製品ガイド・培養槽・リアクター

ステンレス培養槽

ステンレス培養槽は、ステンレス製の固定式培養槽を用いて、細胞培養や微生物発酵を行う大型の培養設備です。

主な用途: 大規模培養・商用製造・微生物発酵・CIP/SIP

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掲載メーカー36社ABEC・ZETA・Getinge / Applikon ほか

掲載製品56製品7つの種類に分けて掲載

使う工程10工程シードトレイン・本培養・フェッドバッチ培養

関連モダリティ14種抗体医薬・ADC・二重特異性抗体

要点

ステンレス製の固定式培養設備
大規模・長期運用・大量生産に向く
pH、DO、温度、撹拌、通気、フィード、消泡を制御できる
CIP/SIP、洗浄バリデーション、設備適格性確認が重要

メーカーと製品

36社・56製品

ステンレス培養槽・ステンレスバイオリアクター10製品

ABECStainless-Steel Bioprocess Systems大規模バイオ医薬品製造向けのステンレス製バイオプロセスシステム。耐久性、制御性、大規模製造での長期運用に関係する。公式サイト

ABECCustom Stainless Steel Bioreactors顧客仕様に合わせたカスタムステンレス培養槽・プロセス設備。抗体、ワクチン、組換えタンパク質、遺伝子治療などの製造設備で使われる。公式サイト

ZETAVessels & Bioreactors上流発酵から下流バッファ処理まで対応するカスタム設計のステンレス製ベッセル・バイオリアクター。開発から商用スケールまで対応する。公式サイト

ZETABioprocess Systems大規模バイオ医薬品製造向けのエンジニアリング、ステンレスベッセル、プロセスシステムを展開。公式サイト

Getinge / ApplikonApplikon BioPilotスキッド搭載型のステンレスバイオリアクター。プロセス最適化、R&D、種培養、スケールアップ、小規模生産、微生物・細胞培養に使われる。公式サイト

Getinge / ApplikonBioBench / BioPilot / BioProductionステンレス製バイオリアクターの研究・パイロット・製造向けラインアップ。開発から製造スケールまでの培養・発酵に使われる。公式サイト

Pierre GuerinProcess Vessels & Skids食品、バイオ医薬品、化粧品向けの高品質ステンレスタンク、撹拌機、アクセサリーを設計・製造。10 L〜300,000 Lのタンク容量に対応する。公式サイト

Pierre GuerinBIOCELL Lab & Pilot Series最適化、スケールアップ、生産向けの精密培養システム。ラボ・パイロットスケールで使われる。公式サイト

残りの48製品を見る

BionetStainless Steel Bioreactors / Fermenters研究・パイロット・製造向けのバイオリアクター/発酵槽を展開。細胞培養・微生物発酵で使われる。公式サイト

Solaris Biotech / DonaldsonStainless Steel Bioreactors and Fermenters研究・開発・製造向けのステンレスバイオリアクター/発酵槽を展開。細胞培養・微生物発酵に使われる。公式サイト

大型プロセス設備・スキッド7製品

ZETAProcess Systems / Skidsバイオ医薬品製造向けのプロセススキッド、ステンレス設備、エンジニアリングシステムを展開。公式サイト

ABECIntegrated Bioprocess Solutionsステンレス、シングルユース、サービスを含む統合バイオプロセス設備。製造スケール設備構築で使われる。公式サイト

GEAPharma Bioreactor / Process Systems医薬・バイオプロセス向けのプロセス設備、タンク、スキッド、ユーティリティ関連ソリューション。公式サイト

Alfa LavalHygienic Processing / Tank Equipment衛生配管、熱交換、タンクアクセサリー、プロセス設備に関係する製品群。公式サイト

SPX FLOWMixing / Hygienic Process Systems衛生プロセス向けミキシング、ポンプ、バルブ、プロセス設備を展開。公式サイト

GEACIP / SIP / Utility Systems洗浄・滅菌・ユーティリティを含む製造設備設計に関係する。公式サイト

SteridoseMagnetic Mixers / Aseptic Processingステンレス槽向けの磁気撹拌機や無菌プロセス機器を展開。公式サイト

センサー・制御・プロセス分析8製品

HamiltonBioprocess pH / DO / Conductivity Sensorsステンレス培養槽や発酵槽で使われるpH、DO、導電率、ORPなどのプロセスセンサー。公式サイト

Mettler-ToledoInPro Process SensorspH、DO、CO2、導電率などのプロセス分析センサー。バイオリアクター制御に使われる。公式サイト

Endress+HauserProcess Analytics / Raman RxnpH、導電率、流量、ラマン分光などのプロセス分析製品。培養モニタリングやPATに関係する。公式サイト

SartoriusBioPAT Sensors / Biobrain Superviseバイオプロセスモニタリング、制御、SCADA的運用に関係するセンサー・ソフトウェア群。公式サイト

SiemensSIMATIC PCS / Automation Systems製造設備のPLC/SCADA/制御に使われるオートメーションシステム。公式サイト

EmersonDeltaV Distributed Control Systemバイオ医薬品製造設備のプロセス制御に使われるDCS。公式サイト

Rockwell AutomationPlantPAx / FactoryTalk製造設備の制御・データ管理・自動化に使われるシステム。公式サイト

YokogawaCENTUM VP / Process Automation製薬・バイオプロセスの制御システム、DCS、プロセス計装に関係する。公式サイト

CIP/SIP・洗浄滅菌関連8製品

GEACIP Systems製薬・食品・バイオプロセス向けのCIPシステム。ステンレス設備の洗浄に使われる。公式サイト

Alfa LavalTank Cleaning Equipment / Spray Ballsタンク洗浄用のスプレーボール、ロータリージェットヘッド、衛生配管機器を展開。公式サイト

STERISCIP Chemicals / Sterilization Solutions製薬・バイオプロセス向けの洗浄剤、滅菌、清浄化関連ソリューション。公式サイト

EcolabCleaning and Sanitization Solutions製造設備の洗浄、衛生管理、CIP薬剤に関係するソリューション。公式サイト

BürkertHygienic Valves / Process Control無菌・衛生プロセス向けバルブ、制御機器、流体制御製品。公式サイト

GEMÜDiaphragm Valves / Aseptic Valvesバイオ医薬品製造の無菌配管に使われるダイヤフラムバルブなどを展開。公式サイト

Watson-Marlow / ASEPCOAseptic Valvesバイオプロセス向けの無菌バルブ、プロセスバルブ。公式サイト

Tuchenhagen / GEAHygienic Valves and Components衛生配管、バルブ、プロセスコンポーネント。CIP/SIP対応設備で使われる。公式サイト

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用途・特徴

シングルユースバイオリアクターが使い捨てバッグを装着して培養を行うのに対し、ステンレス培養槽は固定された金属製の槽を洗浄・滅菌しながら繰り返し使用します。大型スケール、長期運用、大量生産に向いており、商用バイオ医薬品製造の中核設備として使われます。

ステンレス培養槽は、制御された環境で細胞や微生物を大規模に培養するために使われます。主な制御項目は、温度、pH、DO、撹拌、通気、CO2、O2、N2、エア、フィード添加、消泡、圧力、液量、重量、CIP、SIPなどです。

シングルユース装置と比べて設備としての固定性が高く、洗浄・滅菌・配管・ユーティリティを含む製造システムとして運用されます。

使用方法

基本的には、培養槽を洗浄・滅菌し、培地を充填してから細胞を接種し、制御条件下で培養します。

1培養槽と配管をCIPで洗浄する

2SIPで滅菌する

3センサー、配管、バルブ、ガスラインを確認する

4培地を充填する

5温度、pH、DO、撹拌、通気、圧力条件を設定する

6シードトレインで増やした細胞を接種する

7培養中に細胞数、生存率、代謝物、pH、DOを確認する

8必要に応じてフィード、pH調整液、消泡剤を添加する

9培養終了条件を判断する

10ハーベスト・清澄化工程へ送液する

11培養槽を洗浄・滅菌し、次バッチへ備える

実際の運用は、培養スケール、細胞種、培養方式、CIP/SIP設計、制御システム、設備バリデーション、GMP要件によって変わります。

シングルユースバイオリアクターとの違いは？

ステンレス培養槽とシングルユースバイオリアクターは、どちらも本培養に使われますが、設備思想が異なります。

結論

シングルユースは「柔軟性」、ステンレスは「大規模・長期運用」が強みです。

培養容器

使い捨てバッグ

固定式ステンレス槽

洗浄・滅菌

バッグ交換で対応

CIP/SIPが必要

初期投資

比較的抑えやすい場合がある

大きい

ランニング

バッグ・アセンブリ費用が必要

洗浄水、蒸気、薬液、保守が必要

スケール

数L〜数千Lが中心

大容量に強い

柔軟性

多品目・短期切替に強い

品目切替に時間がかかる

交差汚染管理

バッグ交換で低減しやすい

洗浄バリデーションが重要

廃棄物

プラスチック廃棄物

洗浄排水・薬液

向く場面

開発、多品目、中規模製造

大量生産、長期運用

ガラス製ベンチトップバイオリアクターとの違いは？

項目	ガラス製ベンチトップバイオリアクター	ステンレス培養槽
主な用途	条件検討、プロセス開発、スケールダウン	パイロット製造、商用製造、大量生産
スケール	数百mL〜数十L	数百L〜数万L
材質	ガラス	ステンレス
滅菌	オートクレーブなど	SIP
洗浄	分解洗浄	CIP
設置	研究室・開発ラボ	製造設備・GMP施設
運用	実験者が柔軟に条件変更	設備・SOP・自動制御で運用
目的	条件を作る	製品を安定生産する

発酵槽との違いは？

項目	細胞培養用ステンレス培養槽	微生物発酵槽
主な対象	CHO、HEK293、Vero、細胞基材	大腸菌、酵母、微生物
撹拌	低〜中せん断を重視	高撹拌・高酸素移動を重視
通気	細胞ダメージや泡に注意	高通気・高kLaが重要
酸素要求	中程度	高いことが多い
せん断耐性	弱い細胞が多い	比較的強い
消泡	泡による細胞ダメージに注意	大量発泡への対応が重要
圧力	低圧運転が多い	加圧運転を使う場合がある
用途	抗体、ワクチン、ウイルスベクター	酵素、タンパク質、プラスミド、発酵製品

CIP/SIPとは？

用語	内容	目的
CIP	Cleaning in Place	装置を分解せず、配管・槽内を洗浄する
SIP	Sterilization in Place	装置を分解せず、蒸気などで滅菌する
洗浄バリデーション	洗浄後に残留物が許容範囲内であることを確認する	交差汚染や残留リスクを管理する
スチームトラップ	SIP時の蒸気・凝縮水を管理する	滅菌条件を成立させる
スプレーボール	CIPで槽内を洗浄するノズル	槽内全体へ洗浄液を当てる
ドレン性	液が残らず排出される設計	洗浄・滅菌・乾燥を安定させる

主なタイプ

タイプ	内容	向く用途
パイロット培養槽	数十〜数百L程度のステンレス槽	スケールアップ、工程確認
商用製造用培養槽	500 L〜数万L規模の大型槽	抗体医薬、ワクチン、大量生産
細胞培養用培養槽	低せん断・低発泡を意識した設計	CHO、HEK293、Veroなど
微生物発酵槽	高撹拌・高通気・冷却性能を重視	大腸菌、酵母、発酵製品
シード培養槽	本培養へ接種する種培養用	シードトレイン、拡大培養
灌流対応培養槽	細胞保持装置と組み合わせる	高密度培養、連続生産
ハイブリッド設備	ステンレス槽とシングルユース流路を組み合わせる	柔軟性と堅牢性の両立
専用製造ライン	特定製品向けに固定化された設備	商用大量生産
多目的製造ライン	複数品目に対応する設備	CDMO、多品目製造

選定ポイント

培養スケール500 L、1000 L、2000 L、5000 L、10000 L以上に対応するか

培養対象CHO、HEK293、Vero、微生物、ワクチン細胞基材など

培養方式バッチ、フェッドバッチ、灌流、連続培養に対応するか

撹拌性能インペラー形状、P/V、tip speed、混合時間、せん断

酸素移動kLa、スパージャー、ガス流量、O2供給、CO2除去

温度制御ジャケット、内部コイル、冷却能力、発熱対応

pH/DO制御センサー、校正、制御精度、冗長性

CIP/SIP洗浄範囲、滅菌成立性、ドレン性、スプレーボール配置

材質SUS316L、表面粗さ、電解研磨、溶接品質

配管・バルブ無菌設計、デッドレグ、ダイヤフラムバルブ、サンプリング

制御システムPLC、SCADA、レシピ管理、アラーム、データ記録

GMP対応IQ/OQ/PQ、CSV、21 CFR Part 11、監査証跡、変更管理

ユーティリティWFI、PW、清浄蒸気、圧縮空気、排水、CIP薬液

設置性天井高、搬入経路、基礎、重量、メンテナンススペース

保守国内保守、スペアパーツ、校正、定期点検、長期サポート

ステンレス培養槽