Anlagenoptimierung / Debottlenecking

Beseitigung von Durchsatzbeschränkungen und Kapazitätsgrenzen

In historisch gewachsenen Industrieanlagen entstehen durch die fortwährende Veränderung, Optimierung und Modifikation der Anlage immer wieder sog. „Bottlenecks“ (Engstellen), die die Produktion nachteilig beeinflussen. Durch die gezielte Analyse der Produktionsabläufe können diese Engstellen meist zu einem Bruchteil der Kosten im Vergleich zu einem Neu- oder Erweiterungsbau mithilfe des „Debottleneckings“ behoben werden. So haben Unternehmen die Möglichkeit kurzfristig ihre Kapazität deutlich zu erhöhen und können besser auf die jeweilige Marktsituation reagieren. Teilweise können mithilfe des Retrofits Produktionssteigerungen von bis zu 40% oder auch eine Halbierung der Durchsatzzeiten erzielt werden.

Die erste Analyse der internen Prozesse erfolgt stets in enger Abstimmung mit dem jeweiligen Unternehmen und den verantwortlichen Mitarbeitern. Durch den Erfahrungsschatz der Mitarbeiter können viele Engstellen bereits zu Beginn der Anlagenoptimierung benannt und im laufenden Prozess des Revamps detailliert untersucht werden.

Je nach Produktionsfokus der jeweiligen Anlage werden verschiedene Optimierungen angestrebt. Am Beispiel einer Flüssigfermentation kann die Prozessoptimierung wie folgt organisiert werden.

Ablauf Prozessoptimierung

  1. Bilanzierung des Gesamtprozesses hinsichtlich Wärme und Kälte
  2. Optimierung des Rohrleitungssystems im Hinblick auf Engpässe
  3. Optimierung des Wärmekreislaufs
  4. Optimierung des Kältekreislaufs
  5. Optimierung von Fahrweisen der Prozesse

Die einzelnen Optimierungen beinhalten dabei jeweils die nachfolgenden Schritte.

  • Ermittlung des Ist-Zustandes
  • Untersuchung, wie vorhandene Engpässe beseitigt werden können
  • Erarbeiten von möglichen Maßnahmen
  • Priorisierung nach Kosten und erzieltem Effekt

Dies umfasst außerdem die ggf. notwendige Unterstützung bei der verfahrenstechnischen Auslegung von Equipment und bei der Nachrechnung von Auslegungsparametern.

Zum Projektstart des Debottleneckings ist neben einem Vor-Ort-Termin und verschiedenen Gesprächen mit Mitarbeitern die Sichtung unterschiedlicher Dokumente zur Erfassung des Status-Quo erforderlich. Dazu gehören unter anderem Details zu Produktionsabläufen, aktuelle Verfahrens- und R+I-Fließbilder, Isometrien der Rohrleitungen und Rohrleitungsverläufe sowie 3D-Modelle der Rohrleitungen und Plandaten zur mittelfristigen Kapazitätsplanung und -auslastung.

Zusätzlicher Nutzen

Ein häufig unterschätzter Nebeneffekt des Debottleneckings besteht in der simultan durchführbaren Energieeffizienzoptimierung. Durch die ohnehin durchgeführte eingehende Analyse des Anlagenaufbaus können so neben der Steigerung des Outputs auch die Betriebskosten gesenkt werden. Eine Optimierung des Aufheizens und Abkühlens von Stoffströmen in der Prozesstechnik ist in diesem Zusammenhang besonders interessant. Zusätzlicher Ansatzpunkt wäre die Senkung der Betriebskosten durch den Einsatz alternativer Energiequellen, die bisher im Unternehmen nicht genutzt wurden. Aktuell besonders diskutiert wird an dieser Stelle der Einsatz von grünem Wasserstoff für verschiedene Anwendungsfälle.

Unter Berücksichtigung aller sicherheitstechnisch relevanten Vorgaben durch Brand-, Explosions- und Gewässerschutz, Prüfungen zur BetrSichV oder auch zur korrekten Anwendung der CE-Kennzeichnung nach Maschinenrichtlinie kann die weyer gruppe Kunden rundum in allen gängigen Arbeitsgebieten der Anlagenplanung und Anlagensicherheit betreuen und auch diese Erkenntnisse in die Anlagenoptimierung einfließen lassen.

Unser Team

Foto von Dr. Florian Merkel der horst weyer und partner gmbh

Dr. Florian Merkel

horst weyer und partner
Foto von Konstantin Pientka der PROBIOTEC GmbH

Konstantin Pientka

PROBIOTEC