Lab -ekstrudere har haft en betydelig indflydelse på tværs af flere brancher ved at gøre det muligt for forskere at udvikle og teste nye materialer effektivt, optimere processer og forfine produktformuleringer. Nedenfor er et par casestudier fra forskellige brancher, der viser, hvordan laboratorieekstrudere har bidraget til innovationer og forbedrede processer:
1. Casestudie: Fødevareindustri - Udvikling af nye snackprodukter
Virksomhed : En global fødevareproducent
Mål : At udvikle en ny linje med sunde, ekstruderede snackprodukter med højt fiberindhold og forbedret smag.
Udfordring : Virksomheden ønskede at skabe en række sundere snackmuligheder med minimalt olieindhold, højere fiber og forbedrede smagsprofiler for at imødekomme voksende forbrugernes efterspørgsel efter sundere alternativer. De havde brug for en proces, der kunne håndtere forskellige ingredienser (såsom fuldkorn, fiber og plantebaserede proteiner) og levere ensartet struktur og smag.
Løsning : Virksomheden brugte en fødevareekstruder til laboratorieskala til at udvikle flere prototyper af snacks ved hjælp af en række ingredienser. Ekstruderen gjorde det muligt for dem at finjustere behandlingsbetingelser (f.eks. Temperatur, skruehastighed, fugtindhold) for at optimere produktets struktur og smag. Ved at justere parametre i realtid var de i stand til at kontrollere produktets pustende opførsel og sikre en tiltalende struktur.
Indflydelse :
• Hurtigere produktudvikling: Lab -ekstruderen muliggjorde hurtig test og iteration af forskellige formuleringer, hvilket reducerede udviklingstiden med 30%.
• Forbedret produktkvalitet: De nye snacks havde en konsekvent struktur og smag og opfyldte de ønskede produktegenskaber.
• Reducerede omkostninger: Ved at bruge små produktionsforsøg minimerede virksomheden råmateriale spild og sparede på omkostningerne ved store forsøg.
Resultat: Virksomheden lancerede med succes en ny linje med sunde, ekstruderede snacks, der fik popularitet på markedet, hvilket øgede salget i den sundere snackkategori med 15%.
2. Casestudie: Pharmaceuticals-Udvikling af varmmeltekstrudering til lægemiddelafgivelse
Virksomhed: Et farmaceutisk firma, der er specialiseret i formuleringer af kontrolleret frigivelse
Formål: At udvikle et nyt oralt lægemiddelafgivelsessystem til et dårligt opløseligt lægemiddel ved hjælp af varmmeltekstrudering (HME).
Udfordring: Det farmaceutiske selskab stod overfor udfordringen med at udvikle en formulering til en dårligt opløselig aktiv farmaceutisk ingrediens (API) for at forbedre dens biotilgængelighed og kontrollerede frigivelse i kroppen. Traditionelle formuleringsmetoder havde ikke haft succes med at opnå den ønskede frigivelsesprofil.
Løsning: Virksomheden henvendte sig til laboratorie-skala varmmeltekstrudering for at udvikle den nye lægemiddelformulering. Ekstruderen gjorde dem i stand til at blande API med excipienser (såsom polymermatrixer) og ekstrudere blandingen i pellets af kontrolleret frigivelse. Den varme smelteekstruderingsproces gjorde det muligt for virksomheden at overvinde opløselighedsproblemet ved at skabe en stabil solid spredning af lægemidlet i en polymermatrix, hvilket letter bedre absorption i kroppen.
Indflydelse:
• Forbedret lægemiddelopløselighed: Lab -ekstruderen forbedrede opløseligheden og biotilgængeligheden af det dårligt opløselige lægemiddel med succes, hvilket forbedrede dets terapeutiske effektivitet.
• Forbedret kontrolleret frigivelse: Ekstruderingsprocessen muliggjorde præcis kontrol over frigivelseshastigheden for lægemidlet, hvilket førte til en udvidet frigørelsesprofil, der var tilpasset produktets terapeutiske mål.
• Hurtigere tid til at markedsføre: Lab -ekstruderen muliggjorde hurtigere udvikling af den nye lægemiddelformulering ved at reducere den tid, der er nødvendig for at opskalere processen.
Resultat: Virksomheden lancerede med succes det nye orale lægemiddelprodukt med forbedret opløselighed og kontrolleret frigivelse, som blev godkendt af regulerende organer. Lægemidlet modtog positiv feedback fra både sundhedsfagfolk og patienter og øgede virksomhedens produktportefølje.
3. Casestudie: Polymerindustri - sammensætning af bionedbrydelige polymerer
Virksomhed: Et materialevidenskabeligt forskningsfirma med speciale i bæredygtig plastik
Mål: At udvikle en ny bionedbrydelig polymer til brug i miljøvenlige emballageløsninger.
Udfordring: Virksomheden havde brug for at udvikle en biologisk nedbrydelig plast, der opretholdt sammenlignelig styrke, holdbarhed og behandlingsegenskaber til traditionel plast som polyethylen (PE), men var miljøvenlig og kunne nedbryde lettere efter brug.
Løsning: Virksomheden brugte en lab-skala dobbeltskruekstruder til sammensatte bionedbrydelige materialer, herunder stivelsesbaserede og polyhydroxyalkanoat (PHA) -polymerer, med forskellige tilsætningsstoffer til forbedring af behandling, styrke og fleksibilitet. Ekstruderen gjorde det muligt for dem at eksperimentere med forskellige formuleringer, ekstruderingsbetingelser og blandeintensiteter for at skabe et sammensat materiale, der opfyldte ydelsesstandarder for emballering.
Indflydelse:
• Materiel innovation: Lab -ekstruderen muliggjorde udviklingen af en bionedbrydelig polymerblanding, der opretholdt ønskelige egenskaber som styrke og fleksibilitet, hvilket gjorde den velegnet til emballageapplikationer.
• Tilpasning af egenskaber: Holdet kunne finjustere formuleringen for at optimere materialets ydelse under forskellige forhold, såsom fugtmodstand og temperaturstabilitet.
• Omkostningsbesparelser: Eksperimentering i små skalaer hjalp med at minimere råmaterialaffald, hvilket gjorde udviklingsprocessen mere omkostningseffektiv.
Resultat: Virksomheden udviklede med succes et bæredygtigt og bionedbrydeligt plastmateriale, der senere blev vedtaget af et større forbrugsvarer til emballering. Dette skridt hjalp virksomheden med at opfylde sine bæredygtighedsmål og reagere på voksende forbrugernes efterspørgsel efter miljøvenlige produkter.
4. Casestudie: Fødevareindustri-Udvikling af kødanaloger (plantebaserede proteiner)
Virksomhed: En plantebaseret madstart
Formål: At udvikle et plantebaseret kødalternativ med tekstur og smag svarende til ægte kød.
Udfordring: Opstarten sigtede mod at skabe et realistisk kødalternativ til vegetarer og veganere. Udfordringen var at gentage tekstur, smag og udseende af kød ved hjælp af plantebaserede ingredienser, mens man opretholder en nærende profil.
Løsning: Opstarten anvendte en laboratorieskala tvillingskruekstruder til behandling af forskellige planteproteiner (f.eks. PEA-protein, sojaprotein, hvedegluten) og skaber en fibrøs, kødlignende struktur. Ekstruderen muliggjorde fin kontrol af temperaturen, trykket og skruekonfigurationen for at optimere det endelige produkts tekstur og mundfølelse. Flere formuleringer blev testet, hvor ekstruderen gav fleksibiliteten til at eksperimentere med forskellige proteinkilder og behandlingsbetingelser.
Jeg mpact:
• Teksturoptimering: Lab-ekstruderen muliggjorde udviklingen af en plantebaseret kødanalog, der efterlignede tekstur og mundfølelse af traditionelt kød, hvilket forbedrede appellen til forbrugerne.
• Smagsforbedring: Ved at kontrollere behandlingsparametre som fugtindhold og temperatur var teamet i stand til at forbedre smagsprofilen, hvilket gjorde det mere kødlignende.
• Hurtigere iteration af produkt: Evnen til hurtigt at teste forskellige formuleringer og processer førte til hurtigere iterationer, hvilket hjalp virksomheden med at forfine sit produkt.
Resultat: Opstarten lancerede med succes sit plantebaserede kødalternativ, der fik trækkraft på markedet på grund af dets realistiske struktur og smag. Produktet blev til sidst afhentet af flere større købmandskæder, hvilket udvidede virksomhedens rækkevidde og bidrog til den voksende tendens med plantebaserede fødevarer.
5. Casestudie: Automotive Industry - Produktion af termoplastiske kompositter
Virksomhed: en bilproducent
Formål: At udvikle lette, holdbare sammensatte materialer til bildele for at reducere køretøjets vægt og forbedre brændstofeffektiviteten.
Udfordring: Producenten ønskede at erstatte traditionelle metaldele med lette termoplastiske kompositter, som kunne opretholde den styrke og holdbarhed, der kræves til bilapplikationer, mens de var mere omkostningseffektive og miljøvenlige.
Løsning: Producenten brugte en lab-skala tvillingskruekstruder til at udvikle og sammensatte termoplastiske kompositmaterialer, integrerede carbonfibre med polymermatrixer for at skabe lette, men alligevel stærke materialer. Ekstruderen muliggjorde præcis kontrol over materialesammensætningen og behandlingsbetingelserne, hvilket sikrede optimal fiberdispersion og materialegenskaber.
Indflydelse:
• Forbedret materialeydelse: Lab -ekstruderet lettede udviklingen af termoplastiske kompositter med forbedrede mekaniske egenskaber, herunder trækstyrke og påvirkningsresistens.
• Materiel tilpasning: Virksomheden var i stand til at tilpasse egenskaberne ved de sammensatte materialer til specifikke bilapplikationer, såsom instrumentbrætkomponenter og udvendige paneler.
• Effektiv prototype: Evnen til at udføre småskala forsøg muliggjorde hurtig prototype og test af forskellige sammensatte formuleringer, hvilket fremskynder udviklingsprocessen.
Resultat: Virksomheden udviklede med succes en ny række lette, holdbare termoplastiske kompositmaterialer, der blev brugt i flere køretøjsmodeller. Brugen af disse materialer hjalp med at reducere køretøjets samlede vægt, forbedre brændstofeffektiviteten og opfylde miljøreglerne for emissioner.
Konklusion:
Lab -ekstrudere har vist sig at være et vigtigt værktøj i forskning og udvikling på tværs af brancher som mad, farmaceutiske stoffer, polymerer, bilindustrien og mere. Disse casestudier demonstrerer den omfattende virkning af laboratorieekstrudere på at muliggøre innovation, forbedre materialegenskaber og fremskynde udviklingsprocessen, hvilket i sidste ende fører til mere effektive og bæredygtige produktionsmetoder.
