Extrudéry laboratoře měly významný dopad napříč různými průmyslovými odvětvími tím, že umožňují vědcům efektivně vyvíjet a testovat nové materiály, optimalizovat procesy a zdokonalovat formulace produktů. Níže uvádíme několik případových studií z různých průmyslových odvětví, které ukazují, jak laboratorní extrudéry přispěly k inovacím a zlepšeným procesům:
1. Případová studie: Potravinářský průmysl - Vývoj nových výrobků na svačinu
Společnost : Globální výrobce občerstvení
Cíl : Vývoj nové řady zdravých, extrudovaných občerstvení s vysokým obsahem vlákniny a vylepšenou chutí.
Výzva : Společnost chtěla vytvořit řadu zdravějších možností občerstvení s minimálním obsahem oleje, vyššími vlákny a zlepšenými profily chuti, aby uspokojila rostoucí poptávku spotřebitelů po zdravějších alternativách. Potřebovali proces, který dokázal zvládnout různé ingredience (jako jsou celé zrna, vlákna a rostlinné proteiny) a poskytovat konzistentní texturu a chuť.
Řešení : Společnost využila laboratorní extrudér potravin k vývoji více prototypů občerstvení pomocí různých ingrediencí. Extruder jim umožnil optimalizovat texturu a chuť produktu jemně doladit podmínky zpracování (např. Teplota, rychlost šroubu, obsah vlhkosti). Úpravou parametrů v reálném čase dokázaly ovládat chování produktu nafouknutím a zajistit přitažlivou texturu.
Dopad :
• Rychlejší vývoj produktů: Laboratorní extrudér umožnil rychlé testování a iteraci různých formulací, čímž se zkrátila doba vývoje o 30%.
• Vylepšená kvalita produktu: Nové občerstvení mělo konzistentní texturu a chuť a splňovala požadované vlastnosti produktu.
• Snížené náklady: Pomocí výrobních pokusů v malém měřítku společnost minimalizovala plýtvání surovinou a ušetřila náklady na rozsáhlé pokusy.
Výsledek: Společnost úspěšně uvedla na trh novou řadu zdravých, extrudovaných občerstvení, které získalo popularitu na trhu, a zvýšila tržby ve zdravější kategorii občerstvení o 15%.
2. případová studie: Lékárny-vývoj vytlačování teplé pro dodávání léčiva
Společnost: Farmaceutická společnost specializující se na formulace s kontrolovaným uvolňováním
Cíl: Vyvinout nový systém dodávání léčiva pro orální léčivo pro špatně rozpustný lék pomocí vytlačování horkých tah (HME).
Výzva: Farmaceutická společnost čelila výzvě vývoje formulace pro špatně rozpustnou aktivní farmaceutickou složku (API), aby se zvýšila jeho biologická dostupnost a kontrolované uvolňování v těle. Tradiční metody formulace nebyly úspěšné při dosahování požadovaného profilu uvolnění.
Řešení: Společnost se obrátila k laboratornímu vytlačování horkých tepů, aby se vytvořil novou formulaci léčiva. Extrudér jim umožnil smíchat API s pomocnými látkami (jako jsou polymerní matrice) a vytlačit směs do pelet s řízeným uvolňováním. Proces vytlačování horkého proudu umožnil společnosti překonat problém rozpustnosti vytvořením stabilní solidní disperze léčiva v polymerní matrici, která usnadnila lepší absorpci v těle.
Dopad:
• Zvýšená rozpustnost léčiva: Laboratorní extrudér úspěšně zvýšil rozpustnost a biologickou dostupnost špatně rozpustného léčiva, což zlepšilo jeho terapeutickou účinnost.
• Vylepšené regulované uvolňování: Proces vytlačování umožnil přesnou kontrolu nad rychlostí uvolňování léčiva, což vedlo k profilu prodlouženým uvolňováním, který byl v souladu s terapeutickými cíli produktu.
• Rychlejší čas na trh: Laboratorní extruder umožnil rychlejší vývoj nové formulace léčiva zkrácením času potřebného k rozšíření procesu.
Výsledek: Společnost úspěšně spustila nový perorální léčivý produkt se zlepšenou rozpustností a kontrolovaným uvolňováním, které bylo schváleno regulačními orgány. Lék obdržel pozitivní zpětnou vazbu od zdravotnických pracovníků i pacientů, což zvyšuje portfolio společnosti.
3. případová studie: Polymerní průmysl - Sloučení biologicky rozložitelných polymerů
Společnost: Výzkumná společnost pro vědu o materiálech specializující se na udržitelné plasty
Cíl: Vývoj nového biologicky rozložitelného polymeru pro použití v ekologických řešeních balení.
Výzva: Společnost potřebovala vyvinout biologicky rozložitelný plast, který udržoval srovnatelnou sílu, trvanlivost a zpracování vlastností s tradičními plasty, jako je polyethylen (PE), ale byla šetrná k životnímu prostředí a po použití by se mohla snadněji rozkládat.
Řešení: Společnost použila extrudér s dvojitým šroubem v laboratorním měřítku na složené biologicky rozložitelné materiály, včetně polymerů na bázi škrobu a polyhydroxyalkanoát (PHA), s různými přísadami ke zlepšení zpracování, síly a flexibility. Extruder jim umožnil experimentovat s různými formulacemi, podmínkami vytlačování a míchání intenzit a vytvořit kompozitní materiál, který splnil standardy výkonu pro obaly.
Dopad:
• Inovace materiálu: Laboratorní extruder umožnil vývoj biologicky rozložitelné směsi polymeru, která udržovala žádoucí vlastnosti, jako je síla a flexibilita, což je vhodné pro aplikace balení.
• Přizpůsobení vlastností: Tým by mohl vyladit formulaci, aby optimalizoval výkon materiálu za různých podmínek, jako je odolnost proti vlhkosti a teplotní stabilita.
• Úspory nákladů: Experimentování v malém měřítku pomohlo minimalizovat odpad surovin, což činí vývojový proces efektivnější.
Výsledek: Společnost úspěšně vyvinula udržitelný a biologicky rozložitelný plastový materiál, který později přijala významná společnost pro balení spotřebního zboží. Tento krok pomohl společnosti splnit cíle udržitelnosti a reagovat na rostoucí poptávku spotřebitelů po ekologických produktech.
4. případová studie: Potravinářský průmysl-Vývoj analogů masa (rostlinné proteiny)
Společnost: Spuštění potravin na bázi rostlin
Cíl: Vyvinout rostlinnou alternativu masa s texturou a chutí podobnou skutečnému masu.
Výzva: Spuštění se snažilo vytvořit realistickou alternativu masa pro vegetariány a vegany. Výzvou bylo replikovat texturu, chuť a vzhled masa pomocí rostlinných ingrediencí při zachování výživného profilu.
Řešení: Startup využil extrudér s dvojitým šroubem v laboratoři pro zpracování různých rostlinných proteinů (např. PEA protein, sójový protein, pšeničný lepek) a vytvořil vláknitý masný texturu. Extrudér umožnil jemnou kontrolu konfigurace teploty, tlaku a šroubů pro optimalizaci textury a pocitu v ústech finálního produktu. Bylo testováno více formulací, přičemž extrudér poskytoval flexibilitu pro experimentování s různými zdroji proteinů a podmínkami zpracování.
I mpact:
• Optimalizace textury: Laboratorní extrudér umožnil vývoj rostlinného analogu masa, který napodoboval texturu a pocit v ústech tradičního masa, což zvyšovalo jeho přitažlivost pro spotřebitele.
• Vylepšení příchutí: Tým byl schopen vylepšit chuťový profil, což je ovládáním parametrů zpracování, jako je obsah a teplota vlhkosti a teplota, což je více podobné masa.
• Rychlejší iterace produktu: Schopnost rychle testovat různé formulace a procesy vedla k rychlejšímu iteraci a pomohla společnosti zdokonalovat její produkt.
Výsledek: Startup úspěšně spustil svou rostlinnou alternativu masa, která na trhu získala trakci díky realistické struktuře a chuti. Produkt byl nakonec vyzvednut několika hlavními řetězci potravin, rozšířil dosah společnosti a přispíval k rostoucímu trendu rostlinných potravinářských výrobků.
5. Případová studie: Automobilový průmysl - výroba termoplastických kompozitů
Společnost: Výrobce automobilů
Cíl: Vývoj lehkých, odolných kompozitních materiálů pro automobilové díly pro snížení hmotnosti vozidla a zlepšení palivové účinnosti.
Výzva: Výrobce chtěl nahradit tradiční kovové díly lehkými termoplastickými kompozity, které by mohly udržovat sílu a trvanlivost potřebnou pro automobilové aplikace a zároveň být nákladově efektivnější a šetrnější k životnímu prostředí.
Řešení: Výrobce použil laboratorní šroubový extrudér pro vývoj a složené termoplastické kompozitní materiály, integroval uhlíkové vlákna s polymerními matricemi k vytvoření lehkých, ale silných materiálů. Extrudér umožnil přesnou kontrolu nad podmínkami složení materiálu a zpracování a zajišťoval optimální disperzi vlákna a vlastnosti materiálu.
Dopad:
• Vylepšený výkon materiálu: Laboratorní extrudér usnadnil vývoj termoplastických kompozitů se zlepšenými mechanickými vlastnostmi, včetně pevnosti v tahu a odolnosti proti nárazu.
• Přizpůsobení materiálu: Společnost byla schopna přizpůsobit vlastnosti kompozitních materiálů pro specifické automobilové aplikace, jako jsou komponenty řídicího panelu a vnější panely.
• Efektivní prototypování: Schopnost provádět malé zkoušky umožnily rychlé prototypování a testování různých složených formulací, což zrychlil vývojový proces.
Výsledek: Společnost úspěšně vyvinula novou řadu lehkých, odolných termoplastických kompozitních materiálů, které byly použity v několika modelech vehikulu. Použití těchto materiálů pomohlo snížit celkovou hmotnost vozidla, zlepšit palivovou účinnost a splnit environmentální předpisy pro emise.
Závěr:
Laboratorní extrudéry se ukázaly jako zásadní nástroj ve výzkumu a vývoji napříč odvětvími, jako jsou potraviny, léčiva, polymery, automobilový průmysl a další. Tyto případové studie prokazují rozsáhlý dopad laboratorních extrudersů na umožňování inovací, zvyšování materiálových vlastností a urychlení procesu vývoje, což nakonec vede k efektivnějším a udržitelnějším metodám výroby.
