اکسترودرهای آزمایشگاهی با این امکان که محققان بتوانند مواد جدید را توسعه داده و آزمایش کنند ، فرآیندها و اصلاح فرمولاسیون محصول را بهینه سازی و آزمایش کنند ، تأثیر قابل توجهی در صنایع مختلف داشته اند. در زیر چند مطالعه موردی از صنایع مختلف وجود دارد که نشان می دهد چگونه اکسترودرهای آزمایشگاهی در نوآوری ها و فرایندهای بهبود یافته نقش داشته اند:
1. مطالعه موردی: صنایع غذایی - توسعه محصولات جدید میان وعده
شرکت : یک تولید کننده مواد غذایی میان وعده جهانی
هدف : برای ایجاد خط جدیدی از محصولات میان وعده سالم و اکسترود شده با محتوای فیبر بالا و طعم بهبود یافته.
چالش : این شرکت می خواست طیف وسیعی از گزینه های میان وعده سالم تر را با حداقل محتوای نفت ، فیبر بالاتر و پروفایل های بهتر طعم و مزه برای برآورده کردن تقاضای رو به رشد مصرف کننده برای گزینه های سالم تر ایجاد کند. آنها به فرآیندی احتیاج داشتند که بتواند مواد مختلفی (مانند غلات کامل ، فیبر و پروتئین های گیاهی) را اداره کند و بافت و طعم مداوم را ارائه دهد.
راه حل : این شرکت از یک اکسترودر غذایی در مقیاس آزمایشگاهی برای تهیه نمونه های مختلف میان وعده با استفاده از انواع مواد تشکیل دهنده استفاده کرد. اکسترودر به آنها اجازه داد تا شرایط پردازش را به خوبی تنظیم کنند (به عنوان مثال ، دما ، سرعت پیچ ، میزان رطوبت) برای بهینه سازی بافت و طعم محصول. با تنظیم پارامترها در زمان واقعی ، آنها توانستند رفتار پف کردن محصول را کنترل کنند و از یک بافت جذاب اطمینان حاصل کنند.
تأثیر :
• توسعه سریعتر محصول: اکسترودر آزمایشگاه آزمایش سریع و تکرار فرمولاسیون های مختلف را فعال کرده و زمان توسعه را 30 ٪ کاهش می دهد.
• کیفیت محصول بهبود یافته: میان وعده های جدید دارای بافت و عطر و طعم مداوم بودند و ویژگی های محصول مورد نظر را برآورده می کردند.
• کاهش هزینه ها: با استفاده از آزمایشات تولید در مقیاس کوچک ، این شرکت هدر رفتن مواد اولیه را به حداقل رساند و صرفه جویی در هزینه های آزمایشات در مقیاس بزرگ.
نتیجه: این شرکت با موفقیت خط جدیدی از میان وعده های سالم و اکسترود شده را که محبوبیت در بازار به دست آورد ، راه اندازی کرد و فروش در دسته میان وعده سالم را 15 ٪ افزایش داد.
2. مطالعه موردی: داروسازی-توسعه اکستروژن ذوب گرم برای تحویل دارو
شرکت: یک شرکت دارویی متخصص در فرمولاسیون های کنترل شده کنترل شده
هدف: ایجاد یک سیستم تحویل داروی خوراکی جدید برای یک داروی محلول در محلول با استفاده از اکستروژن ذوب گرم (HME).
چالش: شرکت داروسازی با چالش ایجاد فرمولاسیون برای یک ماده دارویی فعال محلول در محلول (API) برای تقویت دسترسی فراهمی زیستی و انتشار کنترل شده در بدن روبرو شد. روشهای سنتی فرمولاسیون در دستیابی به مشخصات انتشار مورد نظر موفق نبوده است.
راه حل: این شرکت برای توسعه فرمولاسیون جدید دارو به اکستروژن در مقیاس آزمایشگاه مراجعه کرد. اکسترودر به آنها این امکان را داد تا API را با مواد تحریک کننده (مانند ماتریس های پلیمری) مخلوط کرده و مخلوط را در گلوله های کنترل شده خارج کنند. فرآیند اکستروژن ذوب گرم به شرکت اجازه می دهد تا با ایجاد پراکندگی جامد پایدار دارو در یک ماتریس پلیمری ، بر مسئله حلالیت غلبه کند ، که باعث جذب بهتر در بدن می شود.
تأثیر:
• حلالیت دارویی پیشرفته: اکسترودر آزمایشگاه با موفقیت باعث افزایش حلالیت و فراهمی زیستی داروی محلول در محلول نشده و بهبود اثربخشی درمانی آن شد.
• نسخه کنترل شده بهبود یافته: فرایند اکستروژن امکان کنترل دقیق بر میزان انتشار دارو را فراهم می کند و منجر به یک پروفایل انتشار گسترده می شود که مطابق با اهداف درمانی محصول است.
• زمان سریعتر برای بازار: اکسترودر آزمایشگاه با کاهش زمان مورد نیاز برای مقیاس کردن روند ، سریعتر توسعه فرمولاسیون دارویی جدید را فعال کرد.
نتیجه: این شرکت با موفقیت محصول جدید داروهای دهان و دندان را با حلالیت بهبود یافته و آزادسازی کنترل شده ، که توسط نهادهای نظارتی تأیید شده است ، با موفقیت راه اندازی کرد. این دارو بازخورد مثبتی از متخصصان مراقبت های بهداشتی و بیماران دریافت کرد و باعث افزایش سبد محصولات این شرکت شد.
3. مطالعه موردی: صنعت پلیمر - ترکیب پلیمرهای تخریب پذیر
شرکت: یک شرکت تحقیقاتی علوم مواد متخصص در پلاستیک های پایدار
هدف: برای ایجاد یک پلیمر جدید تخریب پذیر برای استفاده در راه حل های بسته بندی سازگار با محیط زیست.
چالش: این شرکت نیاز به ایجاد پلاستیک زیست تخریب پذیر دارد که قدرت ، دوام و خواص پردازش قابل مقایسه را به پلاستیک های سنتی مانند پلی اتیلن (PE) حفظ می کند اما سازگار با محیط زیست بود و می تواند پس از استفاده راحت تر تجزیه شود.
راه حل: این شرکت از یک اکسترودر دوقلو در مقیاس آزمایشگاهی برای ترکیب مواد تخریب پذیر ترکیب شده ، از جمله پلیمرهای مبتنی بر نشاسته و پلی هیدروکسیکانوات (PHA) ، با مواد افزودنی مختلفی برای بهبود پردازش ، قدرت و انعطاف پذیری استفاده کرد. اکسترودر به آنها اجازه داد تا با فرمولاسیون های مختلف ، شرایط اکستروژن و مخلوط کردن شدت آزمایش کنند تا یک ماده کامپوزیت ایجاد کنند که مطابق با استانداردهای عملکردی برای بسته بندی باشد.
تأثیر:
• نوآوری مواد: اکسترودر آزمایشگاه باعث توسعه ترکیب پلیمری زیست تخریب پذیر می شود که خواص مطلوب مانند قدرت و انعطاف پذیری را حفظ کرده و آن را برای برنامه های بسته بندی مناسب می کند.
• سفارشی سازی خواص: تیم می تواند فرمولاسیون را به خوبی تنظیم کند تا عملکرد مواد را در شرایط مختلف مانند مقاومت در برابر رطوبت و پایداری دما بهینه کند.
• صرفه جویی در هزینه: آزمایش در مقیاس کوچک به به حداقل رساندن ضایعات مواد اولیه کمک کرده و باعث می شود روند توسعه مقرون به صرفه تر شود.
نتیجه: این شرکت با موفقیت یک ماده پلاستیکی پایدار و زیست تخریب پذیر را تهیه کرد که بعداً توسط یک شرکت عمده کالاهای مصرفی برای بسته بندی پذیرفته شد. این اقدام به شرکت کمک کرد تا اهداف پایداری خود را برآورده کند و به افزایش تقاضای مصرف کننده برای محصولات سازگار با محیط زیست پاسخ دهد.
4. مطالعه موردی: صنایع غذایی-توسعه آنالوگ های گوشت (پروتئین های گیاهی)
شرکت: یک راه اندازی مواد غذایی مبتنی بر گیاهان
هدف: ایجاد یک جایگزین گوشت گیاهی با بافت و طعم شبیه به گوشت واقعی.
چالش: این استارتاپ با هدف ایجاد یک جایگزین واقعی گوشت برای گیاهخواران و گیاهخواران بود. چالش این بود که ضمن حفظ مشخصات مغذی ، بافت ، طعم و ظاهر گوشت را با استفاده از مواد گیاهی مبتنی بر استفاده کنید.
راه حل: این راه اندازی از یک اکسترودر دوقلو در مقیاس آزمایشگاهی برای پردازش پروتئین های مختلف گیاهی (به عنوان مثال ، پروتئین نخود ، پروتئین سویا ، گلوتن گندم) استفاده کرده و یک بافت فیبر و مانند گوشت ایجاد می کند. اکسترودر امکان کنترل دقیق دما ، فشار و پیکربندی پیچ را برای بهینه سازی بافت و دهان و دندان محصول نهایی فراهم کرد. فرمولاسیون های چندگانه مورد آزمایش قرار گرفتند که اکسترودر انعطاف پذیری را برای آزمایش با منابع مختلف پروتئین و شرایط پردازش فراهم می کند.
من mpact:
• بهینه سازی بافت: اکسترودر آزمایشگاه باعث توسعه یک آنالوگ گوشت گیاهی شد که از بافت و دهان و دندان گوشت سنتی تقلید می کند و باعث افزایش جذابیت آن برای مصرف کنندگان می شود.
• تقویت طعم: با کنترل پارامترهای پردازش مانند میزان رطوبت و دما ، تیم قادر به تقویت مشخصات طعم دهنده بود و آن را مانند گوشت تر می کند.
• تکرار سریعتر محصول: امکان آزمایش سریع فرمولاسیون ها و فرآیندهای مختلف منجر به تکرارهای سریعتر شد و به شرکت کمک کرد تا محصول خود را اصلاح کند.
نتیجه: این استارتاپ با موفقیت جایگزین گوشت گیاهی خود را که به دلیل بافت و طعم واقع بینانه خود ، در بازار به دست آورد ، راه اندازی کرد. این محصول سرانجام توسط چندین زنجیره مواد غذایی مهم جمع آوری شد و دسترسی این شرکت را گسترش داده و به روند رو به رشد محصولات غذایی مبتنی بر گیاهان کمک می کند.
5. مطالعه موردی: صنعت خودرو - تولید کامپوزیت های ترموپلاستیک
شرکت: یک تولید کننده خودرو
هدف: برای توسعه مواد کامپوزیت سبک و بادوام برای قطعات خودرو برای کاهش وزن وسیله نقلیه و بهبود راندمان سوخت.
چالش: سازنده می خواست قطعات فلزی سنتی را با کامپوزیت های ترموپلاستیک سبک وزن جایگزین کند ، که می تواند قدرت و دوام مورد نیاز برای کاربردهای خودرو را حفظ کند در حالی که مقرون به صرفه تر و سازگار با محیط زیست است.
راه حل: سازنده از یک اکسترودر دوقلو در مقیاس آزمایشگاهی برای تولید و ترکیب مواد کامپوزیت ترموپلاستیک استفاده کرده و الیاف کربن را با ماتریس های پلیمری ادغام می کند تا مواد سبک و در عین حال قوی ایجاد کند. اکسترودر امکان کنترل دقیق بر ترکیب مواد و شرایط پردازش را فراهم می کند و از پراکندگی بهینه فیبر و خصوصیات مواد اطمینان می دهد.
تأثیر:
• عملکرد پیشرفته مواد: آزمایشگاه اکسترودر توسعه کامپوزیت های ترموپلاستیک با خصوصیات مکانیکی بهبود یافته ، از جمله استحکام کششی و مقاومت در برابر ضربه را تسهیل کرد.
• سفارشی سازی مواد: این شرکت توانست خواص مواد کامپوزیت را برای برنامه های خاص خودرو مانند اجزای داشبورد و پانل های بیرونی سفارشی کند.
• نمونه سازی کارآمد: توانایی انجام آزمایشات در مقیاس کوچک امکان نمونه سازی سریع و آزمایش فرمولاسیون های کامپوزیت مختلف را فراهم می کند و روند توسعه را سرعت می بخشد.
نتیجه: این شرکت با موفقیت طیف جدیدی از مواد کامپوزیت ترموپلاستیک با دوام و با دوام را که در چندین مدل وسیله نقلیه مورد استفاده قرار گرفت ، توسعه داد. استفاده از این مواد به کاهش وزن کلی وسیله نقلیه ، بهبود راندمان سوخت و رعایت مقررات زیست محیطی برای تولید گازهای گلخانه ای کمک کرده است.
نتیجه گیری:
اکسترودرهای آزمایشگاهی ثابت کرده اند که ابزاری اساسی در تحقیق و توسعه در صنایع مانند مواد غذایی ، داروسازی ، پلیمرها ، خودرو و موارد دیگر است. این مطالعات موردی نشان دهنده تأثیر گسترده اکسترودرهای آزمایشگاهی در فعال کردن نوآوری ، تقویت خصوصیات مواد و سرعت بخشیدن به روند توسعه است که در نهایت منجر به روش های تولید کارآمدتر و پایدار می شود.
