Prozessauslegung

Die Prozessauslegung bezeichnet den systematischen Entwurf, die Dimensionierung und die Integration von Verfahrensschritten zu einem vollständigen Prozesssystem, das Rohstoffe in Produkte mit definierter Qualität und Ausbeute überführt. Sie findet Anwendung in Bereichen wie der chemischen Verfahrenstechnik, der Metallverarbeitung, der Lebensmitteltechnik und der Energieerzeugung und umfasst sowohl chemische Reaktionen als auch Trenn-, Wärme- und Energiesysteme sowie unterstützende Prozesse wie Abwasser- und Emissionsbehandlung.

Ziele der Prozessauslegung sind technische Funktionsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Umweltverträglichkeit und Skalierbarkeit vom Labor- bis zum Industriemaßstab. Typische Aufgaben umfassen die Auswahl der Verfahrensrouten, die Dimensionierung von Anlagen, die Festlegung von Betriebsbedingungen, die Auslegung von Stoff- und Energiestromen sowie die Entwicklung von Regel- und Prozessführungskonzepten.

Die Methodik beruht auf Prozesssimulation, Massen- und Energiebilanzen, sowie auf Engineering-Standards und Normen. Häufig kommt eine iterative Vorgehensweise zum Einsatz, in der verschiedene Konzepte verglichen, optimiert und validiert werden. Typische Werkzeuge sind Prozesssimulationssoftware, detaillierte Auslegungsberechnungen und Safety-Analysen.

Typische Ergebnisse der Prozessauslegung sind ein Prozessflussdiagramm (PFD), Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramme (P&ID), Auslegungsdatenblätter, Sicherheitsbewertungen (z. B. HAZOP) und wirtschaftliche Berechnungen (CAPEX, OPEX). Die Unterlagen dienen als Grundlage für die Fertigung, Inbetriebnahme und den Betrieb.

Die Prozessauslegung ist zentral für Industriebranchen wie Chemie, Pharmazie, Lebensmittel, Energie und Umwelttechnik. Zu den Herausforderungen gehören Skalierung, Integration in bestehende Anlagen, regulatorische Anforderungen sowie die Berücksichtigung von Lebenszykluskosten und Nachhaltigkeitsaspekten.