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劳动力成本细分:培养肉生物加工

Labour Cost Breakdown: Cultivated Meat Bioprocessing

David Bell |

在培养肉类生物加工中,人工成本是主要开支,占运营成本的15-25%。这些成本因生产阶段、工艺类型和设施规模而异。以下是您需要了解的信息:

  • 阶段和成本:在培养阶段(30-40%)和收获/下游加工阶段(20-25%)的人工成本最高。细胞系开发和培养基制备等任务也有显著贡献。
  • 薪资:在英国,该行业职位的薪资范围从技术员的£25,000到工艺工程师的£60,000不等。
  • 工艺:与补料分批法(每条生产线每年£70,000–£120,000)相比,批次和灌流方法的人工强度较低(每条生产线每年£35,000–£70,000)。
  • 自动化影响:自动化可以减少30-50%的人工需求,降低成本并提高效率,尽管这需要前期投资和熟练的维护人员。
  • 设施规模:较小的试点设施每年在劳动力上的花费为£150,000–£300,000,而大型商业规模的运营则超过£1,000,000,但每单位成本较低。

快速概览

  • 批量工艺:劳动强度较低,每吨£1,750–£3,500。
  • 补料批次工艺:需要更多劳动力,每吨£3,500–£6,000。
  • 灌流工艺:成本与批量工艺相似,但需要熟练的监督。

自动化、员工培训和智能采购(e.g,如平台Cellbase)是管理成本同时保持质量的关键策略。在质量保证和合规方面的劳动力投资对于满足英国的监管标准至关重要。

按生物加工阶段划分的人工成本

生物加工阶段和劳动力需求

生物加工的每个阶段都需要特定的专业知识和人员配置水平。以细胞系开发为例 - 这涉及细胞分离、基因筛选和冷冻保存等复杂任务。这些活动通常由科学家处理,占总人工成本的约15-20% [2, 5]。

培养基制备是另一个关键步骤,技术人员和工艺工程师负责称量、混合和灭菌培养基。此阶段约占人工成本的10-15% [2, 5]。

接种期间,操作员在无菌条件下将细胞小心地转移到生物反应器中,密切关注污染情况。随后的培养阶段需要熟练的人员来管理关键参数,如pH值、温度和氧气水平。这两个阶段合计占劳动力成本的最大份额,约为30-40% [2, 5]。

收获阶段涉及操作员和技术人员使用过滤或离心等方法收集培养的组织。之后,下游加工包括清洗、切碎和包装最终产品,通常由技术人员和食品科学家管理。收获和下游加工合计占劳动力成本的20-25% [2, 5]。

在所有这些阶段中,质量保证专家发挥着关键作用。他们通过批次测试、过程验证和细致的记录保存来确保符合食品安全标准。他们的工作变得更加不可或缺,因为设施更接近监管批准和市场进入。

此细分提供了对生物加工阶段劳动力分布的清晰视角,突出了所需的多样化专业知识和相关成本。

英国生物加工职位的薪资范围

生物加工中所需的专业技能反映在英国的薪资范围内。例如,实验室技术员,负责样品准备和基本实验室任务,通常年薪在£25,000到£35,000之间。工艺操作员,负责操作和监控设备,薪资略高,年薪范围为£28,000到£40,000 [3].

质量保证专家,鉴于其在合规方面的重要角色,年薪在£30,000到£45,000之间。同时,细胞生物学家和科学家,从事更高级的科学工作,薪资范围为35,000英镑到55,000英镑。处于薪资最高端的是工艺工程师,他们在设计和优化生物加工系统方面的专业知识使其薪资约为40,000英镑到60,000英镑[3]

这些数据强调了生物技术行业对专业知识的重视。为了吸引和留住人才,许多公司提供额外的福利,如培训计划、职业发展机会和基于绩效的奖金。

按工艺类型划分的劳动力需求

所使用的生物加工方法类型也会影响劳动力需求。例如,批处理工艺通常劳动强度较低。大部分工作集中在设置和收获阶段,操作员主要在中间阶段监控自动化系统。这使得批处理成为小型设施的高效选择。

补料分批工艺,另一方面,需要更频繁的干预。需要操作员和工艺工程师来管理培养基的添加并密切监控参数,从而增加了整体劳动力需求。

在光谱的另一端,灌流工艺是最劳动密集型的。这些需要持续监控、定期更换培养基和精确的实时控制。操作员和工程师必须具备解决复杂问题的能力,同时保持最佳条件。灌流系统的全天候性质意味着设施通常需要更大的团队轮班工作,以确保24/7的运行。虽然对自动化和监控技术的投资可以帮助抵消其中一些需求,但灌流系统仍然比批处理过程需要显著更多的人员——使其成为整体劳动力成本的主要因素。

不同生物工艺类型的劳动力成本比较

批处理 vs 进料批处理 vs 灌流工艺

劳动力成本可能因所选择的生物加工方法而有很大差异。每种方法对人员配置和专业知识的要求不同,因此在规划生产时了解这些差异至关重要。

批处理过程相对简单,通常每次生产运行需要1-2个全职当量(FTE)。劳动力主要在设置、监控和收获期间需要参与。批量处理的年度劳动力成本通常在£35,000 和 £70,000之间每条生产线,使其成为小规模设施或处于早期商业阶段的成本效益选项[1][3][9].

而半批次工艺则更为劳动密集。它们需要定期添加营养物质和更密切的监控,这通常意味着每次运行需要2-3名全职员工。这一额外的工作量将年度劳动力成本提高到每条生产线£70,000 到 £120,000的范围[1][3][9].

灌流工艺利用先进的自动化技术,使其仅需1-2名全职员工即可运行。虽然自动化减少了人工干预,但这些系统需要熟练的人员进行维护和故障排除。年均劳动力成本对于灌流系统通常与批处理过程相同:£35,000 到 £70,000 每条生产线 [1][3][9].

工艺类型 每次运行的全职员工数 年劳动力成本 (£) 每吨劳动力成本 (£) 劳动力占总成本的百分比
批处理 1–2 35,000–70,000 1,750–3,500 15–25%
补料分批 2–3 70,000–120,000 3,500–6,000 20–30%
灌流 1–2 35,000–70,000 1,750–3,500 10–20%

注意:这些数据基于英国试点规模设施和行业数据。实际成本可能会因运营规模和自动化程度而有所不同。

在比较成本时,补料分批处理的成本可高达£6,000每吨,而分批和灌流系统则更经济,范围在£1,750到£3,500每吨。在补料分批系统中,人工成本占总成本的比例较大(20–30%),而在分批工艺(15–25%)和灌流系统(10–20%)中则较小[1][3][9]。这突显了自动化在重塑人工成本结构方面的潜力。

自动化如何影响人工成本

自动化在降低所有生物加工方法的人工成本方面起着重要作用。通过简化媒体准备、喂养计划和参数监控等常规任务,现代自动化系统可以将全职员工需求减少30–50%,特别是在补料分批和灌流设置中,与手动流程相比[1][3][9]。数字化过程控制软件和远程监控工具减少了对现场持续监督的需求,同时降低了人为错误的风险。

最近的进步,包括人工智能驱动的自动化和下一代生物反应器系统,已显示出将生产成本降低多达40%的潜力[3]。这些技术使公司能够有效地扩大运营规模,而无需成比例地增加劳动力投入。

然而,自动化也带来了挑战。初始投资自动化设备的成本是巨大的,公司还必须考虑专业培训和持续维护的费用。此外,虽然自动化系统在数据收集和过程验证方面表现出色,但监管要求通常仍然要求在关键控制点进行一定程度的人工监督 [1][3][9].

对于探索自动化的公司,Cellbase 提供了一系列专为培养肉类生产量身定制的资源。这些资源包括先进的自动化系统、监控工具和培训计划。通过将公司与经过验证的供应商连接, Cellbase 帮助他们在保持产品质量和符合合规标准的同时,实现有意义的劳动力成本降低 [1][3][9].

培养肉生产的成本驱动因素

影响劳动力成本差异的因素

培养肉生产中的劳动力成本差异很大,受到几个关键因素的影响。清楚了解这些因素可以让公司在人员配备、设备和运营策略上做出更明智的决策。这些因素共同决定了设施的设计和运行方式,直接影响效率和成本。

生产规模和设施设计

运营规模在劳动力需求和费用中起着重要作用。试点规模设施,通常使用100到1,000升的生物反应器,是相对较小的操作。这些设施通常只需要3到5名技术熟练的技术人员和科学家,年劳动力成本范围从£150,000到£300,000 [3][5]

另一方面,商业规模设施 - 那些生物反应器超过10,000升的设施 - 需要更大的团队。这些设置可能雇佣从15到超过50名员工,包括工艺工程师、质量保证专家和维护人员。此类设施的劳动力成本每年可能超过£1百万。然而,由于更高的生产量,生产的每公斤肉的成本显著降低[3][5]

使用的系统类型也会影响成本。试点设施通常依赖于开放系统,这需要频繁的人工干预。相比之下,商业规模的设施通常使用封闭系统,尽管前期成本较高且需要专业人员,但与开放系统相比,可以将人工成本降低25-30%[3][2].

设施布局是另一个关键考虑因素。试点设施通常具有模块化和灵活的设计,允许快速调整流程,需要能够适应频繁变化的员工。与此同时,商业设施更加分区,设有专门的细胞培养、下游加工和质量控制区域。这种设置减少了人工干预,但增加了对高度专业化人员的需求,以监控和维护系统性能[3][2].

法规遵从和质量控制

严格的英国和欧盟食品安全法规也推动了劳动力成本的差异。设施必须配备专门的质量保证(QA)和质量控制(QC)团队,以处理频繁的审计、维护详细记录,并确保符合良好生产规范(GMP)和危害分析与关键控制点(HACCP)等标准。

在商业设施中,QA和QC角色占据20-30%的劳动力,年劳动力成本从£200,000到£500,000不等,具体取决于运营规模[3][5]。由于其专业性质,这些角色的薪资较高,英国的平均年薪在£35,000到£60,000之间。相比之下,一般生物加工角色的薪资通常在£25,000到£45,000之间[3][5]

可追溯性要求进一步增加了劳动力成本。生产中使用的每个组件都必须被仔细跟踪和记录。这个过程需要专门的员工和监督,从而增加整体费用。英国和欧盟的设施通常需要比监管较少的市场多20-30%的QA/QC员工,但这种投资对于满足监管标准和赢得消费者信任是必不可少的。 过程自动化和员工培训 在劳动力成本管理中,自动化是最可控的因素之一。用于培养基制备、生物反应器操作和产品收获等任务的自动化系统可以显著减少人工需求,同时也能最大限度地降低人为错误的风险。 全面自动化可以将劳动力成本削减20-40%。例如,Believer Meats通过整合大型生物反应器和人工智能驱动的优化,报告生产成本降低了40%[3][5]。然而,自动化也带来了自身的人员需求,例如需要工程师和数据分析师来监督和维护这些系统。挑战在于在自动化和人工监督之间找到合适的平衡。

员工培训和交叉培训对于管理成本同样重要。经过良好培训且多才多艺的员工可以操作多个系统并适应不断变化的流程,从而减少对大型、高度专业化团队的需求。交叉培训还使员工能够在缺勤或意外问题期间相互替代,帮助最大限度地减少停机时间和加班费用。

例如,一个拥有10名交叉培训员工的设施可能比依赖于狭窄专业化角色的设施需要更少的招聘,从而每年节省£50,000到£100,000的招聘和培训成本[3][5]。定期培训确保员工跟上法规变化和新兴技术,进一步提高效率并降低合规风险。

为了支持自动化工作,Cellbase提供一个市场,设施可以在这里找到经过验证的先进自动化系统、监控工具和针对培养肉生产量身定制的培训计划的供应商。此资源帮助公司识别合适的工具和专业知识,以降低劳动力成本,同时保持高质量和合规标准。这些见解自然为探索进一步优化成本的实用策略铺平了道路。

如何降低劳动力成本

在培养肉生产中削减劳动力成本需要在提高效率和保持高质量标准之间取得谨慎的平衡。通过采用自动化、做出更明智的采购决策以及借鉴其他行业的经验,公司可以简化运营并实现显著的节省——而不牺牲精确性。

自动化和监控系统

在生物反应器管理中自动化流程可以显著降低劳动力成本。处理关键参数的系统——如pH值和溶解氧——消除了对持续手动监控的需求。例如,维持pH值在7.4 ± 0.4对于细胞生长至关重要,自动化系统确保这一点始终如一地完成。

实时监控传感器进一步减少了人员需求,使操作员能够远程监督多个生物反应器。这些工具能够快速响应偏差,提高效率。除此之外,AI驱动的分析可以预测维护需求,帮助避免设备故障并最大限度地减少停机时间。

从手动任务(如介质准备、细胞播种和收获)转向专注于工程和数据分析的角色可以进一步节省成本。与传统的批量处理相比,连续制造方法(如切向流过滤 (TFF))也减少了劳动力需求。事实上,将先进的自动化与AI结合可以降低多达40%的劳动力成本,显著提高生产效率[3].

但自动化只是方程式的一部分。简化采购流程在降低隐藏的劳动力成本方面同样重要。

使用Cellbase进行设备采购

Cellbase

低效的采购可能导致更高的劳动力成本,因为需要花费时间管理多个供应商并处理兼容性问题。这就是 Cellbase 的用武之地,它提供了一个专为培养肉行业量身定制的B2B市场。该平台简化了采购自动化生物加工设备的过程,包括生物反应器、传感器和控制系统。

通过提供经过验证的供应商的访问权限, Cellbase 减少了采购专业设备所需的专业知识和时间。采购团队无需与众多供应商打交道,可以在一个地方找到所需的一切。类别包括生物反应器&和培养系统、实验室设备&和仪器、传感器&和监测,以及下游处理设备——所有这些都是专注于自动化的设施所必需的。

该平台还提供透明的定价、全球运输选项、冷链解决方案和简化的结账流程。这些功能共同减少了行政任务,使员工能够专注于核心活动,如研发&和生产。

从其他行业学习

从生物制药和食品制造等行业中汲取的经验提供了额外的策略来降低劳动力成本。例如,制药行业常用的一次性生物反应器减少了清洁和灭菌的需求,降低了劳动力需求,同时降低了污染风险。这些系统还消除了冗长的清洁验证程序,加快了批次周转时间。

食品制造行业提供了关于使用机器人进行包装和质量控制的见解。自动采样系统和实时质量检查减少了对人工实验室分析的需求,确保产品质量的一致性,并能快速应对任何偏差。这与英国严格的食品安全标准相一致。

精益制造原则也在减少浪费和提高流程效率方面发挥作用。对员工进行多功能角色的交叉培训,使设施保持灵活,能够适应生产需求的变化,而无需额外招聘。

培养肉类生物加工中的劳动力成本要点

劳动力成本在培养肉类生产的经济性中起着重要作用。它们构成了运营费用的重要部分,直接影响到销售商品的成本以及扩大生产以与传统肉类价格竞争的可行性[6][2]

生产规模对劳动效率有直接影响。较大的设施可以利用规模经济,允许更好的人员配置和更广泛的自动化使用。这意味着随着生产规模的扩大,每单位的劳动力成本会降低,而不需要按比例增加员工数量[6][2][4]。这与之前关于大型生产设施成本效益的讨论一致。

行业关键岗位的薪资反映了所需的专业水平。例如,生物工艺技术员的年薪通常在£25,000到£35,000之间,而高级生产经理的年薪可以超过£60,000 [3][4]

自动化是减少劳动力需求的另一大变革。使用先进自动化和人工智能的公司报告称,由于减少了人员需求,生产成本降低了多达40% [3]。例如,像Believer Meats这样的公司使用的大规模生物反应器使产量增加了400%以上,大大降低了劳动力和生产成本 [3]。然而,尽管有这些进步,保持严格的质量控制仍然至关重要。

法规合规性是培养肉类生产中另一个劳动密集型的方面。它需要专门的质量保证团队和持续的员工培训。这在英国尤其如此,严格的监管监督确保了高食品安全标准[6][4]

与此同时,像 Cellbase 这样的平台正在帮助降低间接劳动力成本。这些采购工具简化了生物加工设备和材料的采购,使员工能够专注于更有价值的任务。通过将公司与了解培养肉生产独特需求的经过验证的供应商连接起来,这些平台简化了操作并提高了效率。

常见问题

自动化对培养肉生产中的劳动力成本有何影响,实施时可能会遇到哪些挑战?

自动化有可能通过接管重复性任务、提高效率和减少人为错误的机会来降低培养肉生产中的劳动力成本。像自动生物反应器监控和培养基处理这样的系统可以通过减少人工输入来提高生产效率,这意味着随着时间的推移运行成本会降低。

话虽如此,采用自动化并非没有障碍。设备和系统集成的初始投资可能很高,员工需要接受专业培训以操作和维护这些技术。除此之外,公司还面临着将自动化定制以适应培养肉生产的特定需求的挑战,这可能会因工艺类型和运营规模的不同而有所不同。

在培养肉生产中,批次、补料批次和灌流工艺的劳动力需求有何不同?

培养肉生产中的劳动力需求可能会因所使用的工艺 - 批次、补料批次或灌流 - 而有很大差异。批处理过程往往涉及更多的动手工作,因为每个周期都需要设置、监控和清洁,使其相对劳动密集型。补料分批过程通过在生产过程中以受控方式添加营养物质来减轻一些工作量,尽管它们仍然需要偶尔的手动调整。灌流过程,相比之下,连续运行并具有更高程度的自动化,减少了频繁干预的需要。然而,它们通常需要更高水平的技术专长来管理。

这些差异影响劳动力成本。批处理过程通常在扩大规模方面效率较低,而灌流系统尽管在初期较为复杂,但由于其自动化和可扩展性,随着时间的推移可能会带来成本节约。

监管合规和质量保证角色如何影响培养肉生产中的劳动力成本?

监管合规和质量保证在培养肉生产中起着至关重要的作用,确保产品符合严格的安全和法律标准。这些职责直接影响劳动力成本,因为它们需要专业人员监督操作、维护详细记录,并管理审计以满足监管要求。

培养肉生产的复杂性 - 涉及生物反应器、培养基和细胞系 - 需要在每个步骤进行彻底的质量控制。这种对专业知识的需求增加了劳动力费用,因为保持一致的产品质量和满足行业法规是不可妥协的。虽然这些成本可能相当可观,但它们对于赢得消费者和监管机构的信任至关重要。

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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"