ตลาด B2B เนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงแห่งแรกของโลก: อ่านประกาศ

วิธีเลือกกระบวนการผลิตเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงแบบต่อเนื่องหรือแบบเฟดแบตช์

How to Choose Continuous vs Fed‑Batch for Cultivated Meat

David Bell |

เมื่อพูดถึงการขยายการผลิตเนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยง หนึ่งในการตัดสินใจที่สำคัญที่สุดสำหรับวิศวกรกระบวนการชีวภาพ ผู้จัดการการผลิต และนักวิทยาศาสตร์วิจัยคือการเลือกวิธีการผลิตที่เหมาะสมที่สุด - การประมวลผลแบบต่อเนื่องหรือการประมวลผลแบบ fed-batch ทั้งสองกลยุทธ์มีข้อดีและความท้าทายที่แตกต่างกัน แต่การนำไปใช้ต้องพิจารณาปัจจัยทางเศรษฐกิจ กฎระเบียบ และความยั่งยืนอย่างรอบคอบ บทความนี้จะอธิบายรายละเอียดของแต่ละระบบ โดยได้รับข้อมูลจากผู้เชี่ยวชาญในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีชีวภาพ และให้แผนที่นำทางสำหรับการตัดสินใจที่มีข้อมูลซึ่งสอดคล้องกับเป้าหมายการผลิต

ทำความเข้าใจแนวคิดหลัก: การประมวลผลแบบต่อเนื่อง vs การประมวลผลแบบ Fed-Batch

การประมวลผลแบบ Fed-Batch คืออะไร?

การประมวลผลแบบ fed-batch เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตชีวภาพมาเป็นเวลานาน ในวิธีนี้ เซลล์จะถูกเพาะเลี้ยงในเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่มีการเติมสารอาหารเป็นระยะ ๆ เมื่อเวลาผ่านไป กระบวนการจะสิ้นสุดด้วยการเก็บเกี่ยวผลิตภัณฑ์เพียงครั้งเดียว

ข้อดีรวมถึง:

  • ความคุ้นเคย: ใช้กันอย่างแพร่หลายและเป็นที่เข้าใจดีในอุตสาหกรรม.
  • ความทนทาน: จัดการได้ง่ายขึ้น มีความซับซ้อนในการดำเนินงานน้อยลง.
  • ความสามารถในการขยายตัว: มีประสิทธิภาพเป็นพิเศษสำหรับการผลิตทางคลินิกระยะสั้นหรือปริมาณการผลิตที่จำกัด.

อย่างไรก็ตาม การประมวลผลแบบ fed-batch อาจถูกจำกัดด้วยผลผลิตที่ต่ำกว่าโดยธรรมชาติและความต้องการเงินทุนที่สูงขึ้นสำหรับการดำเนินงานขนาดใหญ่.

การประมวลผลแบบต่อเนื่องคืออะไร?

การประมวลผลแบบต่อเนื่องเป็นวิธีการที่ใหม่กว่าและมีความคล่องตัวมากขึ้น โดยที่เซลล์และสื่อจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพอย่างต่อเนื่อง และผลิตภัณฑ์จะถูกเก็บเกี่ยวพร้อมกัน กระบวนการนี้สนับสนุนความหนาแน่นของเซลล์ที่สูงขึ้นและการผลิตที่ยั่งยืน.

ประโยชน์รวมถึง:

  • ผลผลิตที่สูงขึ้น: ระบบการไหลเวียนต่อเนื่องสามารถให้ผลผลิตได้ 3–5 เท่าของกระบวนการ fed-batch.
  • ขนาดอุปกรณ์ที่เล็กลง: ปริมาณการผลิตเท่าเดิมสามารถทำได้ด้วยเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่เล็กลง ลดการลงทุนด้านทุน ความต้องการ HVAC และการใช้พลังงาน
  • ศักยภาพในการปรับปรุงคุณภาพผลิตภัณฑ์: ระบบต่อเนื่องให้สภาพการทำงานที่สม่ำเสมอ ลดความแปรปรวน

อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนไปใช้กระบวนการต่อเนื่องทำให้เกิดความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้น ต้องการระบบอัตโนมัติขั้นสูง การใช้สื่อที่เพิ่มขึ้น และการบูรณาการอย่างระมัดระวังของการดำเนินงานต้นน้ำและปลายน้ำ

ข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับการดำเนินการ

1. ผลกระทบทางเศรษฐกิจ

หนึ่งในคำถามที่เร่งด่วนที่สุดสำหรับผู้ผลิตชีวภาพคือว่ากระบวนการต่อเนื่องมีข้อได้เปรียบด้านต้นทุนที่แท้จริงหรือไม่การศึกษาการสร้างแบบจำลองเผยให้เห็นว่า สำหรับผลผลิตประจำปี 100 กิโลกรัมของผลิตภัณฑ์:

  • ต้นทุนด้านทุน: ระบบต่อเนื่องมีความต้องการด้านทุนที่ต่ำกว่าเนื่องจากเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพที่มีขนาดเล็กกว่าและขนาดของสถานที่ที่ลดลง
  • ต้นทุนการดำเนินงาน: ค่าใช้จ่ายด้านสื่อเพิ่มขึ้นในระบบต่อเนื่อง คิดเป็น 20–25% ของต้นทุนสินค้าที่ขาย (COGS) ขึ้นอยู่กับว่าจะใช้สื่อที่เป็นกรรมสิทธิ์หรือสื่อที่มีจำหน่ายทั่วไป
  • ความเท่าเทียมกันของต้นทุน: เมื่อคำนึงถึงผลผลิตและความสามารถในการขยายขนาด ต้นทุนการผลิตโดยรวมของระบบต่อเนื่องและระบบป้อนเป็นชุดมักจะมาบรรจบกัน โดยมีความแตกต่างเพียง ±10%

สำหรับบริษัทที่อยู่ในขั้นตอนการทดลองทางคลินิกระยะแรกหรือผลิตในปริมาณน้อย ระบบป้อนเป็นชุดอาจยังคงมีความเป็นไปได้มากกว่าเนื่องจากความเรียบง่ายและการลงทุนเริ่มต้นที่ต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม ระบบต่อเนื่องเหมาะสมกว่าสำหรับการดำเนินงานในระดับการค้าซึ่งต้องการผลผลิตที่สม่ำเสมอและมีปริมาณสูง

2.ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ

หน่วยงานกำกับดูแลเช่น FDA และ EMA กำลังสนับสนุนการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผ่านการผลิตแบบต่อเนื่องมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ความคาดหวังของพวกเขาสำหรับการประกันคุณภาพ (QA) และการควบคุมส่วนใหญ่สะท้อนถึงระบบการผลิตแบบ fed-batch:

  • การตรวจสอบย้อนกลับ: การกำหนดชุดการผลิตที่ชัดเจนและเอกสารที่แข็งแกร่งเป็นสิ่งจำเป็น
  • ความปลอดภัยของผู้ป่วย: กระบวนการต้องมั่นใจในการกำจัดไวรัส การรักษาด้วย pH ต่ำ และการควบคุมภาระที่มีประสิทธิภาพ
  • คุณภาพของผลิตภัณฑ์: ระบบการผลิตแบบต่อเนื่องต้องแสดงให้เห็นถึงการวิเคราะห์ลักษณะและการทำซ้ำที่เพียงพอ

แม้ว่าผู้กำกับดูแลจะสนับสนุน แต่การตัดสินใจในที่สุดขึ้นอยู่กับลำดับความสำคัญเชิงกลยุทธ์และความพร้อมในการดำเนินงานของบริษัท

3. ความซับซ้อนของกระบวนการและการทำงานอัตโนมัติ

การเปลี่ยนไปสู่การประมวลผลอย่างต่อเนื่องจำเป็นต้องมีการทำงานอัตโนมัติและการบูรณาการระหว่างการดำเนินงานต้นน้ำและปลายน้ำในระดับที่สูงขึ้น ความท้าทายหลักได้แก่:

  • การประสานงานระหว่างเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแบบต่อเนื่องกับกระบวนการทำให้บริสุทธิ์ปลายน้ำ
  • การจัดการการเตรียมและการจัดหาสื่อที่เพิ่มขึ้น
  • การพัฒนากลยุทธ์การควบคุมที่แข็งแกร่งเพื่อให้มั่นใจในความเสถียรของระบบและความสม่ำเสมอของผลิตภัณฑ์

แม้จะมีความซับซ้อนเหล่านี้ แต่กระบวนการต่อเนื่องที่ออกแบบมาอย่างดีจะมีความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือที่เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินงานขนาดใหญ่

4. ปัจจัยด้านความยั่งยืน

การประมวลผลอย่างต่อเนื่องมักถูกส่งเสริมว่าเป็นตัวเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่า เนื่องจากมีพื้นที่โรงงานที่เล็กลงและความต้องการพลังงานที่ลดลง อย่างไรก็ตาม การศึกษาของอุตสาหกรรมระบุว่าประโยชน์ด้านความยั่งยืนไม่เด่นชัดเท่าที่คาดหวังไว้ For instance:

  • คาร์บอนฟุตพริ้นท์: ระบบต่อเนื่องลดการปล่อยก๊าซที่เกี่ยวข้องกับ HVAC ประมาณ 20% แต่ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรวมยังคงเทียบเท่ากับระบบ fed-batch.
  • การใช้สื่อ: ความต้องการสื่อที่เพิ่มขึ้นในกระบวนการต่อเนื่องชดเชยบางส่วนของการได้เปรียบด้านความยั่งยืน.

แม้ว่าวิธีการทั้งสองจะมีพื้นที่สำหรับการปรับปรุง แต่ควรพิจารณาด้านความยั่งยืนควบคู่ไปกับปัจจัยทางเศรษฐกิจและการดำเนินงาน.

แนวปฏิบัติที่ดีที่สุดสำหรับการตัดสินใจ

เมื่อพิจารณาว่าจะใช้กระบวนการต่อเนื่องหรือ fed-batch บริษัทควรใช้วิธีการแบบองค์รวม โดยพิจารณาถึงความต้องการของสายการผลิต ความสามารถขององค์กร และเป้าหมายระยะยาว คำแนะนำที่สำคัญได้แก่:

  • ประเมินความต้องการของผลิตภัณฑ์: ระบบต่อเนื่องมีข้อได้เปรียบมากที่สุดสำหรับการผลิตในปริมาณมากในระยะท้าย. สำหรับการทดลองทางคลินิกในระยะเริ่มต้น การใช้ fed-batch ยังคงเป็นทางเลือกที่ง่ายกว่า
  • ประเมินความพร้อมขององค์กร: การดำเนินการกระบวนการต่อเนื่องต้องการการลงทุนที่สำคัญในด้านระบบอัตโนมัติ การฝึกอบรม และการบูรณาการกระบวนการ
  • มุ่งเน้นที่ความยืดหยุ่น: โมเดลไฮบริด เช่น การรวม N-1 perfusion (ขั้นตอนต่อเนื่องที่มีการเพาะเลี้ยงสูง) กับการผลิต fed-batch สามารถเสนอวิธีการที่สมดุล
  • ใช้ประโยชน์จากทรัพยากรในอุตสาหกรรม: มีส่วนร่วมกับซัพพลายเออร์ เข้าร่วมการประชุม และใช้เครื่องมือจำลองเพื่อสำรวจสถานการณ์ต่างๆ และเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบกระบวนการ

ข้อคิดสำคัญ

  • การเพิ่มผลผลิต: ระบบต่อเนื่องเสนอผลผลิตที่สูงขึ้น 3–5 เท่า แต่ต้องการการประสานงานที่รอบคอบของการดำเนินงานต้นน้ำและปลายน้ำ
  • ข้อพิจารณาทางเศรษฐกิจ: ในระดับการค้า กระบวนการต่อเนื่องและ fed-batch มักจะบรรลุความเท่าเทียมกันด้านต้นทุน สำหรับการผลิตขนาดเล็ก การผลิตแบบ fed-batch ยังคงมีความคุ้มค่ามากกว่า
  • การปรับตัวตามกฎระเบียบ: ทั้งสองวิธีต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน QA/QC ที่เข้มงวด แต่หน่วยงานกำกับดูแลมักจะสนับสนุนการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ
  • ข้อมูลเชิงลึกด้านความยั่งยืน: ระบบการผลิตแบบต่อเนื่องมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมน้อยกว่า แม้ว่าความแตกต่างจะไม่ชัดเจนเท่าที่คาดการณ์ไว้
  • ความเหมาะสมเชิงกลยุทธ์: การเลือกใช้ระหว่างการผลิตแบบต่อเนื่องและ fed-batch ควรสอดคล้องกับขนาดการผลิต ความต้องการของสายการผลิต และความสามารถขององค์กร
  • แนวทางแบบผสมผสาน: การผสมผสานองค์ประกอบของทั้งสองวิธีสามารถให้ความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพด้านต้นทุน

บทสรุป

การผลิตแบบต่อเนื่องเป็นเทคโนโลยีที่เปลี่ยนแปลงวงการอุตสาหกรรมเนื้อสัตว์เพาะเลี้ยงอย่างไม่ต้องสงสัย แต่ไม่ใช่ทางออกที่เหมาะสมสำหรับทุกสถานการณ์บริษัทต่างๆ ต้องประเมินความต้องการการผลิตเฉพาะของตน ภูมิทัศน์ด้านกฎระเบียบ และความต้องการของตลาดอย่างรอบคอบก่อนที่จะตัดสินใจใช้วิธีการใดวิธีการหนึ่ง โดยการใช้ข้อมูลที่แข็งแกร่ง ความเชี่ยวชาญในอุตสาหกรรม และการมองการณ์ไกลเชิงกลยุทธ์ ผู้ผลิตชีวภาพสามารถเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการของตนเพื่อให้ได้ผลผลิตที่สูงขึ้น ประสิทธิภาพด้านต้นทุน และความยั่งยืน - เพื่อให้มั่นใจว่าการขยายขนาดผลิตภัณฑ์เนื้อสัตว์ที่เพาะเลี้ยงสำหรับตลาดโลกจะประสบความสำเร็จ

ที่มา: "192: Process Intensification Secrets: A Process Engineer's Decision Framework with Andreas Castan..." - นักวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีชีวภาพอัจฉริยะ, YouTube, 25 ก.ย. 2025 - https://www.youtube.com/watch?v=YptE3k2JyG0

บทความบล็อกที่เกี่ยวข้อง

Author David Bell

About the Author

David Bell is the founder of Cultigen Group (parent of Cellbase) and contributing author on all the latest news. With over 25 years in business, founding & exiting several technology startups, he started Cultigen Group in anticipation of the coming regulatory approvals needed for this industry to blossom.

David has been a vegan since 2012 and so finds the space fascinating and fitting to be involved in... "It's exciting to envisage a future in which anyone can eat meat, whilst maintaining the morals around animal cruelty which first shifted my focus all those years ago"