배양육을 생산할 때, 재사용 가능한 시스템과 일회용 생물 처리 시스템 중 선택하는 것은 중요한 결정입니다. 각 옵션은 비용, 확장성, 자원 사용 측면에서 뚜렷한 장점과 과제를 가지고 있습니다. 다음은 간단한 요약입니다:
- 재사용 시스템: 스테인리스 스틸로 제작되어 초기 투자 비용이 높지만 시간이 지남에 따라 비용이 분산됩니다. 세척 및 멸균 과정은 상당한 에너지와 물을 요구하지만, 폐기물이 적고 장기 사용 후 재활용이 가능합니다.
- 일회용 시스템: 폴리머로 만들어져 사전 멸균 후 사용 후 폐기됩니다. 세척 필요성을 최소화하고 물과 에너지 소비를 줄이며, 소규모 배치나 빈번한 제품 변경에 유연성을 제공합니다. 그러나 더 많은 플라스틱 폐기물을 생성하고 특수한 폐기 방법에 의존합니다.
빠른 비교:
| 카테고리 | 재사용 시스템 | 일회용 시스템 |
|---|---|---|
| 초기 비용 | 높음 (장비, 인프라 업그레이드) | 50–66% 낮음 (간단한 설정) |
| 지속 비용 | 높음 (청소, 인력, 가동 중지) | 20–30% 낮음 (청소 불필요) |
| 에너지/물 사용량 | 높음 (CIP/SIP 프로세스) | 최대 87% 적은 물, 29% 적은 에너지 |
| 폐기물 | 고철, 화학 부산물 | 재활용 불가능한 플라스틱 폐기물 |
| 확장성 | 대규모 생산에 적합 | 작은 배치 크기로 제한됨 |
| 유연성 | 잦은 제품 변경에는 덜 적합 | 다양한 제품/프로세스에 이상적 |
최고의 선택은 생산 규모, 예산 및 폐기물 관리 능력에 따라 다릅니다.많은 기업들이 소규모 생산을 위해 일회용 시스템으로 시작하고 성장함에 따라 재사용 가능한 시스템으로 전환합니다.
세 번째 웨비나: 생물공정에서의 지속 가능성
환경 영향
재사용 가능한 시스템과 일회용 생물공정 시스템의 환경 발자국을 살펴보면 몇 가지 놀라운 차이점이 드러납니다. 각 접근 방식은 고유한 절충점을 가지고 있으며, 배양육 생산자들은 지속 가능성 목표에 맞추기 위해 이를 신중하게 고려해야 합니다.
에너지 및 물 사용
스테인리스 스틸 바이오리액터는 생산 주기 사이에 철저한 세척과 멸균이 필요합니다. 이는 에너지를 많이 소모하는 현장 세척(CIP) 및 현장 증기 멸균(SIP) 과정을 포함하며, 상당한 양의 증기와 물을 소비하여 전체 자원 부담을 증가시킵니다 [5].
반면에, 일회용 시스템은 사전 멸균되어 도착하므로 현장에서의 멸균이 필요하지 않습니다. 이는 자원 사용의 극적인 감소로 이어질 수 있으며, 일반적인 공정에서 물 소비를 최대 87%, 에너지 사용을 최대 29%까지 줄일 수 있습니다 [8]. 또한, 일회용 부품의 가볍고 더 컴팩트한 특성은 운영 중 에너지 수요를 줄이는 데 기여합니다 [2]. 이러한 자원 절약 외에도 각 시스템의 탄소 발자국은 상당히 다릅니다.
탄소 발자국
일회용 시스템은 에너지 집약적인 멸균 과정을 우회하여 사용 중 더 낮은 탄소 발자국을 제공함으로써 명확한 운영상의 이점을 제공합니다 [2].재사용 가능한 시스템은 처음에는 환경 친화적으로 보일 수 있지만, 청소 및 살균을 위한 높은 에너지 요구량이 시간이 지남에 따라 일회용 시스템의 탄소 배출량을 초과할 수 있습니다 [3].
그러나 일회용 시스템은 대가가 따릅니다: 그 생산은 높은 성능의 폴리머에 의존하며, 이는 더 높은 내재된 탄소 비용을 수반합니다. 예를 들어, 일회용 시스템은 생산 중 4,124 MJ의 에너지를 소비하는 반면, 스테인리스 스틸 시스템은 1,090 MJ를 소비합니다 [4]. 이러한 초기 영향에도 불구하고, 모든 운영 단계를 고려할 때 일회용 공정의 전체 에너지 사용량은 전통적인 시스템의 약 절반입니다 [4]. 스테인리스 스틸 바이오리액터는 수명 동안 약 600번의 생산 주기를 처리할 수 있으며, 여러 번의 사용에 걸쳐 제조 배출량을 분산시킵니다.그러나 이러한 시스템에 필요한 반복적인 청소 주기는 상당한 운영 배출을 초래합니다 [2]. 이러한 탄소 고려 사항은 자연스럽게 다양한 폐기물 관리 문제로 이어집니다.
폐기물 관리 및 재활용
이 시스템에서 발생하는 폐기물은 또 다른 주요 환경적 대조를 강조합니다. 일회용 시스템은 주로 다층 플라스틱으로 구성된 대량의 고분자 폐기물을 생성하며, 이는 처리하기 어렵습니다. 생물의학 폐기물로 분류되어 종종 소각 또는 전문적인 처리가 필요하며, 재활용 기회는 제한적입니다 [2].
반면에 재사용 가능한 시스템은 청소제의 화학 부산물과 장비가 수명을 다했을 때의 고철을 포함한 폐기물 흐름을 생성합니다 [2].스테인리스 스틸은 재활용이 가능하지만, 재활용 과정은 에너지를 많이 소모하며 반복적인 세척 과정에서 발생하는 화학 폐기물은 신중한 처리가 필요합니다.
일회용 재료의 재활용 옵션은 여전히 제한적입니다. 다층 플라스틱의 복잡성과 잠재적인 오염은 효과적으로 처리하는 데 어려움을 줍니다 [2]. 일부 제조업체는 회수 프로그램과 고급 재활용 방법을 개발하고 있지만, 그 범위는 여전히 좁습니다. 일부 경우에는 에너지 회수를 위한 소각이나 연료로 전환하기 위한 열분해가 환경 영향을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다 [4]. 그러나 이러한 솔루션은 대규모 폐기물 문제를 완전히 해결하지 못합니다.
영국에 기반을 둔 배양육 생산업체의 경우, 이러한 환경적 고려 사항은 지역 폐기물 규정 및 지속 가능성 목표와도 일치해야 합니다.
비용 고려 사항
재사용 가능한 생물 처리 시스템과 일회용 생물 처리 시스템 중에서 선택할 때, 배양육 생산자는 단순한 가격표 이상의 것을 고려해야 합니다. 초기 투자부터 지속적인 운영 비용에 이르는 총 비용은 예산 한도 내에서 생산 목표와 일치하는 결정을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다.
자본 지출 (CapEx)
재사용 가능한 시스템은 상당한 초기 비용을 수반합니다.스테인리스 스틸 바이오리액터에 투자하는 것은 장비 자체뿐만 아니라 CIP(현장 세척) 및 SIP(현장 멸균) 시스템과 같은 추가 인프라와 이러한 고정 용기를 수용하기 위한 시설 수정도 필요합니다 [10]. 이는 상당한 준비와 자원이 필요한 장기적인 약속입니다.
반면, 일회용 시스템은 보다 예산 친화적인 진입점을 제공합니다. 초기 비용이 재사용 가능한 대안보다 50–66% 낮아 [1], 특히 신생 기업이나 빠른 배치를 목표로 하는 회사에 매력적입니다. 이러한 시스템은 기존 워크플로에 원활하게 통합되어 비싼 시설 업그레이드가 필요하지 않습니다. 또한, 일회용 부품은 사전 멸균되어 제공되므로 복잡한 멸균 인프라에 투자할 필요가 없어 초기 자본 요구 사항을 줄일 수 있습니다.
영국의 배양육 생산자들에게 자원의 효율적인 할당이 중요한 상황에서, 초기 비용의 이러한 큰 차이는 시스템 선택에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.
운영비용 (OpEx)
재사용 시스템은 시간이 지남에 따라 누적되는 반복 비용을 가져옵니다. 청소, 살균, 검증 및 유지보수에는 상당한 양의 물, 에너지, 화학물질 및 숙련된 인력이 필요합니다 [10]. 또한, 배치 간 이러한 프로세스에 필요한 다운타임은 생산성을 감소시키고 인건비를 증가시킬 수 있습니다.
반면, 일회용 시스템은 운영비를 20–30% 절감합니다 [10]. 청소가 필요 없고 배치 전환이 빠르기 때문에, 이러한 시스템은 인력 필요성을 줄이고 전체 시설 운영 비용을 절감합니다. 예산이 빠듯한 스타트업에게 이러한 운영 효율성은 게임 체인저가 될 수 있습니다.
폐기물 처리 및 준수 비용
폐기물 관리는 두 시스템 간 비용이 크게 차이나는 또 다른 분야로, 특히 엄격한 환경 규제와 매립세가 적용되는 영국에서 그렇습니다.
일회용 시스템은 다층 플라스틱 폐기물을 생성하며, 이는 종종 생물의학 분류에 속합니다. 이는 소각과 같은 전문적인 폐기 방법을 필요로 하며, 비용이 많이 들 수 있습니다. 일부 플라스틱은 에너지를 생산하기 위해 소각될 수 있지만, 이는 지역 인프라에 따라 실현 가능성이 달라집니다 [10].
반면, 재사용 시스템은 세정제의 화학 부산물과 장비 수명이 다했을 때의 금속 스크랩과 같은 폐기물을 생성합니다. 스테인리스강은 재활용이 가능하지만, 재활용에 필요한 에너지가 비용을 증가시킵니다. 화학 폐기물 처리는 규정을 준수하기 위해 신중한 계획이 필요합니다.
이러한 과제를 고려할 때, 영국의 배양육 생산업체들은 일회용 플라스틱과 재사용 시스템의 에너지 집약적인 재활용과 관련된 높은 폐기 비용을 고려해야 합니다.
이러한 복잡성을 해결하기 위해서는 경험이 풍부한 공급업체와의 협력이 필수적입니다.
| 비용 카테고리 | 재사용 시스템 | 일회용 시스템 |
|---|---|---|
| 초기 CapEx | 높음 (장비, CIP/SIP 시스템, 시설 업그레이드) | 50–66% 낮음 (간단한 설정, 최소 업그레이드) |
| 지속적인 OpEx | 높음 (청소, 에너지, 노동, 가동 중지 시간) | 20–30% 낮음 (청소 없음, 빠른 전환) |
| 폐기물 관리 | 화학 부산물, 에너지 집약적 재활용 | 고분자 폐기물, 특수 폐기 방법 |
| 규제 준수 | 화학 폐기물 처리 | 생물의학 폐기물, 매립세 영향 |
이 비용 비교는 장비 선택을 생산 목표와 지속 가능성 목표에 맞추어야 할 필요성을 강조합니다.이러한 재무 요인에 대한 명확한 이해는 배양육 생산자들이 더 나은 소싱 및 조달 결정을 내리는 데 도움을 줄 수 있습니다.
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확장성 및 유연성
배양육이 상업 생산으로 이동함에 따라 운영 확장 및 변화하는 요구 사항에 적응하는 것이 우선 순위가 됩니다. 재사용 가능한 바이오프로세싱 시스템과 일회용 시스템 간의 선택은 생산자가 시장 수요를 얼마나 잘 충족하고 생산 프로세스를 조정할 수 있는지를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
성장을 위한 확장
일회용 시스템은 거의 85%의 상류 공정에서 사용되며 점진적인 확장을 위해 적합합니다. 그러나 일반적으로 최대 2,000리터의 용기 크기로 제한됩니다. 더 큰 용량의 경우, 생산자는 종종 병렬 유닛이나 하이브리드 시스템에 의존하여 수요를 충족합니다 [2][6][8].이 제한은 생산 성장 계획 시 확장성을 주요 고려 사항으로 만듭니다.
반면에 재사용 가능한 시스템은 대량의 연속 생산에 더 적합합니다. 스테인리스 스틸 바이오리액터는 더 큰 배치를 처리할 수 있으며, 적절한 세척 및 유지보수를 받는다면 장기 사용을 위해 설계되었습니다 [2][12]. 이러한 시스템은 세척 및 멸균을 위한 더 많은 인프라가 필요하지만, 특히 대규모에서 시간에 따른 비용 절감 및 운영 효율성을 제공합니다.
제품 및 공정의 유연성
유연성은 확장성만큼 중요합니다. 일회용 시스템은 특히 다양한 배양육 제품을 생산할 때 특히 적응력이 뛰어납니다. 이러한 시스템은 사전 멸균된 일회용 용기를 사용하여 생산자가 제품이나 변형 간에 빠르게 전환할 수 있도록 합니다.이 설정은 가동 중단 시간을 줄이고 교차 오염의 위험을 최소화합니다 [6][7][11].
비교적으로, 재사용 시스템은 배치 간에 광범위한 청소가 필요하며, 이는 시간 소모적이고 자원 집약적일 수 있습니다 [7][9][12]. 일관되고 표준화된 생산에는 매우 효과적이지만, 빈번한 제품 변경은 이러한 시스템에서 덜 효율적일 수 있습니다.
전문가들은 초기 단계 생산에는 일회용 시스템을 추천하고, 운영이 확장됨에 따라 재사용 또는 하이브리드 설정으로 전환할 것을 권장합니다 [7][12]. 하이브리드 모델은 점점 인기를 얻고 있으며, 상류 공정에는 일회용 시스템의 유연성을, 하류 공정에는 재사용 시스템의 효율성을 결합합니다.이 접근 방식은 생산 성능을 최적화하는 데 도움이 됩니다 [6][12]. 배양육 생산자에게는 용기 크기, 배치 전환 시간, 전환 기간, 교차 오염 위험과 같은 요소가 즉각적인 필요와 장기 성장 전략을 계획할 때 중요합니다 [2][6][8].
소싱 및 공급망 영향
재사용 가능한 바이오프로세싱 시스템과 일회용 시스템 간의 결정은 배양육 생산자가 장비를 소싱하고 공급망을 관리하는 방식에 큰 영향을 미칩니다.각 옵션은 자체적인 과제를 수반하며, 이는 신중한 공급업체 선택과 엄격한 기준 준수를 요구합니다. 이러한 과제를 해결하기 위해서는 목표 지향적인 조달 전략이 필요합니다.
배양육의 조달 과제
배양육 생산을 위한 생물공정 장비 조달은 독특한 장애물을 제시합니다. 가장 중요한 요소 중 하나는 GMP 준수를 보장하는 것으로, 이는 장비가 엄격한 제조 기준을 충족함을 보장합니다. 이를 충족하지 못하면 생산자는 배치 실패, 지연, 또는 비용이 많이 드는 리콜의 위험에 처할 수 있습니다[12].
전통적인 생물제약 응용과 달리, 배양육 생산은 독특한 기술적 요구 사항을 가지고 있습니다. 두 산업 모두 멸균되고 검증된 장비를 요구하지만, 배양육 시스템은 또한 식품 등급 기준을 충족하고, 더 큰 배치 크기를 처리하며, 비용 효율적인 확장성을 제공해야 합니다.식품 안전, 알레르기 유발 물질 관리, 다양한 세포주 및 배지 조성에 대한 집중이 강화되었습니다[6][11].
사전 멸균되어 즉시 사용할 수 있는 일회용 시스템은 전문화된 소모품 및 부품의 안정적인 공급에 크게 의존합니다[2][4]. 반면, 스테인리스 스틸 바이오리액터와 같은 재사용 시스템은 추가적인 복잡성을 도입합니다. 약 600회 배치의 수명을 가진 이러한 바이오리액터는 정기적인 유지보수, 세정제 및 예비 부품이 필요합니다[2]. 이는 여러 잠재적 실패 지점을 가진 더 복잡한 공급망을 만듭니다.
비전문 공급업체에 의존하면 이러한 문제를 악화시킬 수 있습니다.일반 공급업체는 검증된 장비를 제공하지 않을 수 있으며, 이는 비준수, 리드 타임 연장 또는 부적절한 기술 지원으로 이어질 수 있습니다. 위험을 최소화하기 위해 생산자는 배양육 산업에 특화된 플랫폼을 우선시해야 합니다[6][12].
어떻게 Cellbase 장비 조달을 지원하는지

회사는
또한, 플랫폼의 배양육 전문 지식과 포괄적인 규정 준수 문서는 기술적 위험을 줄이고 장비 호환성을 보장하는 데 도움을 줍니다. 일회용 시스템과 재사용 가능한 시스템을 저울질하는 생산자에게
배양육 공급망의 글로벌 특성을 인식하여,
결론
배양육 생산을 위한 재사용 가능한 바이오프로세싱 시스템과 일회용 시스템 중에서 선택하는 것은 간단한 일이 아닙니다.각 옵션은 신중하게 고려해야 할 고유한 절충점을 가지고 있습니다. 일회용 시스템은 예를 들어, 세척 및 살균에 필요한 에너지와 물의 요구를 피할 수 있어 즉각적인 환경 발자국을 줄일 수 있습니다. 그러나, 더 많은 플라스틱 폐기물을 발생시키고 시간이 지남에 따라 운영 비용이 증가할 수 있습니다.
반면에, 재사용 가능한 스테인리스 스틸 시스템은 초기 투자 비용이 크고 지속적인 유지보수가 필요합니다. 그러나 대규모, 연속 생산의 경우 장기적으로 더 경제적일 수 있습니다. 이러한 시스템은 수명이 다한 후 재활용할 수 있지만, 재활용 과정 자체에 상당한 에너지가 필요합니다. 결정은 종종 초기 비용과 시간에 따른 운영 효율성의 균형에 달려 있습니다.
올바른 선택은 생산 환경에 크게 의존합니다.예를 들어, 제품 개발과 소규모 생산에 중점을 둔 스타트업은 일회용 시스템의 유연성과 낮은 초기 비용을 선호할 수 있습니다. 반면, 대량 생산을 하는 기존 생산업체는 재사용 가능한 시스템이 비용 효율적이며 장기적인 지속 가능성 목표에 부합한다고 생각할 수 있습니다. 생산 규모, 배치 빈도, 시설 인프라, 지역 폐기물 관리 능력과 같은 요소들이 최적의 선택을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
공급망 고려 사항도 복잡성을 더합니다. 일회용 시스템은 특수 소모품의 일관된 공급에 의존하는 반면, 재사용 가능한 시스템은 유지 보수 전문 지식, 세정제 및 예비 부품에 대한 접근이 필요합니다. 두 접근 방식 모두 배양육 생산의 고유한 식품 등급 및 확장성 요구 사항을 이해하는 GMP 준수 공급업체와의 파트너십이 필요합니다.
재배육 산업에 전념하는 최초의 B2B 마켓플레이스인
일부 경우에는 하이브리드 접근법이 가장 효과적인 해결책일 수 있습니다. 파일럿 배치 및 프로세스 개발을 위해 일회용 시스템을 사용하면서 대규모 생산을 위해 재사용 가능한 시스템으로 전환하면, 장기적인 비용 효율성이나 환경적 책임을 희생하지 않고 유연성을 유지할 수 있습니다. 이 맞춤형 전략은 재배육 산업의 지속 가능한 성장을 촉진하는 데 있어 맥락에 맞는 의사 결정의 중요성을 강조합니다.
자주 묻는 질문
재사용 가능한 시스템과 일회용 생물 처리 시스템이 배양육 생산에서 환경에 미치는 장단점은 무엇인가요?
재사용 가능한 시스템과 일회용 생물 처리 시스템은 배양육 생산의 환경적 측면에서 서로 다른 역할을 합니다.
재사용 가능한 시스템은 세척과 멸균에 상당한 에너지와 물을 필요로 하며, 이는 더 높은 탄소 발자국을 초래할 수 있습니다. 그러나 시간이 지남에 따라 폐기물이 적게 발생하여 대규모, 장기 생산에 실용적인 선택이 됩니다.
일회용 시스템은 반대로 광범위한 세척과 멸균의 필요성을 없애 물과 에너지를 절약합니다. 단점은 상당한 양의 플라스틱 폐기물을 생성하여 관리가 어려울 수 있다는 점입니다. 이러한 시스템의 전반적인 환경적 영향은 사용된 재료와 폐기물 처리의 효율성에 달려 있습니다.
이 시스템들 간의 선택은 종종 생산 규모, 비용, 지속 가능성 목표와 같은 요인에 따라 결정됩니다. 배양육 생산자를 위해
스타트업과 기존 생산자에게 일회용 시스템이 재사용 가능한 시스템에 비해 비용상의 이점은 무엇입니까?
일회용 및 재사용 가능한 생물 처리 시스템 간의 결정은 특정 요구와 생산 규모에 달려 있습니다.
일회용 시스템은 종종 스타트업의 선택입니다. 왜일까요? 초기 투자 비용이 적고, 청소 및 멸균의 번거로움을 없애며, 설치가 더 빠릅니다. 이러한 장점은 소규모 또는 초기 단계의 제조에 실용적인 선택이 됩니다.
대조적으로, 재사용 가능한 시스템은 대규모 운영에서 두각을 나타냅니다. 초기 비용은 더 높지만, 내구성과 재사용 가능성 덕분에 장기적으로 비용 효율성을 높일 수 있으며, 특히 생산량이 많은 경우에 그렇습니다. 궁극적으로 어떤 시스템을 사용할지 결정하는 것은 생산 규모, 폐기물 관리 고려사항, 전반적인 운영 목표와 같은 요소를 저울질하는 것을 포함합니다.
일회용 시스템의 폐기물 관리 문제는 무엇이며, 어떻게 해결되고 있습니까?
일회용 생물 처리 시스템은 편리함과 확장성을 제공하지만, 많은 양의 플라스틱 폐기물을 발생시킨다는 큰 단점이 있습니다. 이 폐기물의 대부분은 생물학적 물질로 오염되어 있어 재활용이 까다롭고, 심각한 환경 문제를 야기합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 기업들은 생분해성 재료를 만드는 것, 재활용 기술을 발전시키는 것, 폐기물 에너지화 프로그램을 도입하는 것과 같은 해결책을 모색하고 있습니다. 일부 조직은 처음부터 적은 재료를 사용하여 프로세스를 개선하고, 원천에서 폐기물을 줄이고 있습니다. 이러한 이니셔티브는 일회용 시스템의 실용성을 환경을 고려한 폐기물 관리 접근 방식과 결합하는 것을 목표로 하고 있습니다.