Los extrusores de laboratorio han tenido un impacto significativo en múltiples industrias al permitir a los investigadores desarrollar y probar eficientemente nuevos materiales, optimizar los procesos y refinar las formulaciones de productos. A continuación se presentan algunos estudios de casos de diferentes industrias que muestran cómo los extrusores de laboratorio han contribuido a innovaciones y procesos mejorados:
1. Estudio de caso: Industria alimentaria - Desarrollo de nuevos productos de bocadillos
Compañía : un fabricante global de alimentos de bocadillos
Objetivo : desarrollar una nueva línea de productos sanos y extruidos con alto contenido de fibra y un mejor sabor.
Desafío : la compañía quería crear una gama de opciones de bocadillos más saludables con contenido de petróleo mínimo, fibra más alta y mejores perfiles de gusto para satisfacer la creciente demanda de los consumidores de alternativas más saludables. Necesitaban un proceso que pudiera manejar diversos ingredientes (como granos integrales, fibra y proteínas a base de plantas) y ofrecer una textura y sabor consistentes.
Solución : la compañía utilizó una extrusora de alimentos a escala de laboratorio para desarrollar múltiples prototipos de bocadillos utilizando una variedad de ingredientes. El extrusor les permitió ajustar las condiciones de procesamiento (por ejemplo, temperatura, velocidad de tornillo, contenido de humedad) para optimizar la textura y el sabor del producto. Al ajustar los parámetros en tiempo real, pudieron controlar el comportamiento de resbalación del producto, asegurando una textura atractiva.
Impacto :
• Desarrollo de productos más rápido: el extrusor de laboratorio permitió pruebas rápidas y iteración de diferentes formulaciones, reduciendo el tiempo de desarrollo en un 30%.
• Calidad mejorada del producto: los nuevos bocadillos tenían una textura y un sabor consistentes, cumpliendo con las características del producto deseadas.
• Costos reducidos: al usar pruebas de producción a pequeña escala, la compañía minimizó el desperdicio de materia prima, ahorrando los costos de los ensayos a gran escala.
Resultado: la compañía lanzó con éxito una nueva línea de bocadillos sanos y extruidos, que ganó popularidad en el mercado, aumentando las ventas en la categoría de refrigerios más saludables en un 15%.
2. Estudio de caso: productos farmacéuticos: desarrollo de extrusión en caliente para la administración de fármacos
Compañía: una compañía farmacéutica especializada en formulaciones de liberación controlada
Objetivo: desarrollar un nuevo sistema de administración de fármacos orales para un fármaco mal soluble con extrusión en caliente (HME).
Desafío: la compañía farmacéutica se enfrentó al desafío de desarrollar una formulación para un ingrediente farmacéutico activo (API) mal soluble para mejorar su biodisponibilidad y liberación controlada en el cuerpo. Los métodos tradicionales de formulación no habían tenido éxito en lograr el perfil de liberación deseado.
Solución: La compañía recurrió a la extrusión en caliente a escala de laboratorio para desarrollar la nueva formulación de drogas. El extrusor les permitió mezclar la API con excipientes (como matrices de polímeros) y extruir la mezcla en gránulos de liberación controlada. El proceso de extrusión en caliente permitió a la compañía superar el problema de solubilidad al crear una dispersión sólida estable del fármaco en una matriz de polímero, que facilitó una mejor absorción en el cuerpo.
Impacto:
• Solubilidad en el fármaco mejorada: el extrusor de laboratorio mejoró con éxito la solubilidad y la biodisponibilidad del fármaco mal soluble, mejorando su efectividad terapéutica.
• Liberación controlada mejorada: el proceso de extrusión permitió un control preciso sobre la tasa de liberación del medicamento, lo que lleva a un perfil de liberación extendido que se alineó con los objetivos terapéuticos del producto.
• Tiempo más rápido para comercializar: el extrusor de laboratorio permitió un desarrollo más rápido de la nueva formulación de medicamentos al reducir el tiempo necesario para ampliar el proceso.
Resultado: la compañía lanzó con éxito el nuevo medicamento oral con una solubilidad mejorada y liberación controlada, que fue aprobada por organismos regulatorios. El medicamento recibió comentarios positivos de profesionales de la salud y pacientes, lo que aumenta la cartera de productos de la compañía.
3. Estudio de caso: Industria de polímeros: compuesto de polímeros biodegradables
Compañía: una empresa de investigación de ciencias de materiales especializada en plásticos sostenibles
Objetivo: desarrollar un nuevo polímero biodegradable para su uso en soluciones de embalaje ecológicas.
Desafío: la compañía necesitaba desarrollar un plástico biodegradable que mantuviera la resistencia comparable, la durabilidad y las propiedades de procesamiento de los plásticos tradicionales como el polietileno (PE), pero que fuera ecológico y podría descomponerse más fácilmente después del uso.
Solución: La compañía utilizó una extrusora de bucle de bucle a escala de laboratorio para compuestos por materiales biodegradables, incluidos los polímeros a base de almidón y polihidroxialalcanoato (PHA), con varios aditivos para mejorar el procesamiento, la resistencia y la flexibilidad. El extrusor les permitió experimentar con diferentes formulaciones, condiciones de extrusión e intensidades de mezcla para crear un material compuesto que cumpliera con los estándares de rendimiento para el envasado.
Impacto:
• Innovación de materiales: el extrusor de laboratorio permitió el desarrollo de una mezcla de polímeros biodegradables que mantenía propiedades deseables como la resistencia y la flexibilidad, lo que lo hacía adecuado para aplicaciones de empaque.
• Personalización de las propiedades: el equipo podría ajustar la formulación para optimizar el rendimiento del material en diferentes condiciones, como la resistencia a la humedad y la estabilidad de la temperatura.
• Ahorros de costos: la experimentación a pequeña escala ayudó a minimizar el desperdicio de materias primas, haciendo que el proceso de desarrollo sea más rentable.
Resultado: la compañía desarrolló con éxito un material plástico sostenible y biodegradable que luego fue adoptado por una importante compañía de bienes de consumo para empaquetar. Este movimiento ayudó a la compañía a cumplir con sus objetivos de sostenibilidad y responder a la creciente demanda de los consumidores de productos ecológicos.
4. Estudio de caso: Industria alimentaria-Desarrollo de análogos de carne (proteínas a base de plantas)
Compañía: una startup de alimentos a base de plantas
Objetivo: desarrollar una alternativa de carne a base de plantas con textura y sabor similar a la carne real.
Desafío: la startup tenía como objetivo crear una alternativa de carne realista para vegetarianos y veganos. El desafío era replicar la textura, el sabor y la apariencia de carne utilizando ingredientes a base de plantas mientras mantenía un perfil nutritivo.
Solución: La startup utilizó un extrusor de doble tornillo a escala de laboratorio para procesar varias proteínas vegetales (por ejemplo, proteína de guisante, proteína de soja, gluten de trigo) y crear una textura fibrosa y similar a la carne. El extrusor permitió un control fino de la configuración de temperatura, presión y tornillo para optimizar la textura y la sensación en la boca del producto final. Se probaron múltiples formulaciones, y el extrusor proporcionó la flexibilidad para experimentar con diferentes fuentes de proteínas y condiciones de procesamiento.
Impacto :
• Optimización de textura: el extrusor de laboratorio permitió el desarrollo de un análogo de carne a base de plantas que imitaba la textura y la sensación de la boca de la carne tradicional, mejorando su atractivo para los consumidores.
• Mejora del sabor: al controlar los parámetros de procesamiento, como el contenido de humedad y la temperatura, el equipo pudo mejorar el perfil del sabor, lo que lo hace más parecido a la carne.
• iteración del producto más rápida: la capacidad de probar rápidamente diferentes formulaciones y procesos condujo a iteraciones más rápidas, ayudando a la empresa a refinar su producto.
Resultado: La startup lanzó con éxito su alternativa de carne a base de plantas, que ganó tracción en el mercado debido a su textura y sabor realistas. El producto finalmente fue recogido por varias cadenas de comestibles importantes, expandiendo el alcance de la compañía y contribuyendo a la creciente tendencia de los productos alimenticios a base de plantas.
5. Estudio de caso: Industria automotriz: producción de compuestos termoplásticos
Compañía: un fabricante automotriz
Objetivo: desarrollar materiales compuestos livianos y duraderos para piezas automotrices para reducir el peso del vehículo y mejorar la eficiencia del combustible.
Desafío: el fabricante quería reemplazar piezas de metal tradicionales con compuestos termoplásticos livianos, lo que podría mantener la resistencia y la durabilidad requerida para las aplicaciones automotrices, mientras que son más rentables y ecológicos.
Solución: El fabricante utilizó una extrusora de bucas a escala de laboratorio para desarrollar y compuestos materiales compuestos termoplásticos, integrando fibras de carbono con matrices de polímeros para crear materiales livianos pero fuertes. El extrusor permitió un control preciso sobre la composición del material y las condiciones de procesamiento, asegurando la dispersión óptima de la fibra y las propiedades del material.
Impacto:
• Rendimiento mejorado del material: el extrusor de laboratorio facilitó el desarrollo de compuestos termoplásticos con propiedades mecánicas mejoradas, incluida la resistencia a la tracción y la resistencia al impacto.
• Personalización de material: la compañía pudo personalizar las propiedades de los materiales compuestos para aplicaciones automotrices específicas, como componentes del tablero y paneles exteriores.
• Prototipos eficientes: la capacidad de realizar pruebas a pequeña escala permitió una prototipos y pruebas rápidas de diferentes formulaciones compuestas, acelerando el proceso de desarrollo.
Resultado: la compañía desarrolló con éxito una nueva gama de materiales compuestos termoplásticos ligeros y duraderos, que se utilizaron en varios modelos de vehículos. El uso de estos materiales ayudó a reducir el peso total del vehículo, mejorar la eficiencia del combustible y cumplir con las regulaciones ambientales para las emisiones.
Conclusión:
Los extrusores de laboratorio han demostrado ser una herramienta vital en investigación y desarrollo en todas las industrias como alimentos, productos farmacéuticos, polímeros, automotriz y más. Estos estudios de caso demuestran el amplio impacto de los extrusores de laboratorio en la habilitación de la innovación, mejorar las propiedades del material y acelerar el proceso de desarrollo, lo que finalmente conduce a métodos de producción más eficientes y sostenibles.
