Projektierungskurs
2016

Gruppe 13 - Wärmeintegration & CO2-Kreislauf

Tobias Lechner (Betreuer), Kilian Hoffmann, Patrick Siuda,
Tobias Netter, Benjamin Nun, Richard Welß (Betreuer)

Die Planung einer effizienten Anlage beinhaltet auch die optimale Nutzung von Ressourcen. Ihre Gruppe ist für die Optimierung und Koordination des Energie- und Ressourcenhaushaltes der Gesamtanlage zuständig. Die notwendige globale Energiebilanz zur Produktherstellung soll aufgestellt und ein übergreifender Wärme- und Ressourcenverbund zur Optimierung der Gesamtanlage konzeptioniert werden.

Neben der Aufstellung eines möglichen Wärmeverbundes soll auch der Kreislauf des eingesetzten CO2 und eine effiziente Nutzung in den einzelnen Prozessschritten näher untersucht werden.

Die Ermittlung und Optimierung des Wärmeverbundes sowie des CO2-Kreislaufs erfordert einen kursübergreifenden Überblick.


Gruppe 14 - Rohrleitungs- & Aufstellungsplanung

Andreas Bauer (Betreuer), Benjamin Bayer, Diana Müller, Alexander Pöllmann, Mathias Ringwald, Christina Ostwald (Betreuer)

Im Rahmen des Projektierungskurses ist die Aufgabe der Gruppe, das Rohrleitungssystem der Anlage auszulegen. Dazu sollen Angaben, wie z. B. die Durchflüsse der Komponenten, Drücke, Temperaturen usw., von den kooperierenden Projektgruppen erfragt werden. Diese Informationen sind in einem Aufstellungsplan einzuarbeiten, welches daraufhin hinsichtlich der Anordnung der Komponenten bezüglich der Rohrleitungslängen und Sicherheit des Gesamtsystems zu optimieren ist.

Bei der Auswahl und Dimensionierung der Rohrverbindungen, Armaturen und Werkstoffe sollen die Gesichtspunkte Sicherheit, Zuverlässigkeit, Genehmigung und Kosten im Vordergrund stehen. Dabei ist vor allem auch auf eine übersichtliche Anordnung zu achten. Sicherheitsbedenkliche Stellen sind zu analysieren und entsprechende Maßnahmen zu treffen. Die erarbeitete Lösung soll darüber hinaus mit einer Kostenabschätzung versehen werden.


Gruppe 15 - Konstruktion & Apparateauslegung

Daniel Bassing (Betreuer), Maximilian Krempl,
Peiyu Xie, Mandeep Kaur, Michael Beer

Nachdem der Prozess zur Herstellung von Astaxanthin festgelegt ist, werden zunächst geeignete Werkstoffe für Reaktoren, Kolonnen, Armaturen und Rohrleitungen gewählt. Dabei müssen insbesondere die hohen Sicherheitsauflagen der Lebensmittelindustrie beachtet werden. Ein spezieller Fokus liegt dabei auf dem Reinigungskonzept der Apparate (CIP Fähigkeit).

In dieser Gruppe werden die zentralen Reaktoren bezüglich Festigkeit und Sicherheit ausgelegt und mittels CAD-Software gezeichnet. Des Weiteren wird ein Konzept vorgestellt, wie man Rohrleitungen und weitere Apparate der Anlage vorschriftsgemäß reinigen kann. Außerdem sollen weitere Apparate wie z.B. Lager oder Speicher dimensioniert werden.


Gruppe 16 - Regelungstechnik

Andreas Michalka (Betreuer), Max Gaukler (Betreuer), Rainer Leonhardt,
Barbara Berzl, Marcel Drya, Andreas Blank

Automatisierungseinrichtungen sind integraler Bestandteil jeder industriellen Anlage. Sie sind deshalb während der gesamten Projektabwicklung, also beginnend bei der Vorprojektierung bis hin zur Ausführung der geplanten Anlage, in enger Koordination mit den verschiedensten Arbeitsgruppen - entsprechend der jeweiligen Projektverantwortung und Fachkompetenz - zu berücksichtigen. Der Entwurf der Automatisierungsmaßnahmen beginnt mit dem sorgfältigen Studium der einzelnen Teilprozesse und der Formulierung der jeweiligen Aufgaben und Ziele für eine prozessgerechte Automatisierung, die eine sichere und wunschgemäße Betriebsweise der einzelnen Anlagenteile sowie der Gesamtanlage ermöglicht.

Für die kontinuierlichen chemischen Herstellungsprozesse sollten entsprechend die Automatisierungsaufgaben erarbeitet und in konkrete Maßnahmen für die prozessnahe Mess-, Steuerungs- und Regelungsebene sowie die übergeordneten Überwachungs- und Koordinierungsebenen umgesetzt werden.

Dabei ist die Möglichkeit stark schwankender Belastung bzw. ein Wiederanfahren nach Stillstand der Anlage zu beachten. Besondere Bedeutung haben Sicherheitseinrichtungen für einen Teil der Anlage. Hierzu sind entsprechende zusätzliche Einrichtungen und Maßnahmen vorzusehen, die ggf. mit Verfahrensänderungen verbunden sein könnten.


Gruppe 17 - Standort - Genehmigung - Sicherheit

David Graf, Julian Herker, Peter Leicht, Marc Loskarn,
Betreuer: Stefan Georgiadis

Neben der Suche nach geeigneten Anlagenstandorten für die chemische und biologische Route(n), sind genehmigungsrechtliche Fragestellungen zu bearbeiten, da es sich bei der chemischen Route um eine genehmigungspflichtige Anlage nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) handelt. Darüber hinaus ist zu prüfen, ob die chemische Anlage, aufgrund ihres Gefährdungspotentials (z. B. Explosionsschutz) in den Geltungsbereich der Störfallverordnung (12. BImSchV) fällt.

Das erfordert auch die Erarbeitung eines Konzepts für die Anlagensicherheit und Umwelt, unter Berücksichtigung der erforderlichen Genehmigungsunterlagen im Vollzug des BImSchG und der Störfallverordnung.

Da das Produkt (Astaxanthin) als Nahrungsmittel-Ergänzungsstoff vermarktet werden soll, ist eine GMP-konforme Herstellung zwingend notwendig, um die Lebensmittelkonformität zu garantieren. Daneben ist auf zulässige Restmengen an Hilfsstoffen im Endprodukt zu achten (Technische Hilfsstoff-Verordnung für Lebensmittel). Ferner ist für die chemische Route eine Abschätzung des Wasserfußabdruckes für das Endprodukt vorzunehmen.


Gruppe 18 - Kostenkalkulation

Katrin Kelm (Betreuer), Herbert Canziani, Thu Thuy Hoang,
Hannah Preuster, Michael Sterzinger

1. Erstellung des Verfahrensfließbildes

Für das ausgearbeitete Verfahren zur Herstellung von Astaxanthin soll ein detailliertes Verfahrensfließbild des gesamten Prozesses erstellt werden. Im Rahmen des Projektierungskurses soll auf eine effiziente Nutzung der Ressourcen geachtet und die Energie- und Wärmenutzung maximiert werden. Ebenso müssen Reinigungszyklen berücksichtigt, Abwässer entsorgt bzw. aufbereitet und, wenn möglich, einer Weiternutzung zugeführt werden. Zudem soll die Good Manufacturing Practice eingehalten werden. Das Verfahrensfließbild resultiert aus Inhalten anderer Gruppen und bildet die Grundlage für weitere Gruppen, sodass eine enge Zusammenarbeit erforderlich ist.

2. Kostenkalkulation

Für die Hauptanlagengegenstände (Reaktoren, Kolonnen, Wärmeübertrager, usw.) der einzelnen Prozessschritte sind die anfallenden Kosten zu ermitteln und damit der gesamte Investitionsbedarf der Anlage abzuschätzen. Im Rahmen der Kostenkalkulation sind verfahrensspezifische Werkstoffe und Armaturen ebenso wie die Betriebskosten (Löhne, Edukte, Betriebsmittel) und gewinnbringende Nebenprodukte zu berücksichtigen. Der Erzeugerpreis ist für Jahresproduktionen von 10 bis 1000 t (Reinsubstanz Astaxanthin) zu kalkulieren.


Gruppe 19 - Management

Sumera Baig, Lutz Speichermann, Melanie Kahl,
Simon Trzeciak, Alexander Strobel (Betreuer)

Die Aufgabe der "Managergruppe" stellt die übergeordnete Koordination der Projektierung mit Bilanzierung der Stoff- und Massenströme der Gesamtanlage dar. Die Manager sorgen weiterhin für die:

  • Sicherstellung der übergreifenden Zusammenarbeit der einzelnen Gruppen
  • Einberufung von Zwischenbesprechungen, in denen der aktuelle Stand der Projektierung dargelegt und Fragen geklärt werden
  • Erstellung einer Webseite des Kurses
  • Erstellen einer kurzen Beschreibung der Anlage, ein Grundfließbild sowie eine detaillierte Massen- und Energiebilanz
  • Organisation der Zwischen- und Abschlussbesprechung

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