Una buena muestra es sólo el comienzo.
Una formulación puede parecer perfecta en el laboratorio y todavía crear problemas en la producción comercial.
Eso sorprende a muchos clientes privados de primera vez.
Pero la razón es simple:
Producir 500 gramos no es lo mismo que producir 500 kilogramos.
Cambios de escala:
mezcla
temperatura
Shear
aeración
disolución
secuencia de adición
tiempo de procesamiento
Cumplimiento del comportamiento
Interacción de embalaje
Un producto no está realmente listo sólo porque la muestra de laboratorio funciona.
También tiene que sobrevivir a la industrialización.
El éxito del laboratorio no garantiza el éxito de la producción
En el laboratorio, el fórmulador tiene un enorme control.
Las pequeñas cantidades son fáciles de:
mezcla
calor
Genial.
observar
ajuste
homogeneizar
La producción es diferente.
Los vasos más grandes se comportan de manera diferente.
Las materias primas tardan más en distribuir.
La temperatura cambia más lentamente.
El aire puede quedar atrapado.
La viscosidad puede desarrollarse de manera diferente.
Por lo tanto, la misma fórmula puede comportarse de manera diferente a escala.
Cambios de escala mezclando
Una de las mayores diferencias entre laboratorio y producción es la mezcla.
En un beaker pequeño, puede tomar segundos para distribuir un ingrediente.
En un recipiente de producción, el mismo ingrediente puede necesitar:
más tiempo
diferentes velocidades de mezcla
adicional controlado
diferente jersey
pre-dilución
La mala mezcla puede crear:
diferencias de concentración local
bultos
disolución incompleta
viscosidad inconsistente
lotes inestables
La fórmula puede ser correcta.
El proceso puede no ser.
Orden de adición puede volverse crítico
Muchas formulaciones dependen del orden en el que se agregan ingredientes.
Por ejemplo:
Ingrediente A puede necesitar disolver antes de introducir Ingrediente B.
Un polímero puede necesitar tiempo para hidratarse.
Un espesante puede necesitar una ventana de pH definida.
Una fragancia puede requerir solubilización previa.
A escala de laboratorio, pueden no importar pequeñas diferencias de tiempo.
A escala de producción, pueden.
Por lo tanto, la secuencia de fabricación se convierte en parte del producto.
La temperatura se comporta de manera diferente a escala
Calentar y enfriar grandes lotes lleva tiempo.
Eso puede afectar:
disolución
viscosidad
emulsificación
estabilidad de fragancia
Tasas de reacción
tiempo de procesamiento
Una muestra de laboratorio puede enfriarse casi al instante.
Un lote grande puede permanecer caliente durante horas.
Esa diferencia puede cambiar la forma en que se desarrolla la formulación.
Asuntos relacionados con la audiencia
Algunos ingredientes responden fuertemente a la fuerza mecánica.
Un pequeño tirón puede llevar a:
pobre dispersión
homogeneización incompleta
viscosidad desigual
Demasiada vaina puede causar:
aeración
Daño del polímero
espuma de espuma
pérdida de viscosidad
La correcta mezcla de energía depende de la formulación.
La aireación puede convertirse en un problema de producción
Las pequeñas muestras de laboratorio suelen ser fáciles de desaerar.
Los lotes grandes pueden atrapar el aire.
Esto puede conducir a:
relleno inexacto
espumado
apariencia inestable
densidad inconsistente
retraso en el desarrollo de la viscosidad
Los productos de espuma son especialmente sensibles.
Un champú que se ve perfecto en el laboratorio puede crear problemas operativos si genera espuma excesiva durante la transferencia o llenado.
La viscosidad puede cambiar a escala
La viscosidad es uno de los desafíos de escala más comunes.
Una formulación puede convertirse en:
más grueso
más delgado
más lento para desarrollar
más sensible a la temperatura
Esto importa porque la viscosidad afecta:
velocidad de llenado
bombeo
mezcla
elección de botella
gatillo del rendimiento
percepción del usuario
Un producto que es técnicamente excelente pero imposible de llenar eficientemente no está listo.
La adición de materia prima se hace menos indulgente
En el laboratorio, un Fórmula puede agregar un ingrediente lentamente y precisamente.
En la producción, el mismo paso puede implicar varios kilogramos o más.
Esto presenta preguntas prácticas:
¿Qué tan rápido se puede añadir?
¿necesita pre-mezcla?
¿Crea cambios locales de pH?
¿Espuma?
¿Se disuelve rápidamente?
¿Se puede bombear?
Por lo tanto, la escala requiere conocimientos prácticos de fabricación.
Las materias primas pueden variar
Incluso las materias primas aprobadas pueden mostrar una variación normal entre:
lotes
proveedores
producción de lotes
Dependiendo del material, esto puede afectar:
color
viscosidad
fragancia
contenido activo
apariencia
procesamiento
Una formulación robusta debe tolerar la variación normal de materia prima dentro de las especificaciones definidas.
Cuestiones de calidad del agua
El agua es a menudo uno de los componentes más grandes de los productos de limpieza.
Su calidad puede influir:
claridad
estabilidad
comportamiento surfactante
depósitos
fragancia
preservación
rendimiento
Una formulación desarrollada con un perfil de agua puede comportarse de manera diferente en otros lugares.
Esa es una razón por la cual se fabrican la localización y el control de procesos.
Cuestiones relativas al tiempo de producción
Una formulación de laboratorio puede estar lista en minutos.
La producción comercial puede tardar mucho más.
Esto afecta:
trabajo
disponibilidad de buques
Capacidad de producción
Costo
programación
Una fórmula que requiere seis horas de procesamiento cuando una alternativa logra el mismo rendimiento en dos horas puede ser comercialmente poco atractiva.
La eficiencia de fabricación es parte del diseño del producto.
Transferencia puede cambiar el producto
Después de batear, el producto puede tener que pasar por:
bombas
hoses
filtros
de almacenamiento
Equipo de llenado
Eso puede introducir más:
Shear
aeración
presión
riesgo de contaminación
El producto debe tolerar el camino de producción completo.
El llenado puede exponer debilidades
Una formulación puede ser estable en un recipiente pero difícil de llenar.
Los posibles problemas incluyen:
espuma excesiva
stringing
goteo
peso de relleno inconsistente
contaminación por la boquilla
burbujas de aire
velocidad de llenado lenta
Estas cuestiones pueden aumentar:
tiempo de producción
desechos
Costo
variación de calidad
Una buena formulación comercial debe trabajar con el sistema de llenado previsto.
Paquete añade otra variable
El producto no está terminado cuando deja la boquilla de relleno.
Todavía tiene que coexistir con:
botella
go
disparador
liner
bomba
etiqueta
Carton
Posibles cuestiones pueden incluir:
Degradación
filtración
inflamación
estrés cracking
discolouración
migración de fragancia
Daño de la etiqueta
Una buena formulación puede fallar porque el sistema de embalaje está equivocado.
Ejemplo: escala de champú
Un champú de laboratorio tiene:
excelente espuma
buena lubricación
perfecta viscosidad
A escala de producción:
mezclar crea aire excesivo
la viscosidad tarda más en desarrollarse
el llenado se vuelve demasiado lento
botellas muestran burbujas visibles
La fórmula puede necesitar:
cambios en los procesos
mezclando cambios
ajuste de la viscosidad
El rendimiento objetivo puede seguir siendo el mismo mientras que el comportamiento de fabricación mejora.
Ejemplo: sellador de pulverización
Un sellador de spray funciona perfectamente en el laboratorio.
Durante el llenado:
espumas de producto
los niveles de llenado se vuelven inconsistentes
el rendimiento del gatillo se vuelve poco fiable
La cuestión puede no ser de utilidad en absoluto.
Puede ser:
viscosidad
Saldo surfactante
velocidad de llenado
Selección de envases
Es por eso que la industrialización necesita su propia evaluación.
Producción piloto
El puente entre laboratorio y producción a gran escala.
Para productos más complejos, un lote piloto puede ayudar a identificar problemas de ampliación antes de una mayor producción comercial.
Un piloto puede verificar:
Comportamiento mixto
secuencia de adición
viscosidad
aeración
relleno
Embalaje
Parámetros de QC
Permite que el proceso de fabricación se refina antes de que se cometa un volumen significativo.
La primera producción comercial es también un evento de validación
La primera carrera de producción completa debe ser observada cuidadosamente.
Las preguntas incluyen:
¿El lote se comportó como se esperaba?
¿La viscosidad coincide con el objetivo?
¿Te llenaste sin problemas?
¿Efectuó el embalaje correctamente?
¿Los resultados de QC coinciden con la especificación?
Las lecciones del primer lote comercial pueden mejorar la producción futura.
Material de las especificaciones de producción
La fórmula de laboratorio no es suficiente.
La producción comercial también necesita:
instrucciones de fabricación
secuencia de adición
tiempos de proceso
límites de temperatura
requerimientos de mezcla
Parámetros de QC
tolerancias
Esto se transforma:
a) Una formulación
dentro de
un proceso de producción.
La reproducción es la prueba real
La verdadera pregunta no es:
¿Podemos hacer esto una vez?
Es:
¿Podemos hacerlo de la misma manera repetidamente?
Un producto comercialmente maduro debe ser reproducible a través de múltiples lotes.
Eso significa controlar:
materias primas
proceso
equipo
tiempo
temperatura
QC
La consistencia es lo que convierte la química en un producto confiable.
El enfoque Infinitec
En Infinitec, la ampliación se considera durante el desarrollo en lugar de después de él.
Miramos:
comportamiento
método de producción
manejo de materia prima
viscosidad
mezcla
relleno
Embalaje
QC
tamaño de lote comercial
El objetivo no es crear una muestra de laboratorio que funcione una vez.
Es crear un producto que se puede producir de forma fiable con el tiempo.
El principio fundamental
Una buena muestra de laboratorio prueba el concepto.
Un buen proceso de producción prueba el producto.
Ambos importan.
¿Desarrollar un producto que necesita escalar?
Cuéntanos sobre:
Tipo de producto
volumen previsto
Embalaje
mercado objetivo
tiempo de lanzamiento
Podemos considerar los requisitos de producción desde el principio.
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