Lab -ekstrudere har hatt en betydelig innvirkning på flere bransjer ved å gjøre det mulig for forskere å effektivt utvikle og teste nye materialer, optimalisere prosesser og avgrense produktformuleringer. Nedenfor er noen få casestudier fra forskjellige bransjer som viser hvordan laboratorieutstyr har bidratt til innovasjoner og forbedrede prosesser:
1. Casestudie: Matindustri - Utvikling av nye snackprodukter
Firma : en global produsent av snackmat
Mål : Å utvikle en ny linje med sunne, ekstruderte snackprodukter med høyt fiberinnhold og forbedret smak.
Utfordring : Selskapet ønsket å lage en rekke sunnere snackalternativer med minimalt oljeinnhold, høyere fiber og forbedrede smaksprofiler for å møte økende etterspørsel etter forbrukere etter sunnere alternativer. De trengte en prosess som kunne håndtere forskjellige ingredienser (for eksempel fullkorn, fiber og plantebaserte proteiner) og levere jevn tekstur og smak.
Løsning : Selskapet benyttet seg av en laboratorieskala matekstruder for å utvikle flere prototyper av snacks ved hjelp av en rekke ingredienser. Ekstruderen tillot dem å finjustere behandlingsforhold (f.eks. Temperatur, skruehastighet, fuktighetsinnhold) for å optimalisere produktets tekstur og smak. Ved å justere parametere i sanntid, var de i stand til å kontrollere puffatferden til produktet, og sikre en tiltalende tekstur.
Innvirkning :
• Raskere produktutvikling: Lab -ekstruderen muliggjorde rask testing og iterasjon av forskjellige formuleringer, noe som reduserte utviklingstiden med 30%.
• Forbedret produktkvalitet: De nye snacks hadde en jevn tekstur og smak, og oppfylte de ønskede produktegenskapene.
• Reduserte kostnader: Ved å bruke småskala produksjonsforsøk, minimerte selskapet råstoffavfall, og sparte på kostnadene ved store studier.
Utfall: Selskapet lanserte vellykket en ny linje med sunne, ekstruderte snacks, som fikk popularitet i markedet, og økte salget i kategorien sunnere snacks med 15%.
2. Casestudie: Farmasøytiske stoffer-Utvikling av hot-smelte ekstrudering for medikamentlevering
Firma: Et farmasøytisk selskap som spesialiserer seg på formuleringer med kontrollert frigjøring
Mål: Å utvikle et nytt oralt medikamentleveringssystem for et dårlig oppløselig medikament ved bruk av hot-smelte ekstrudering (HME).
Utfordring: det farmasøytiske selskapet ble møtt med utfordringen med å utvikle en formulering for en dårlig oppløselig aktiv farmasøytisk ingrediens (API) for å forbedre dens biotilgjengelighet og kontrollert frigjøring i kroppen. Tradisjonelle formuleringsmetoder hadde ikke lyktes med å oppnå ønsket utgivelsesprofil.
Løsning: Selskapet henvendte seg til lab-skala med hot-smelte ekstrudering for å utvikle den nye medikamentformuleringen. Ekstruderen gjorde dem i stand til å blande API med hjelpestoffer (for eksempel polymermatriser) og ekstrudere blandingen i pellets med kontrollert frigivelse. Hot-smelte ekstruderingsprosessen tillot selskapet å overvinne løselighetsproblemet ved å lage en stabil fast spredning av medikamentet i en polymermatrise, som letter bedre absorpsjon i kroppen.
Påvirkning:
• Forbedret medikamentløselighet: Lab -ekstruderen forbedret løseligheten og biotilgjengeligheten til det dårlig oppløselige medikamentet, og forbedret dets terapeutiske effektivitet.
• Forbedret kontrollert frigjøring: Ekstruderingsprosessen tillot presis kontroll over frigjøringshastigheten til stoffet, noe som førte til en utvidet frigjøringsprofil som stemmer overens med produktets terapeutiske mål.
• Raskere tid til marked: Lab -ekstruderen muliggjorde raskere utvikling av den nye medikamentformuleringen ved å redusere tiden som trengs for å skalere opp prosessen.
Resultat: Selskapet lanserte vellykket det nye orale medikamentproduktet med forbedret løselighet og kontrollert utgivelse, som ble godkjent av reguleringsorganer. Legemidlet fikk positive tilbakemeldinger fra både helsepersonell og pasienter, og økte selskapets produktportefølje.
3. Casestudie: Polymerindustri - Forbindelse av biologisk nedbrytbare polymerer
Selskap: Et materialvitenskapelig forskningsselskap som spesialiserer seg på bærekraftig plast
Mål: Å utvikle en ny biologisk nedbrytbar polymer for bruk i miljøvennlige emballasjeløsninger.
Utfordring: Selskapet trengte å utvikle en biologisk nedbrytbar plast som opprettholdt sammenlignbar styrke, holdbarhet og prosesseringsegenskaper til tradisjonell plast som polyetylen (PE), men var miljøvennlig og kunne bryte ned lettere etter bruk.
Løsning: Selskapet brukte en labskala tvillingsskrue ekstruder for å sammensette biologisk nedbrytbare materialer, inkludert stivelsesbaserte og polyhydroxyalkanoate (PHA) polymerer, med forskjellige tilsetningsstoffer for å forbedre prosessering, styrke og fleksibilitet. Ekstruderen tillot dem å eksperimentere med forskjellige formuleringer, ekstruderingsbetingelser og blandingsintensiteter for å lage et sammensatt materiale som oppfylte ytelsesstandarder for emballasje.
Påvirkning:
• Materiell innovasjon: Lab -ekstruderen muliggjorde utvikling av en biologisk nedbrytbar polymerblanding som opprettholdt ønskelige egenskaper som styrke og fleksibilitet, noe som gjorde den egnet for emballasjeapplikasjoner.
• Tilpasning av egenskaper: Teamet kan finjustere formuleringen for å optimalisere materialets ytelse under forskjellige forhold, for eksempel fuktighetsmotstand og temperaturstabilitet.
• Kostnadsbesparelser: Småskala eksperimentering bidro til å minimere råstoffavfall, noe som gjorde utviklingsprosessen mer kostnadseffektiv.
Resultat: Selskapet utviklet vellykket et bærekraftig og biologisk nedbrytbart plastmateriale som senere ble adoptert av et stort forbruksvareselskap for emballasje. Dette trekket hjalp selskapet med å oppfylle bærekraftsmålene og svare på økende etterspørsel etter forbrukere etter miljøvennlige produkter.
4. Casestudie: Matindustri-Utvikling av kjøttanaloger (plantebaserte proteiner)
Firma: En plantebasert matstart
Mål: Å utvikle et plantebasert kjøttalternativ med tekstur og smak som ligner på ekte kjøtt.
Utfordring: Oppstarten hadde som mål å skape et realistisk kjøttalternativ for vegetarianere og veganere. Utfordringen var å gjenskape tekstur, smak og utseende av kjøtt ved bruk av plantebaserte ingredienser og samtidig opprettholde en næringsrik profil.
Løsning: Oppstarten benyttet seg av en lab-skala tvillingsskrue-ekstruder for å behandle forskjellige planteproteiner (f.eks. PEA-protein, soyaprotein, hvetegluten) og skapte en fibrøs, kjøttlignende tekstur. Ekstruderen tillot fin kontroll av temperatur, trykk og skruekonfigurasjon for å optimalisere tekstur og munnfølelse på sluttproduktet. Flere formuleringer ble testet, med ekstruderen som ga fleksibilitet til å eksperimentere med forskjellige proteinkilder og prosesseringsforhold.
Jeg mpact:
• Teksturoptimalisering: Lab-ekstruderen muliggjorde utvikling av en plantebasert kjøttanalog som etterlignet tekstur og munnfølelse av tradisjonelt kjøtt, og forbedret appellen til forbrukerne.
• Forbedring av smak: Ved å kontrollere prosesseringsparametere som fuktighetsinnhold og temperatur, var teamet i stand til å forbedre smaksprofilen, noe som gjorde det mer kjøttlignende.
• Raskere produkt iterasjon: Evnen til raskt å teste forskjellige formuleringer og prosesser førte til raskere iterasjoner, og hjalp selskapet med å avgrense produktet.
Resultat: Oppstarten lanserte med suksess sitt plantebaserte kjøttalternativ, som fikk trekkraft i markedet på grunn av dens realistiske tekstur og smak. Produktet ble til slutt plukket opp av flere store dagligvarekjeder, og utvidet selskapets rekkevidde og bidro til den økende trenden med plantebaserte matprodukter.
5. Casestudie: Bilindustri - Produksjon av termoplastiske kompositter
Firma: en bilprodusent
Mål: Å utvikle lette, holdbare komposittmaterialer for bildeler for å redusere kjøretøyets vekt og forbedre drivstoffeffektiviteten.
Utfordring: Produsenten ønsket å erstatte tradisjonelle metalldeler med lette termoplastiske kompositter, som kunne opprettholde styrken og holdbarheten som kreves for bilapplikasjoner og samtidig være mer kostnadseffektiv og miljøvennlig.
Løsning: Produsenten brukte en labskala tvillingskrue ekstruder for å utvikle og sammensatte termoplastiske komposittmaterialer, og integrere karbonfibre med polymermatriser for å lage lette, men likevel sterke materialer. Ekstruderen tillot presis kontroll over materialkomposisjonen og prosesseringsforholdene, og sikret optimal fiberdispersjon og materialegenskaper.
Påvirkning:
• Forbedret materialytelse: Lab -ekstruderen letter utviklingen av termoplastiske kompositter med forbedrede mekaniske egenskaper, inkludert strekkfasthet og påvirkningsmotstand.
• Materialtilpasning: Selskapet var i stand til å tilpasse egenskapene til komposittmaterialene for spesifikke bilapplikasjoner, for eksempel dashbordkomponenter og utvendige paneler.
• Effektiv prototyping: Evnen til å utføre småskala-studier muliggjorde rask prototyping og testing av forskjellige komposittformuleringer, og fremskynder utviklingsprosessen.
Resultat: Selskapet utviklet vellykket et nytt utvalg av lette, slitesterke termoplastiske komposittmaterialer, som ble brukt i flere kjøretøymodeller. Bruken av disse materialene bidro til å redusere kjøretøyets totale vekt, forbedre drivstoffeffektiviteten og oppfylle miljøforskrifter for utslipp.
Konklusjon:
Lab -ekstrudere har vist seg å være et viktig verktøy innen forskning og utvikling på tvers av bransjer som mat, legemidler, polymerer, bilindustri og mer. Disse casestudiene viser den omfattende effekten av lab-ekstrudere for å muliggjøre innovasjon, forbedre materialegenskaper og fremskynde utviklingsprosessen, og til slutt føre til mer effektive og bærekraftige produksjonsmetoder.
