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一次性使用与可重复使用系统:成本分析

Single-Use vs Reusable Systems: Cost Analysis

David Bell |

在培养肉生产中选择一次性系统和可重复使用系统在很大程度上取决于生产规模和财务优先级。以下是一个快速概述:

  • 一次性系统:前期成本较低(比可重复使用系统低50-66%)且安装速度更快。适合小规模生产(e.g., 2,000升),单位生产成本较低(每克£317对比可重复使用系统的每克£415)。然而,它们会产生更高的消耗品费用(每年£8M)并产生更多废物。
  • 可重复使用系统:初始投资较高(每年设施成本£38M对比一次性系统的£27M),但在更大体积(8,000+升)时变得更具成本效益。它们的消耗品成本较低(每年£5M)并产生更少废物,但需要更多的能源和水进行清洁。

关键要点:

  • 一次性系统适合较小的操作或频繁的产品更换。
  • 可重复使用的系统更适合高产量、一致性的生产。
  • 环境权衡:一次性使用产生更多废物,可重复使用消耗更多能源/水。

快速比较:

方面 一次性系统 可重复使用系统
前期成本 较低 (£27M/年) 较高 (£38M/年)
消耗品 较高 (£8M/年) 较低 (£5M/年)
可扩展性 有限(低于8,000L) 更适合大容量
灵活性 较高 较低
环境影响 更多废物 更高的能源/水使用

决策取决于您的生产规模、预算以及废物与能源优先级。平台如 Cellbase 可以帮助比较供应商以获得量身定制的解决方案。

一次性使用的生物处理解决方案用于细胞培养的规模化

1. 一次性使用系统

一次性使用的生物处理系统正成为培养肉生产商的热门选择,尤其是那些专注于小规模生产或研发的公司。这些系统提供了财务和运营上的优势,使其成为公司明智管理支出的有吸引力的选择。

初始投资

一次性使用系统最大的吸引力之一是其 较低的前期成本。与传统的不锈钢设备相比,这些系统通常需要 少50-66%的资本投资[3] 这使得它们对希望减少初始财务支出的初创公司和小型生产商特别有吸引力。

这种成本优势来自于一次性使用系统不需要不锈钢系统所需的广泛基础设施。无需复杂的管道、CIP(就地清洗)设备或在传统设置中推高成本的大型公用系统[1]

对于生物反应器容量低于8000升的设施,与设施相关的年度成本对于一次性使用系统要低得多——大约为2700万英镑,而不锈钢系统为3800万英镑[1]。这意味着29%的差异,使公司能够将资金分配给其他优先事项,如研究或扩大市场覆盖范围。

运营成本

虽然一次性使用系统的消耗品费用较高,但它们可以在运营的其他方面节省资金。每个生产批次都需要新的物品,如管道套件、泵头和仪器[3]。例如,一个1,000升的混合袋大约需要£5,000,而一个500升的缓冲袋大约为£500[4]

然而,这些消耗品成本通过清洁、灭菌和验证的节省来平衡。一次性系统消除了批次之间进行大量清洁的需要,减少了劳动力和清洁材料的成本[2][3]一次性系统的单位生产成本也较低 - 每克£317对比不锈钢系统的每克£415[1]

另一个好处是一次性生物反应器的预灭菌、即用型设计。这消除了复杂的设置程序,并允许更快的产品更换[2]。这种灵活性对于试验不同细胞系或培养基配方的生产者特别有用,因为它避免了不锈钢系统所需的漫长验证步骤。

生命周期成本

从大局来看,单次使用系统的长期成本取决于它们随时间的使用方式。公司通常在大约30批次后达到收支平衡点[3],使得回报期相对可预测。

对于每年运行80批次的设施,消耗品成本每年可达800万英镑,或五年内4000万英镑[1]。尽管这可能看起来很高,但单次使用系统在需要频繁产品更换的操作中表现出色。在这种情况下,不锈钢系统的产品单位成本显著上升,倾向于单次使用的设置[1]

单次使用系统的真正优势在于其灵活性。对于期望频繁生产变更或处理多条产品线的公司来说,总体收益通常超过较高的消耗品成本。

环境影响

在环境问题上,单次使用系统呈现出复杂的情况。由于组件的频繁更换,它们确实产生了更多的材料废弃物。然而,与不锈钢系统相比,它们在生命周期内能耗要低得多[5]

这里的权衡围绕着节能与废物产生。一次性系统避免了清洗、灭菌和验证这些耗能的过程,这些过程需要大量的水、高温蒸汽和其他资源[1]。另一方面,不锈钢系统则需要显著更多的注射用水(WFI)、清洗材料和洁净蒸汽[1]

对于有强烈可持续发展目标的生产商来说,重要的是要考虑他们的设施是否具备负责任地管理和回收一次性废物的基础设施。这种废物与能源使用之间的平衡在长期规划中起着关键作用。

为了帮助做出这些决策, Cellbase 提供了经过验证的一次性生物处理设备供应商的访问权限。他们的平台允许公司比较环境规格和成本因素,帮助他们做出明智的采购选择。

2.可重复使用系统

可重复使用的不锈钢生物加工系统代表了培养肉生产的更传统途径。它们专为大规模、稳定生产运行的设施而设计,并在较高产量时提供显著的成本优势。与优先考虑便利性的单次使用系统不同,可重复使用系统专注于长期的财务效率。

初始投资

可重复使用系统的前期成本可能很高。除了生物反应器本身,设施还需要投资于支持基础设施,如就地清洗(CIP)系统、复杂的管道网络和广泛的公用设施。对于在相似生产规模下运营的设施,不锈钢系统的年度设施相关成本约为3800万英镑,而单次使用系统为2700万英镑,相差1100万英镑。这种较高的成本反映了可重复使用系统所需的工程、建造和验证。然而,这些初始费用在多年内分摊,随着生产规模的扩大,单位成本可能会更具竞争力[1][6].

运营成本

可重复使用系统的日常运营成本在很大程度上取决于生产规模。不锈钢系统需要更多的化学品和水来进行严格的清洁和灭菌过程,这增加了原材料成本。另一方面,劳动力成本相对稳定,因为这些系统不需要一次性操作中处理一次性袋子所需的额外人力。随着生产的增长,可重复使用系统的固定成本有助于减少单位成本差异。虽然清洁和重新验证更为密集,但可重复使用的系统受益于已建立的验证框架,可以为后续生产批次维护[1]

生命周期成本

随着时间的推移,随着生产规模的扩大,可重复使用的系统变得越来越经济。临界点通常出现在生物反应器工作体积约为8,000升时。超过这个规模,不锈钢系统的商品成本可以与甚至超过一次性使用的替代品。在较高体积下,一次性使用系统面临着消耗品和劳动力成本上升的挑战。对于具有持续生产的操作,可重复使用的系统占据优势,因为其摊销成本——包括维护和验证——有利于高产量输出。不锈钢系统的消耗品通常每年花费约500万英镑,而一次性使用系统则大约为800万英镑[1]

环境影响

成本并不是唯一的因素;环境因素也起着重要作用。由于清洁和消毒所需的蒸汽,可重复使用的系统在每个生产周期中消耗约2000兆焦耳的能量[7]。与一次性系统相比,它们还需要显著更多的水和清洁材料[1][7]。然而,虽然一次性系统在操作过程中产生的废物较少,但它们对一次性组件的依赖导致持续的废物产生。在其生命周期中,可重复使用的系统产生的材料废物要少得多,使其成为优先考虑长期可持续性的生产者的更好选择。对于生产协议标准化且产品更换较少的设施,可重复使用系统的较高能量和资源需求可以通过其减少的废物影响来抵消。为了支持生产者应对这些复杂的权衡, Cellbase 将他们与经过验证的可重复使用生物加工设备供应商连接起来,提供透明的规格说明,以帮助在培育肉生产中做出明智的决策。

优点和缺点

在一次性和可重复使用系统之间做出决定不仅仅是比较前期成本。每种选择都有其自身的优点和挑战,这可能对您的培育肉生产策略产生重大影响。

一次性系统以其灵活性和速度而闻名。它们消除了广泛清洁和验证的需要,使产品快速更换成为可能——非常适合生产需求多样化的设施。这些系统还需要较少的初始投资,并且可以快速安装。然而,随着生产规模的扩大,其成本效益往往会减弱。在较大规模下,一次性使用系统面临显著挑战,特别是在供应链依赖方面。一次性组件的供应中断可能导致生产停滞。虽然它们提供了操作上的便利,但其可扩展性和对稳定供应链的依赖可能带来严重风险。

可重复使用的不锈钢系统,另一方面,在超过8,000升的规模下,由于消耗品成本较低,变得更加经济。然而,它们需要更高的前期投资,并伴随更高的清洁和灭菌的能源和水需求。例如,蒸汽灭菌每个周期消耗约2,000兆焦耳。与设施相关的成本也可能很高,每年可达3,800万英镑,而一次性使用系统为2,700万英镑。虽然这些系统非常适合大规模生产,但其维护和清洁协议需要更多的劳动力和资源。

以下是关键差异的快速比较:

方面 一次性系统 可重复使用系统
资本 较低(£27M/年设施成本) 较高(£38M/年设施成本)
消耗品 较高(£8M/年) 较低(£5M/年)
可扩展性 超过8,000L有限制 适合大容量
灵活性 高 – 快速转换 低 – 清洗周期长
安装时间 快速安装 安装过程较长
环境影响 更多固体废物 更高的能源/水使用量
劳动力要求 更少清洁,更多处理 更多清洁,稳定扩展

每单位生产成本也突出了这些系统的规模依赖性。在2000升规模下,一次性使用系统的生产成本为每克317英镑,而不锈钢系统为每克415英镑——具有24%的成本优势[1]。这强调了根据您的设施规模和目标仔细评估资本支出的重要性。

从环境角度来看,两种系统各有利弊。一次性使用系统产生更多的固体废物,而可重复使用系统则消耗更多的水和能源。最终,最佳选择取决于您的设施的可持续性优先事项和生产需求。

对于在这些决策中航行的培养肉生产商,像 Cellbase这样的平台通过将您与经过验证的供应商连接来简化流程。这些市场提供透明的定价和详细的规格,使生产商能够根据其独特的需求做出明智的选择。

结论

成本细分显示了一个明确的趋势:一次性系统最适合小到中等规模的培养肉生产,而当生产规模超过8,000升时,可重复使用的系统变得更具经济性。这种由规模驱动的区别在塑造英国培养肉生产商的采购策略中起着关键作用。分析强调了将系统选择与生产量和运营需求对齐的重要性。

对于初创公司和R&D团队,一次性系统在较小规模上提供了显著的优势。前期资本成本降低30%,对于预算较紧或需要更多运营灵活性的公司来说尤其具有吸引力[8]

另一方面,大规模生产商专注于持续的大批量生产,应评估可重复使用的系统。超过8,000升的规模,成本动态显著向有利于他们的方向转变,尽管在这个规模下一次性使用系统的耗材仍然更昂贵[1][6]

在实际操作中,一次性使用系统非常适合需要频繁更换和不同批次大小的操作。然而,可重复使用的系统更适合于一致的大规模生产场景。

为了有效应对这些成本考虑, Cellbase 将生产商与值得信赖的供应商连接起来,确保获得专门为培养肉生产量身定制的设备。这种有针对性的市场方法消除了重新利用通用实验室设备的需要,简化了生产商的采购流程。

常见问题

在培养肉生产中,一次性系统和可重复使用系统的长期成本差异是什么?

与培养肉生产相关的一次性和可重复使用系统的成本可能会有很大差异,受生产规模、设施设计和运营需求等因素的影响。

一次性系统通常具有较低的初始成本,并且无需复杂的清洁过程。这使得它们成为小规模操作或处理各种生产任务的设施的良好选择。然而,消耗材料的持续成本可能会随着时间的推移而累积,可能会影响长期预算。

可重复使用系统,相比之下,需要更高的前期投资,但随着时间的推移,特别是在大规模或连续生产环境中,可以节省成本。这些系统需要用于清洁和消毒的基础设施,但它们减少了浪费并降低了对一次性组件的依赖。

对于权衡这些选项的公司,像 Cellbase 这样的平台可以简化专业设备和材料的采购过程,帮助企业找到最适合其生产需求的解决方案。

环境因素在选择培养肉生产中的一次性和可重复使用系统时扮演什么角色?

在权衡培养肉生产中的一次性与可重复使用系统时,环境影响是一个关键因素需要考虑。一次性系统由于其一次性组件往往会产生更多的废物,这可能引发对废物管理和可持续性的担忧。另一方面,由于不需要进行广泛的清洁或消毒,它们通常使用更少的水和能源。

可重复使用的系统虽然需要较大的初始投资,但需要持续的资源用于清洁和维护。然而,从长远来看,它们可以显著减少浪费,提供潜在的环境优势。选择这些系统通常取决于生产规模、设施设置和公司的可持续发展优先事项等因素。

在培育肉生产中,从一次性系统过渡到可重复使用系统在财务上何时有意义?

在培育肉生产中,选择一次性系统还是可重复使用系统通常取决于生产规模和长期财务规划。一次性系统通常在前期更为经济,适合小规模操作或研发阶段。其灵活性和较少的清洁要求使其在这些早期阶段特别具有吸引力。

另一方面,随着生产规模的扩大,可重复使用的系统可能成为更经济的选择。它们可以处理更大的批次,并且随着时间的推移,降低单位生产成本,使其成为大批量操作的可靠选择。

对于计划扩展的企业,进行彻底的成本效益分析是必不可少的。这应包括仔细查看资本投资、运营成本、维护需求和预期的生产输出。像 Cellbase 这样的工具可以帮助培养肉类公司找到单次使用和可重复使用系统的供应商,帮助他们获取最符合其生产目标的技术。

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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"