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Conceptual Design

So gelingt der Übergang von der Labor- zur Produktionsanlage

22.06.2020 Im Conceptual-Design nimmt die Anlagenplanung erstmals Formen – und Farben- an. Wichtigstes Ziel in dieser Phase ist es „böse Überraschungen“ in der weiteren Projektbearbeitung auszuschließen.

Businessman writing on whiteboard in officeIm Zuge des Conceptual Designs wird aus einem in Labor- oder Technikum geprüften Verfahren zum ersten Mal eine Anlage im Produktionsmaßstab – wenn auch nur auf dem Papier oder am Bildschirm. Wichtigstes Ziel eines solchen Conceptual Designs ist es, „böse Überraschungen“ in der weiteren Projektbearbeitung auszuschließen. Schließlich soll das Vorhaben nicht nur machbar sein, sondern sich auch im vorgesehenen Budget und Zeitrahmen bewegen.

Viele Unternehmen prüfen daher in dieser Phase richtigerweise ihr Verfahrenskonzept und erstellen einen Anlagen- und Aufstellungsentwurf. Bei der konzeptionellen Planung verfahrenstechnischer Anlagen sollten Betreiber jedoch auch weitere Aspekte im Auge behalten, um einen belastbaren Termin- und Kostenplan erstellen zu können und sich alle wichtigen Optionen für die Zukunft offen zu halten.

Gerade in der Auswahl ihres Standortes können Unternehmen Kosten sparen, wenn sie alle Optionen unter die Lupe nehmen und sich nicht vorschnell auf einzelne Produktionsstätten festlegen. Denn die am Standort anfallenden Betriebskosten lassen sich später nur sehr schwer reduzieren, sie bleiben über die gesamte Lebenszeit der Anlage bestehen. Dabei hängt es vom Verfahren selbst, aber auch von den Nebenanlagen für die Ver- und Entsorgung sowie von der Anbindung an die verschiedenen Verkehrswege ab, ob ein Standort in einem Chemie- oder Industriepark oder auf der „grünen Wiese“ die beste Wahl ist. „Oft sind bereits vorhandene Gebäude bei näherer Betrachtung längst nicht so attraktiv, wie es auf den ersten Blick scheint, weil sich Betreiber dadurch mit dem gesamten Anlagendesign an die räumlichen Gegebenheiten anpassen müssen“, sagt Dr. Thomas Harlacher aus dem Engineering von YNCORIS. Der Industriedienstleister verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Planung und dem Bau von Anlagen.

Ver- und Entsorgung

Businessmen making plan on glass wall in office

Im Conceptual Design spielen darüber hinaus die Logistik und der Materialfluss eine wichtige Rolle. Denn die Menge an Rohstoffen und Produkte beeinflusst die Größe und Anzahl erforderlicher Gebinde sowie die nötige Lagerhaltung.

In diesem Zusammenhang stellt sich darüber hinaus die Frage nach der Versorgung mit den erforderlichen Medien, wie Strom, Gas oder Dampf, aber auch nach der Entsorgung der Abfälle und Reststoffe. Sie beeinflussen zum einen das Design des Prozesses und zum anderen die Standortwahl und das bautechnische Konzept. Beim bautechnischen Konzept sollten Planer auf eine enge Zusammenarbeit zwischen der Verfahrens- und der Bauplanung achten, um die häufig konkurrierenden Belange zu vereinen.

Scaling-Effekte mit weitreichendem Einfluss

Curve chart on monitor in lab

Wenn eine Anlage vom Labor- oder Technikumsmaßstab auf Produktionsniveau gehoben wird, treten zudem häufig Scaling-Effekte auf. So kann es zu Störstoffen kommen, die in der Labor- oder Technikumsanlage nicht auftraten, weil dort hochreine Rohstoffe zum Einsatz kamen. Solche hochreinen Rohstoffe sind jedoch für den Einsatz in Produktionsanlagen häufig zu teuer. „Andere Reinheiten sorgen in der Regel für weitere Reinigungs- oder Recyclingschritte, die es zu beachten gilt“, so Harlacher. Auch der Energieverbrauch der Anlage kann dadurch deutlich steigen.

Unübersichtliche Gesetzeslage

Auf Anlagenplaner kommen zudem einige weitere Aufgabenstellungen zu, die sich mit den Themen Sicherheit, Genehmigungspflicht und Immissionsschutz beschäftigten. Die vielen unterschiedlichen gesetzlichen und technischen Regelwerke können insbesondere Betreiber von wenigen, kleineren Produktionsanlagen oder Start-ups vor einige Herausforderungen stellen. Sie benötigen daher einen Planungspartner, der sich auch mit diesen Themen auskennt. Gleichzeitig beeinflussen die zu handhabenden Stoffe die nötigen Sicherheitsmaßnahmen sowie eine mögliche Genehmigungspflicht der Anlage. Hinzu kommen häufig sehr spezielle Regelwerke, die je nach Anlagenstandort, Anlagentechnik oder eingesetzten Stoffen beachtet werden müssen. „Im Conceptual Design ist daher aus unserer Sicht eine erste Sicherheitsbetrachtung und eine Einstufung der Anlage im Hinblick auf Immissionen, besondere Regelwerke und die Störfallverordnung Pflicht“, so Harlacher. „Denn sollte die geplante Anlage unter solche Regelungen fallen, kann dies Termine beeinflussen und Kosten in die Höhe treiben.“

Ein solides Conceptual Design ist damit weit mehr als ein erstes grobes Konzept, sondern erfordert einige Überlegungen, damit am Ende Kosten und Termine nicht aus dem Ruder laufen. Mit einer sorgfältigen Vorarbeit sorgen Betreiber jedoch dafür, dass sich ihr vielversprechendes Vorhaben im Laufe des weiteren Projektes auch genauso erfolgreich weiterentwickelt.

Weitere interessante Details und Hinweise zum Conceptual Design von Produktionsanlagen finden Interessierte hier.

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