In vielen Betrieben der Prozessindustrie werden brennbare, explosive, hochreaktive oder giftige Stoffe verarbeitet. Häufig ist auch der optimale Syntheseweg gefährlich, beispielsweise bei schnell ablaufenden, stark exothermen Reaktionen. Die Gewährleistung sicherer Prozessabläufe und Strategien zur Risikovermeidung sind daher eine ständige Herausforderung für diese Betriebe. Viele Unternehmen der Prozessindustrie setzen deshalb auf automatisierte Lösungen, die das Betreten von Gefahrenbereichen durch Personal auf ein Minimum reduzieren. Knickarmroboter können zum Beispiel Materialien in der Anlage transportieren oder Reaktionen herbeiführen, indem sie die Aufgaben des Chemikers übernehmen.
Automatisierte Echtzeit-Detektionssysteme
Im Rahmen des Risikomanagements ist eine Verringerung der Exposition sehr sinnvoll, und eine geeignete automatisierte Infrastruktur kann bestimmte Gefährdungen durch striktere Prozesslenkung minimieren oder sogar ganz ausschalten. Entsprechende Lösungen der Fabrikautomation mit ihren automatischen Regelkreisen müssen für eine optimale Früherkennung und ein hohes Schutzniveau aber nicht nur die univariate, sondern auch die multivariate Analyse (MVA) beherrschen.
Die wichtigste Methode zur Schaffung dieser Voraussetzungen ist prozessanalytische Technologie (PAT), ein System, das Roh- und Prozessmaterialien mit Inline-Instrumenten in Echtzeit analysiert und Qualitäts- oder Prozessprognosen liefert. Auf dieser Grundlage können Prozessparameter so korrigiert werden, dass sie hochwertige Produkte hervorbringen und zugleich optimale Betriebsbedingungen aufrechterhalten. Dabei bietet PAT zusätzliche Sicherheit, weil Prozessabweichungen zuverlässig und mit hoher Genauigkeit erkannt werden, insbesondere wenn Prozesse sich einem gefährlichen Zustand annähern.
Ein weiterer Vorteil von PAT mit prozessbegleitender Echtzeit-Analyse ist, dass externe Chargenprüfungen entfallen. Dadurch wird die Exposition von Menschen gegenüber Chemikalien bei der Probenahme und Laboruntersuchung auf ein Minimum reduziert, oder sogar unnötig. Außerdem kann PAT der Prozessindustrie die Umstellung von Chargenprozessen auf eine kontinuierliche Flow Chemistry erleichtern, die von Natur aus sicherer ist.
Bei der Chargenverarbeitung werden große Mengen von Chemikalien gleichzeitig in das Behältnis gegeben, in dem die Reaktion abläuft. Bei der kontinuierlichen Herstellung werden dagegen immer nur geringe Mengen an Rohstoffen in den Reaktor eingespeist, sodass lediglich ein kleines Gefahrstoffvolumen entstehen kann. Darüber hinaus ermöglicht das große Oberflächen-Volumen-Verhältnis von Flow-Reaktoren eine hervorragende Beherrschbarkeit exothermer Reaktionen. Von Flow Chemistry profitieren auch Hersteller, die mit energie- und kostenintensiven Lösungen arbeiten, um hochgefährliche, wenn auch effizientere Verfahren zu umgehen. Durch Umstellung ihrer Systeme auf Flow Chemistry können diese Unternehmen ihre Produktivität steigern und gleichzeitig ein Höchstmaß an Sicherheit gewährleisten.
Die Denkzentrale von PAT
Um von PAT maximal zu profitieren, zum Beispiel in Form höherer Produktqualität und einheitlichkeit oder durch Effizienzsteigerung, und gleichzeitig die Sicherheit unter schwierigen, gefährlichen Bedingungen entscheidend zu erhöhen, ist es notwendig, jederzeit genau zu wissen, was auf der Prozessebene geschieht – und zwar auch dann, wenn die Qualitäts- und Prozesslenkung vollständig automatisiert ist.
Dies wird durch eine transparente und benutzerfreundliche Software zur Prozessorchestrierung wie den PAT-Wissensmanager synTQ von Optimal erreicht. Diese Plattform erfasst, verarbeitet und speichert Daten und präsentiert sie dem Anwender in Form unmittelbarer und verständlich aufbereiteter Informationen. Diese Erkenntnisse helfen Herstellern, Prozessabweichungen in Echtzeit zu erkennen und zu beheben. Darüber hinaus unterstützt die Software durch Berichtserstellung die Compliance. Unternehmen der Prozessindustrie können mit dieser Lösung ein ganzheitliches und wissenschaftlich fundiertes System aufbauen, um ihre Prozesse sicherer und zuverlässiger zu gestalten.
