Prozessintensivierung
Die Stoffumwandlung in der chemischen Industrie ist in der Regel ein langwieriger, mehrstufiger und energieintensiver Prozess. Bei immer weiter steigenden Energiekosten und zunehmendem Wettbewerbsdruck sind die Produzenten gezwungen, ihre bisherigen Umwandlungsprozesse zu überdenken und wo möglich zu optimieren. Die Prozessintensivierung stellt dabei eine Möglichkeit dar, die bestehenden Prozesse zu überarbeiten und effizienter zu gestalten. Bei der Prozessintensivierung werden bisher aufeinanderfolgende Prozessschritte zusammengefasst oder parallelisiert.
Durch diese Zusammenlegung und Parallelisierung von Prozessschritten entfallen sämtliche Zwischenlagerungsflächen und -zeiten. Hierdurch wird ein nicht unerheblicher Teil an Energie und Raum eingespart. Zudem wird die Ausbeute erhöht und die Rückstände der Stoffe in den Anlagen werden minimiert. Für eine solche Anpassung der Prozesse ist es allerdings auch notwendig, neue Anlagen zu verwenden, welche diese Aufgaben erfüllen können. Beispielhaft hierfür sind Micro- oder Millireaktoren, welche einen intensiven Stoff- und Wärmeaustausch garantieren. Bei nichtreaktiven Operationen müssen Anlagen mit hervorragenden Mischeigenschaften verwendet werden, wie z. B. der Miprowa-Produktionsreaktor. Die Prozessintensivierung eignet sich daher insbesondere für bestehende Anlagen, welche in naher Zukunft ersetzt werden müssten, oder für die Neuplanung von Produktionen. In diesen Fällen sind die Einsparungen in Form von Zeit, Geld, Energie und Material am höchsten.
Literatur:
Schäfer, B. und Sauer, J. (2020): Trends der chemischen Prozessindustrie. In: Chemie Ingenieur Technik, 92 (3), S. 183 – 191.
Einschätzung für die Anwendenden
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Materialeinsparunghoch
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Energieeinsparunghoch
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THG-Einsparunghoch
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Investitionskostensehr hoch
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Umsetzungsaufwandsehr hoch
Die Angaben zu Material-, Energie- und THG-Einsparungen, Investitionskosten sowie Umsetzungsaufwände sind qualitative Abschätzungen auf vergleichender Basis.
Entwicklungsstadium
- Labor
- Technikum / Demonstrator
- Industrielle Praxis
Labor: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird im Labormaßstab entwickelt.
Technikum / Demonstrator: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in einer Technikums- oder Demonstrator-Anlage umgesetzt.
Industrielle Praxis: Die betrachtete Technologie oder Methodik wird in der Produktion oder anderen Anwendungsbereichen eines Industrieunternehmen eingesetzt.
Beispiele aus der Forschung und Entwicklung
Smart Miniplants zur Entwicklung effizienter, kontinuierlicher Trennverfahren (ENPRO SMekT)
Mi2Pro: Skalierbare Milli- und Mikroproduktionstechnik zur energieeffizienten, kontinuierlichen Fertigung in der Prozessindustrie Teilprojekt 1: Milli- und Mikroapparate für Anwendungen in der Prozessindustrie
Mi2Pro: Skalierbare Milli- und Mikroproduktionstechnik zur energieeffizienten, kontinuierlichen Fertigung in der Prozessindustrie; Teilvorhaben: Reaktion und destillative Aufreinigung in der Spezialchemie
Trennverfahren mit effizienten und intelligenten Apparaten (ENPRO2 TeiA)
Kontinuierliche Prozesse für Polymerspezialitäten mit Hilfe neuer Apparatekonzepte (EN-PRO KoPPonA)
Skalenübergreifende Methodik zur Planung und Entwicklung ressourceneffizienter Prozesse (ENPRO2 SkaMPi)
Weitere Technologien
Prozessüberwachung und -steuerung von modularisierten Anlagen
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