Prozessströmen

Prozessströmen bezeichnet in der Prozess- und Verfahrenstechnik die Flüsse von Stoffen, Energie oder Informationen durch eine Anlage. Materialströme transportieren Masse, chemische Zusammensetzung, Temperatur, Druck und Aggregatzustand. Wärmestromströme beschreiben den Transfer von Wärme und Temperaturänderungen entlang der Anlage, während Informationsströme Regelgrößen, Signale und Steuerbefehle zwischen Messstellen, Sensoren und Reglern umfassen. Gemeinsam bilden sie das dynamische Netz, in dem Ein- und Ausgänge von Einheitoperationen verbunden sind.

Zu den Materialströmen zählen Zulaufstoffe, Zwischen- und Endprodukte, Recycling- oder Umlaufströme sowie Abfall- oder Abwasserknoten. Prozessströme lassen sich oft nach ihrem Zweck klassifizieren: Rohstoffe und Additive, Zwischenprodukte, Endprodukte, Nebenprodukte sowie Abzweige, die in Wärmetauschern oder Trennprozessen weiterverarbeitet werden. In technischen Diagrammen werden Prozessströme typischerweise als Linien in Prozessflussdiagrammen (PFD) dargestellt, mit Bezeichnungen und Darstellungen zu Temperatur, Druck, Zusammensetzung oder Phasenzustand.

In der Modellierung und Auslegung spielen Material- und Energiebilanzen zentrale Rollen. Über jeden Unit-Operation gilt die Massenerhaltung, und oft wird zusätzlich die Enthalpie (Energiebilanz) berücksichtigt. Nicht-ideale Mischungen, Phasenwechsel, Temperatur- und Druckabhängigkeiten der Eigenschaften sowie Dynamik der Ströme stellen dabei zentrale Herausforderungen dar.

Die Analyse von Prozessströmen ist grundlegend für Design, Betrieb, Optimierung und Sicherheit chemischer Anlagen. Sie ermöglicht Ressourcenschonung, Minimierung von Abfällen und eine effektive Prozesssteuerung durch simulationsbasierte Planungs- und Betriebswerkzeuge.