Ketika memproduksi daging budidaya, memilih antara sistem pemrosesan biologis yang dapat digunakan kembali dan sekali pakai adalah keputusan penting. Setiap opsi memiliki keuntungan dan tantangan yang berbeda, terutama terkait biaya, skalabilitas, dan penggunaan sumber daya. Berikut adalah ringkasan singkat:
- Sistem yang dapat digunakan kembali: Dibuat dengan baja tahan karat, memerlukan investasi awal yang tinggi tetapi menyebarkan biaya seiring waktu. Proses pembersihan dan sterilisasi membutuhkan energi dan air yang signifikan, tetapi menghasilkan lebih sedikit limbah dan dapat didaur ulang setelah penggunaan jangka panjang.
- Sistem sekali pakai: Terbuat dari polimer, sistem ini sudah disterilkan sebelumnya dan dibuang setelah digunakan. Mereka meminimalkan kebutuhan pembersihan, mengurangi konsumsi air dan energi, serta menawarkan fleksibilitas untuk batch yang lebih kecil atau perubahan produk yang sering. Namun, mereka menghasilkan lebih banyak limbah plastik dan bergantung pada metode pembuangan khusus.
Perbandingan Cepat:
| Kategori | Sistem Dapat Digunakan Kembali | Sistem Sekali Pakai |
|---|---|---|
| Biaya Awal | Tinggi (peralatan, peningkatan infrastruktur) | 50–66% lebih rendah (pengaturan lebih sederhana) |
| Biaya Berkelanjutan | Tinggi (pembersihan, tenaga kerja, waktu henti) | 20–30% lebih rendah (tidak perlu pembersihan) |
| Penggunaan Energi/Air | Tinggi (proses CIP/SIP) | Hingga 87% lebih sedikit air, 29% lebih sedikit energi |
| Limbah | Logam bekas, produk sampingan kimia | Limbah plastik tidak dapat didaur ulang |
| Skalabilitas | Lebih baik untuk produksi skala besar | Terbatas pada ukuran batch yang lebih kecil |
| Fleksibilitas | Kurang cocok untuk perubahan produk yang sering | Ideal untuk produk/proses yang bervariasi |
Pilihan terbaik tergantung pada skala produksi, anggaran, dan kemampuan pengelolaan limbah.Banyak perusahaan memulai dengan sistem sekali pakai untuk produksi skala kecil dan beralih ke sistem yang dapat digunakan kembali seiring pertumbuhan mereka. Platform seperti
Webinar Ketiga: Keberlanjutan dalam Bioproses
Dampak Lingkungan
Melihat jejak lingkungan dari sistem bioproses yang dapat digunakan kembali versus sekali pakai mengungkapkan beberapa perbedaan mencolok. Setiap pendekatan memiliki serangkaian kompromi sendiri, dan produsen daging budidaya harus mempertimbangkan dengan cermat hal ini saat menyelaraskan dengan tujuan keberlanjutan mereka.
Penggunaan Energi dan Air
Bioreaktor baja tahan karat memerlukan pembersihan dan sterilisasi yang ketat antara siklus produksi. Ini melibatkan proses clean-in-place (CIP) dan steam-in-place (SIP) yang memerlukan banyak energi, yang mengonsumsi sejumlah besar uap dan air, menambah beban sumber daya secara keseluruhan [5].
Di sisi lain, sistem sekali pakai tiba dalam keadaan sudah disterilkan, menghilangkan kebutuhan untuk sterilisasi di lokasi. Ini dapat menyebabkan pengurangan dramatis dalam penggunaan sumber daya, mengurangi konsumsi air hingga 87% dan penggunaan energi hingga 29% untuk proses tipikal [8]. Selain itu, sifat komponen sekali pakai yang lebih ringan dan lebih kompak berkontribusi pada permintaan energi yang lebih rendah selama operasi [2]. Di luar penghematan sumber daya ini, jejak karbon dari setiap sistem juga bervariasi secara signifikan.
Jejak Karbon
Sistem sekali pakai menawarkan keuntungan operasional yang jelas dengan melewati sterilisasi yang memerlukan banyak energi, menghasilkan jejak karbon yang lebih rendah selama penggunaan [2]. Meskipun sistem yang dapat digunakan kembali mungkin tampak lebih ramah lingkungan pada pandangan pertama, persyaratan energi yang tinggi untuk pembersihan dan sterilisasi dapat melebihi emisi karbon dari sistem sekali pakai seiring waktu [3].
Namun, sistem sekali pakai memiliki kompromi: produksinya bergantung pada polimer berkinerja tinggi, yang membawa biaya karbon tertanam yang lebih tinggi. Misalnya, sistem sekali pakai mengonsumsi 4,124 MJ energi selama produksi dibandingkan dengan 1,090 MJ untuk sistem baja tahan karat [4]. Meskipun dampak awal ini, penggunaan energi keseluruhan untuk proses sekali pakai adalah sekitar setengah dari sistem tradisional ketika mempertimbangkan semua tahap operasional [4]. Bioreaktor baja tahan karat, yang dapat menangani sekitar 600 siklus produksi selama masa pakainya, menyebarkan emisi manufaktur mereka ke beberapa penggunaan.Namun, siklus pembersihan berulang yang diperlukan untuk sistem ini menghasilkan emisi operasional yang signifikan [2]. Pertimbangan karbon ini secara alami mengarah pada tantangan pengelolaan limbah yang berbeda.
Pengelolaan Limbah dan Daur Ulang
Limbah yang dihasilkan oleh sistem ini menyoroti perbedaan lingkungan utama lainnya. Sistem sekali pakai menghasilkan sejumlah besar limbah polimer, terutama plastik berlapis ganda, yang sulit untuk dibuang. Diklasifikasikan sebagai limbah biomedis, mereka sering memerlukan pembakaran atau pembuangan khusus, dengan peluang daur ulang yang terbatas [2].
Sementara itu, sistem yang dapat digunakan kembali menghasilkan aliran limbah yang mencakup produk sampingan kimia dari agen pembersih dan besi tua ketika peralatan mencapai akhir masa pakainya [2].Sementara baja tahan karat dapat didaur ulang, proses daur ulangnya memerlukan banyak energi, dan limbah kimia dari siklus pembersihan berulang memerlukan penanganan yang hati-hati.
Opsi daur ulang untuk bahan sekali pakai tetap terbatas. Kompleksitas plastik berlapis-lapis dan potensi kontaminasi membuatnya menantang untuk diproses secara efektif [2]. Beberapa produsen sedang mengerjakan program pengambilan kembali dan metode daur ulang canggih, tetapi jangkauan mereka masih sempit. Dalam beberapa kasus, pembakaran untuk pemulihan energi atau pirolisis untuk mengubah bahan menjadi bahan bakar dapat membantu mengurangi dampak lingkungan [4]. Namun, solusi ini belum sepenuhnya mengatasi masalah limbah skala besar.
Bagi produsen daging budidaya yang berbasis di Inggris, pertimbangan lingkungan ini juga harus selaras dengan peraturan limbah lokal dan tujuan keberlanjutan.Platform seperti
Pertimbangan Biaya
Ketika memutuskan antara sistem bioproses yang dapat digunakan kembali dan sekali pakai, produsen daging budidaya harus melihat lebih dari sekadar harga awal. Total biaya - mulai dari investasi awal hingga biaya operasional yang berkelanjutan - memainkan peran penting dalam membentuk keputusan yang sesuai dengan batas anggaran dan selaras dengan tujuan produksi.
Pengeluaran Modal (CapEx)
Sistem yang dapat digunakan kembali datang dengan label harga awal yang tinggi.Berinvestasi dalam bioreaktor baja tahan karat memerlukan tidak hanya peralatan itu sendiri tetapi juga infrastruktur tambahan seperti sistem CIP (Clean-in-Place) dan SIP (Sterilise-in-Place), bersama dengan modifikasi fasilitas untuk menampung bejana tetap ini [10]. Ini adalah komitmen jangka panjang yang melibatkan persiapan dan sumber daya yang signifikan.
Di sisi lain, sistem sekali pakai menawarkan titik masuk yang lebih ramah anggaran. Biaya awal mereka 50–66% lebih rendah daripada alternatif yang dapat digunakan kembali [1], menjadikannya sangat menarik bagi perusahaan rintisan atau perusahaan yang bertujuan untuk penerapan cepat. Sistem ini terintegrasi dengan mulus ke dalam alur kerja yang ada, menghindari kebutuhan untuk peningkatan fasilitas yang mahal. Selain itu, karena komponen sekali pakai sudah disterilkan sebelumnya, tidak perlu berinvestasi dalam infrastruktur sterilisasi yang kompleks, mengurangi persyaratan modal awal.
Untuk produsen daging budidaya di Inggris, di mana alokasi sumber daya yang efisien sangat penting, perbedaan mencolok dalam biaya awal ini dapat sangat mempengaruhi pilihan sistem.
Pengeluaran Operasional (OpEx)
Sistem yang dapat digunakan kembali membawa biaya berulang yang bertambah seiring waktu. Pembersihan, sterilisasi, validasi, dan pemeliharaan memerlukan sejumlah besar air, energi, bahan kimia, dan tenaga kerja terampil [10]. Selain itu, waktu henti yang dibutuhkan untuk proses ini di antara batch dapat mengurangi produktivitas dan meningkatkan biaya tenaga kerja.
Sebaliknya, sistem sekali pakai memangkas biaya operasional sebesar 20–30% [10]. Tanpa perlu pembersihan dan perputaran batch yang lebih cepat, sistem ini mengurangi kebutuhan tenaga kerja dan biaya operasional fasilitas secara keseluruhan. Bagi startup yang mencoba mengelola anggaran ketat, efisiensi operasional ini bisa menjadi pengubah permainan.
Biaya Pembuangan Limbah dan Kepatuhan
Manajemen limbah adalah area lain di mana biaya bervariasi secara signifikan antara dua sistem, terutama di Inggris, di mana peraturan lingkungan yang ketat dan pajak tempat pembuangan berlaku.
Sistem sekali pakai menghasilkan limbah plastik berlapis-lapis, yang sering kali termasuk dalam klasifikasi biomedis. Ini memerlukan metode pembuangan khusus seperti pembakaran, yang bisa mahal. Meskipun beberapa plastik dapat dibakar untuk menghasilkan energi, kelayakan ini tergantung pada infrastruktur lokal [10].
Sementara itu, sistem yang dapat digunakan kembali menghasilkan limbah seperti produk sampingan kimia dari agen pembersih dan besi tua ketika peralatan mencapai akhir masa pakainya. Meskipun baja tahan karat dapat didaur ulang, energi yang dibutuhkan untuk daur ulang menambah biaya. Penanganan limbah kimia juga memerlukan perencanaan yang cermat untuk mematuhi peraturan.
Mengingat tantangan ini, produsen daging budidaya di Inggris harus mempertimbangkan biaya pembuangan yang tinggi terkait dengan plastik sekali pakai dan daur ulang sistem yang dapat digunakan kembali yang memerlukan banyak energi.
Untuk menavigasi kompleksitas ini, bekerja dengan pemasok berpengalaman sangat penting. Marketplace khusus
| Kategori Biaya | Sistem Dapat Digunakan Kembali | Sistem Sekali Pakai |
|---|---|---|
| CapEx Awal | Tinggi (peralatan, sistem CIP/SIP, peningkatan fasilitas) | 50–66% lebih rendah (pengaturan lebih sederhana, peningkatan minimal) |
| OpEx Berkelanjutan | Tinggi (pembersihan, energi, tenaga kerja, waktu henti) | 20–30% lebih rendah (tidak ada pembersihan, waktu penyelesaian lebih cepat) |
| Pengelolaan Limbah | Produk sampingan kimia, daur ulang yang memerlukan banyak energi | Limbah polimer, metode pembuangan khusus |
| Kepatuhan Regulasi | Penanganan limbah kimia | Limbah biomedis, implikasi pajak tempat pembuangan akhir |
Perbandingan biaya ini menyoroti perlunya menyelaraskan pilihan peralatan dengan tujuan produksi dan tujuan keberlanjutan.Pemahaman yang jelas tentang faktor keuangan ini dapat memandu keputusan pengadaan dan sumber yang lebih baik bagi produsen daging budidaya.
sbb-itb-ffee270
Skalabilitas dan Fleksibilitas
Seiring dengan beralihnya daging budidaya ke produksi komersial, penskalaan operasi dan penyesuaian terhadap persyaratan yang berubah menjadi prioritas. Keputusan antara sistem bioproses yang dapat digunakan kembali dan sekali pakai memainkan peran penting dalam menentukan seberapa baik produsen dapat memenuhi permintaan pasar dan menyesuaikan proses produksi.
Penskalaan untuk Pertumbuhan
Sistem sekali pakai digunakan dalam hampir 85% proses hulu dan cocok untuk ekspansi bertahap. Namun, mereka biasanya terbatas pada ukuran wadah hingga 2.000 liter. Untuk volume yang lebih besar, produsen sering mengandalkan unit paralel atau sistem hibrida untuk memenuhi permintaan [2][6][8]. Keterbatasan ini menjadikan skalabilitas sebagai pertimbangan utama saat merencanakan pertumbuhan produksi.
Sistem yang dapat digunakan kembali, di sisi lain, lebih cocok untuk produksi berkelanjutan dengan volume tinggi. Bioreaktor baja tahan karat dapat menangani batch yang lebih besar dan dirancang untuk penggunaan jangka panjang, asalkan mendapatkan pembersihan dan perawatan yang tepat [2][12]. Meskipun sistem ini memerlukan lebih banyak infrastruktur untuk pembersihan dan sterilisasi, mereka menawarkan keuntungan biaya dan efisiensi operasional seiring waktu, terutama dalam skala besar.
Fleksibilitas dalam Produk dan Proses
Fleksibilitas sama pentingnya dengan skalabilitas. Sistem sekali pakai sangat mudah beradaptasi, terutama saat memproduksi berbagai produk daging budidaya. Sistem ini menggunakan wadah sekali pakai yang sudah disterilkan sebelumnya, memungkinkan produsen untuk beralih antara produk atau varian dengan cepat.Pengaturan ini mengurangi waktu henti dan meminimalkan risiko kontaminasi silang [6][7][11].
Sistem yang dapat digunakan kembali, sebagai perbandingan, memerlukan pembersihan yang ekstensif di antara batch, yang dapat memakan waktu dan sumber daya [7][9][12]. Meskipun sangat efektif untuk produksi yang konsisten dan terstandarisasi, perubahan produk yang sering dapat menjadi kurang efisien dengan sistem ini.
Para ahli sering merekomendasikan sistem sekali pakai untuk produksi tahap awal, beralih ke pengaturan yang dapat digunakan kembali atau hibrida saat operasi meningkat [7][12]. Model hibrida semakin populer, menggabungkan fleksibilitas sistem sekali pakai untuk proses hulu dengan efisiensi sistem yang dapat digunakan kembali untuk operasi hilir. Pendekatan ini membantu mengoptimalkan kinerja produksi [6][12]. Bagi produsen daging budidaya, faktor seperti ukuran wadah, waktu penyelesaian batch, durasi pergantian, dan risiko kontaminasi silang sangat penting saat merencanakan kebutuhan langsung dan strategi pertumbuhan jangka panjang [2][6][8].
Implikasi Sumber dan Rantai Pasokan
Keputusan antara sistem bioproses yang dapat digunakan kembali dan sekali pakai memiliki dampak besar pada bagaimana produsen daging budidaya mendapatkan peralatan dan mengelola rantai pasokan mereka.Setiap opsi memiliki tantangan tersendiri, memerlukan pemilihan pemasok yang cermat dan kepatuhan terhadap standar yang ketat. Mengatasi tantangan ini memerlukan strategi pengadaan yang terarah.
Tantangan Pengadaan dalam Daging Budidaya
Pengadaan peralatan bioproses untuk produksi daging budidaya menghadirkan hambatan unik. Salah satu faktor paling kritis adalah memastikan kepatuhan GMP, yang menjamin bahwa peralatan memenuhi standar manufaktur yang ketat. Tanpa ini, produsen berisiko mengalami kegagalan batch, penundaan, atau bahkan penarikan kembali yang mahal[12].
Tidak seperti aplikasi biofarmasi tradisional, produksi daging budidaya memiliki persyaratan teknis yang berbeda. Meskipun kedua industri menuntut peralatan yang steril dan tervalidasi, sistem daging budidaya juga harus memenuhi standar food-grade, menangani ukuran batch yang lebih besar, dan menyediakan skalabilitas yang hemat biaya.Ada fokus yang lebih kuat pada keamanan pangan, pengendalian alergen, dan mengakomodasi berbagai lini sel dan formulasi media[6][11].
Sistem sekali pakai, yang sudah disterilkan dan siap digunakan segera, sangat bergantung pada pasokan yang stabil dari bahan habis pakai dan komponen khusus[2][4]. Di sisi lain, sistem yang dapat digunakan kembali, seperti bioreaktor baja tahan karat, memperkenalkan kompleksitas tambahan. Bioreaktor ini, dengan masa pakai sekitar 600 batch, memerlukan perawatan rutin, agen pembersih, dan suku cadang[2]. Ini menciptakan rantai pasokan yang lebih rumit dengan banyak titik potensi kegagalan.
Mengandalkan pemasok yang tidak khusus dapat memperburuk tantangan ini. Pemasok umum mungkin tidak menyediakan peralatan yang divalidasi, yang mengakibatkan ketidakpatuhan, waktu tunggu yang diperpanjang, atau dukungan teknis yang tidak memadai. Untuk meminimalkan risiko, produsen harus memprioritaskan platform khusus yang melayani secara spesifik industri daging budidaya[6][12].
Bagaimana Cellbase Mendukung Pengadaan Peralatan

Platform khusus seperti
Melalui
Proses verifikasi ketat
Selain itu, keahlian khusus daging budidaya dari platform ini dan dokumentasi kepatuhan yang komprehensif membantu mengurangi risiko teknis dan memastikan kompatibilitas peralatan. Bagi produsen yang mempertimbangkan sistem sekali pakai versus sistem yang dapat digunakan kembali,
Menyadari sifat global dari rantai pasokan daging budidaya,
Kesimpulan
Memilih antara sistem bioproses yang dapat digunakan kembali dan sekali pakai untuk produksi daging budidaya bukanlah tugas yang sederhana.Setiap opsi memiliki serangkaian pertukaran yang perlu dipertimbangkan dengan hati-hati. Sistem sekali pakai, misalnya, menghindari kebutuhan energi dan air untuk pembersihan dan sterilisasi, yang dapat mengurangi jejak lingkungan langsung mereka. Namun, mereka menghasilkan lebih banyak limbah plastik dan dapat menyebabkan biaya operasional yang lebih tinggi seiring waktu.
Di sisi lain, sistem stainless steel yang dapat digunakan kembali memerlukan investasi awal yang besar dan pemeliharaan berkelanjutan. Namun, untuk produksi skala besar dan berkelanjutan, mereka sering kali terbukti lebih ekonomis dalam jangka panjang. Sistem ini juga dapat didaur ulang pada akhir masa pakainya, meskipun proses daur ulang itu sendiri memerlukan energi yang cukup besar. Keputusan sering kali bergantung pada menyeimbangkan biaya awal dengan efisiensi operasional seiring waktu.
Pilihan yang tepat sangat bergantung pada konteks produksi.Sebagai contoh, sebuah start-up yang berfokus pada pengembangan produk dan produksi skala kecil mungkin lebih memilih fleksibilitas dan biaya awal yang lebih rendah dari sistem sekali pakai. Sementara itu, produsen mapan dengan output volume tinggi mungkin menemukan sistem yang dapat digunakan kembali lebih hemat biaya dan selaras dengan tujuan keberlanjutan jangka panjang. Faktor-faktor seperti skala produksi, frekuensi batch, infrastruktur fasilitas, dan kemampuan pengelolaan limbah lokal semuanya berperan dalam menentukan kecocokan terbaik.
Pertimbangan rantai pasokan juga menambah lapisan kompleksitas lainnya. Sistem sekali pakai bergantung pada pasokan konsisten dari bahan habis pakai khusus, sementara sistem yang dapat digunakan kembali memerlukan akses ke keahlian pemeliharaan, agen pembersih, dan suku cadang. Kedua pendekatan memerlukan kemitraan dengan pemasok yang mematuhi GMP yang memahami persyaratan unik untuk produksi daging budidaya yang memenuhi standar makanan dan skalabilitas.
Platform seperti
Dalam beberapa kasus, pendekatan hibrida mungkin menjadi solusi yang paling efektif. Menggunakan sistem sekali pakai untuk batch percobaan dan pengembangan proses, sambil beralih ke sistem yang dapat digunakan kembali untuk produksi skala besar, memungkinkan produsen untuk mempertahankan fleksibilitas tanpa mengorbankan efisiensi biaya jangka panjang atau tanggung jawab lingkungan. Strategi yang disesuaikan ini menyoroti pentingnya pengambilan keputusan yang spesifik konteks dalam mendorong pertumbuhan berkelanjutan industri daging budidaya.
FAQ
Apa kelebihan dan kekurangan lingkungan dari sistem bioproses yang dapat digunakan kembali vs sekali pakai dalam produksi daging budidaya?
Sistem bioproses yang dapat digunakan kembali dan sekali pakai memainkan peran yang berbeda dalam lanskap lingkungan produksi daging budidaya.
Sistem yang dapat digunakan kembali memerlukan energi dan air yang cukup besar untuk pembersihan dan sterilisasi, yang dapat menyebabkan jejak karbon yang lebih tinggi. Namun, mereka menghasilkan lebih sedikit limbah seiring waktu, menjadikannya pilihan praktis untuk produksi skala besar dan jangka panjang.
Sebaliknya, sistem sekali pakai menghilangkan kebutuhan untuk pembersihan dan sterilisasi yang ekstensif, menghemat air dan energi. Kekurangannya adalah jumlah limbah plastik yang signifikan yang mereka hasilkan, yang dapat menjadi tantangan untuk dikelola. Dampak lingkungan keseluruhan dari sistem ini bergantung pada bahan yang digunakan dan seberapa efektif limbah tersebut ditangani.
Memilih antara sistem-sistem ini sering kali bergantung pada faktor seperti skala produksi, biaya, dan tujuan keberlanjutan. Bagi produsen daging budidaya, platform seperti
Apa keuntungan biaya dari sistem sekali pakai dibandingkan dengan sistem yang dapat digunakan kembali untuk perusahaan rintisan dan produsen yang sudah mapan?
Keputusan antara single-use dan reusable bioprocessing systems bergantung pada kebutuhan spesifik dan skala produksi.
Single-use systems sering menjadi pilihan utama bagi perusahaan rintisan. Mengapa? Mereka memerlukan investasi awal yang lebih kecil, menghilangkan kerepotan pembersihan dan sterilisasi, dan lebih cepat untuk diatur. Keuntungan-keuntungan ini menjadikannya pilihan praktis untuk manufaktur skala kecil atau tahap awal.
Sebaliknya, sistem yang dapat digunakan kembali unggul dalam operasi skala besar. Meskipun biaya awalnya lebih tinggi, daya tahan dan kemampuannya untuk digunakan kembali dapat menghasilkan efisiensi biaya yang lebih baik dalam jangka panjang, terutama ketika volume produksi besar. Pada akhirnya, memutuskan sistem mana yang akan digunakan melibatkan pertimbangan faktor seperti ukuran produksi, pertimbangan pengelolaan limbah, dan tujuan operasional secara keseluruhan.
Apa tantangan pengelolaan limbah dari sistem sekali pakai, dan bagaimana cara mengatasinya?
Sistem bioproses sekali pakai menawarkan kenyamanan dan skalabilitas, tetapi mereka memiliki kelemahan besar: jumlah limbah plastik yang dihasilkan. Sebagian besar limbah ini sulit didaur ulang karena sering terkontaminasi dengan bahan biologis, menimbulkan kekhawatiran lingkungan yang serius.
Untuk mengatasi tantangan ini, perusahaan sedang mengerjakan solusi seperti menciptakan bahan yang dapat terurai secara hayati, memajukan teknologi daur ulang, dan memperkenalkan program pengolahan limbah menjadi energi. Beberapa organisasi juga menyempurnakan proses mereka untuk menggunakan lebih sedikit bahan sejak awal, mengurangi limbah dari sumbernya. Inisiatif ini bertujuan untuk menggabungkan kepraktisan sistem sekali pakai dengan pendekatan yang lebih sadar lingkungan dalam mengelola limbah.