Umfang dem Schutz landwirtschaftlicher Nutztiere im Schlachtungsprozess. Eine Überwachung der Betäubung (Narkose) unterstützt dabei die Qualitätskontrolle bei der Gewinnung von hochwertigem Schlachtfleisch und dient damit im Sinne von Nachhaltigkeit und Rückverfolgbarkeit auch dem Verbraucherschutz.
Ziel des Vorhabens NumbWatch war es daher, den Eintritt, die Tiefe und die Wirksamkeit der Betäubung sowie den Tod der Tiere objektiv festzustellen und somit eine tierschutzgerechte Schlachtung zu gewährleisten. Das Sensorsystem ist in den routinemäßigen Ablauf von Schlachthöfen zu integrieren und erfasst physiologische Parameter wie Muskelkontraktionen (Elektromyogramm), Hautpotential, Hautwiderstand und Hauttemperatur. Die in Echtzeit durchgeführte regulationsdiagnostische Analyse der Messwerte dient als Indikator für den Zeitpunkt und die Tiefe der Betäubung. Ein Warnsystem mit akustischen und visuellen Signalen, die sogenannte „Betäubungsampel“, soll bei unzureichender Betäubung unmittelbar Alarm auslösen, um tierschutzwidrige Zustände zu vermeiden.
Das Projekt NumbWatch wurde in Zusammenarbeit mit den Unternehmen GEPE Geimuplast GmbH und Esys GmbH sowie mit mehreren Schlachthöfen realisiert. Es zielte auf die Entwicklung eines marktreifen Produkts, das nicht nur das Tierwohl verbessert, sondern auch zur Qualitätssicherung in Schlachtbetrieben beiträgt.
Vorteile und Lösungen
Der innovative technologische Ansatz von NumWatch basiert auf der elektrodermalen Erfassung physiologischer Parameter wie Muskelkontraktion (Elektromyogramm), Hautpotential, Hautwiderstand und Hauttemperatur. Mit ihnen und mittels chronobiologischer Regulationsdiagnostik können der Betäubungszeitpunkt, die Betäubungstiefe und der Todeszeitpunkt der Tiere objektiv bestimmt und somit Tierschutzstandards in Schlachtbetrieben messbar gemacht werden.
Das Sensorsystem umfasst vier konvexe Titanelektroden, die durch eine spezielle Positionierung Kurzschlüsse und Übertragungsstörungen verhinderen. Das Elektronikgehäuse besteht aus zwei Teilen: einem lichtdurchlässigen Oberteil zur Sichtbarkeit von LED-Signalen und einem plankonkaven Unterteil, das optimalen Hautkontakt gewährleistet. Das Fesselband wurde aus elastischem Material gefertigt, um einen ausreichenden Anpressdruck zu sichern, ohne das Tier zu beeinträchtigen. Für die Analyse und Bewertung der Betäubungsparameter wurde die chronobiologische Regulationsdiagnostik angepasst und validiert. Dadurch kann das System Veränderungen in den Regulationsprozessen während der Betäubung erkennen und analysieren. Um eine optimale Datenübertragung zu gewährleisten, wurde ein WLAN-Modul statt eines Bluetooth-Moduls implementiert. Die elektronischen Komponenten sind in ein robustes, gefrästes Gehäuse integriert, das allen Anforderungen der Schlachtbetriebe standhalten kann. Während der Tests zeigte sich, dass die ursprüngliche Konstruktion des Sensors bei der Anbringung an Schweinen und Rindern unterschiedliche Anpassungen erforderte. Modifikationen am Fesselband und der Elektronikbox verbesserten die Funktionalität und Haltbarkeit. Für Schweine war eine Anpassung des Unterteils der Elektronikbox notwendig, um den Hautkontakt zu optimieren.
Bei der Erprobung an Rindern konnte das Sensorsystem zuverlässig alle physiologischen Parameter erfassen und dokumentieren. Die erhobenen Daten zeigten klare Veränderungen in der Regulationsaktivität während des Betäubungsprozesses, wodurch eine objektive Bewertung der Betäubung möglich ist. Die Datenerfassung bei Schweinen hingegen ist durch morphologische, ethologische und betriebliche Besonderheiten ungleich schwieriger. Insbesondere die Haltbarkeit und damit die Messdauer waren eingeschränkt, was sich nachteilig auf Datenumfang und -qualität auswirkte.
Die vorliegenden NumbWatch-Funktionsmuster haben gezeigt, dass eine objektive Überwachung der Betäubung in Schlachtbetrieben damit möglich wird. Während die Ergebnisse bei Rindern vielversprechend waren, besteht bei Schweinen noch Entwicklungsbedarf hinsichtlich der Anbringung. Die geplanten Transferrojekte konzentrieren sich daher auf die Verbesserung der Haltbarkeit und der Datenübertragung des Sensorsystems, um die Technologie flächendeckend und effizient in verschiedenen Schlachtprozessen einsetzen zu können.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Zielgruppe für das NumbWatch-System umfasst vor allem große und mittelgroße Rinderschlachtbetriebe in Deutschland sowie international operierende Unternehmen, die von effizienten und tierschutzgerechten Betäubungsmonitoringsystemen profitieren. Insbesondere Schlachtbetriebe mit hohen täglichen Tierzahlen können durch die Nutzung des NumbWatch-Systems ihre Betriebsabläufe optimieren und gleichzeitig den Tierschutz verbessern. Zu den potenziellen Anwendern zählen darüber hinaus Hersteller von RFID-Ohrmarken, die an einer Integration der Technologie in bestehende Systeme interessiert sind, sowie mittelständische Unternehmen, die in den Bereichen Schlachtung und Lebensmittelproduktion tätig sind.
Anwender profitieren insbesondere von der erhöhten Transparenz und Effizienz im Betäubungsprozess, was sowohl die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben als auch die Sicherung der Fleischqualität unterstützt. Das System bietet dabei eine robuste Überwachungsmöglichkeit, die auf die spezifischen Anforderungen der Zielmärkte abgestimmt ist, wie beispielsweise hygienische Standards und wirtschaftliche Effizienz. Durch die Möglichkeit, die Sensoren häufig wiederzuverwenden, wird zudem eine nachhaltige und kosteneffiziente Nutzung sichergestellt.
Der Transfer der Forschungsergebnisse in die Anwenderunternehmen erfolgt über gezielte Beratungsleistungen, die Anpassung der Technologie an betriebliche Erfordernisse und die Etablierung langfristiger Kooperationen mit Schlachtbetrieben und Technologiepartnern. Für den Teilmarkt Schwein, der deutlich größer ist als der Rindermarkt, wird eine Weiterentwicklung des Systems angestrebt, um auch hier signifikante Marktanteile zu gewinnen. Erste Kontakte mit mit Ohrmarkenherstellern verdeutlichen das Potenzial, die NumbWatch-Technologie in Verbindung mit elektronischen Ohrmarken zu implementieren.
Die wirtschaftlichen Effekte für die Entwicklungseinrichtung umfassen neben direkten Einnahmen aus Beratungsleistungen und Aufträgen für anwendungsorientierte Forschung auch die Möglichkeit, Folgeprojekte zu beantragen. Gleichzeitig führen die Entwicklungen zu einer Erweiterung der internen Kompetenzen und einer verbesserten Infrastruktur, was zukünftige Forschungs- und Entwicklungsprojekte fördert. Bereits jetzt konnten erste Anwendungsbeispiele umgesetzt werden, insbesondere in relevanten Einsatzumgebungen großer Rinderschlachtbetriebe. Hier wurde das System erfolgreich getestet, und es ist geplant, die Technologie schrittweise zu erweitern, um sowohl nationale als auch internationale Märkte zu bedienen. Die Ausweitung auf den Schweineschlachtmarkt bietet zudem erhebliches wirtschaftliches Potenzial, da hier ein vielfach höherer Bedarf an Monitoringsystemen besteht, was den Weg für eine langfristige und wirtschaftlich tragfähige Vermarktung ebnet.
