Diskontinuierliche und Semikontinuierliche Prozesse

Diskontinuierliche Prozesse (Batch-Betrieb)

Diese Betriebsweise beinhaltet häufige Stopps und Starts oder den Wechsel zwischen verschiedenen Zuständen für ein Produkt oder ähnliche Produkte. Zusätzliche Automatisierung kann Änderungen der Betriebsbedingungen erleichtern.

Diskontinuierliche Prozesse werden unter folgenden Bedingungen eingesetzt:

• Wenn ein kontinuierlicher Betrieb nicht möglich ist.
• Wenn auf kleiner Ebene gearbeitet wird.
• Bei der Verarbeitung von korrosiven Produkten.
• Bei einem neuen oder noch nicht etablierten Prozess.

Typische Merkmale:

• Materialien werden in das System eingegeben, die Umwandlung findet statt, und anschließend wird das Produkt entnommen.
• Die Prozessparameter ändern sich im Zeitverlauf.
• Die Mengen der beteiligten Phasen werden im System bis zum Erreichen des Gleichgewichts verarbeitet.

Der Verarbeitungsprozess läuft typischerweise in folgenden Schritten ab:

1. Die Rohstoffe werden gemischt.
2. Sie werden unter bestimmten Bedingungen entlang eines definierten Pfades verarbeitet.
3. Manchmal werden zusätzliche Additive hinzugefügt.
4. Das gewünschte Produkt wird in Chargen (Batches) abgetrennt.

Vorteile

• Produktion nach Bedarf (Just-in-Time), oft keine Lagerhaltung notwendig.
• Herstellung vieler verschiedener Produkte mit derselben Ausrüstung möglich.
• Flexibilität, Operationen bei Bedarf zu stoppen.
• Geeignet für kleine Produktionsmengen.
• Geeignet für teure oder korrosive Stoffe.
• Anwendbar bei komplizierten Prozessen.

Nachteile

• Prozessvariablen ändern sich über die Zeit.
• Komplizierte und potenziell teure Prozessüberwachung.
• Höherer Bedarf an Arbeitskräften und speziellen Werkzeugen.
• Die Anlage ist nicht durchgehend produktiv (Stillstandszeiten durch Be- und Entladen, Reinigung etc.).

Semikontinuierliche Prozesse

Bei semikontinuierlichen Prozessen werden einige Materialien chargenweise zugeführt und verbleiben für eine bestimmte Zeit im System, während andere Materialien kontinuierlich zu- und abgeführt werden. Die Systemvariablen ändern sich sowohl mit der Position im System als auch über die Zeit. Typischerweise verbleibt eine Phase stationär im System (z. B. ein Katalysatorbett), während eine zweite Phase kontinuierlich durch diese hindurchfließt.

Vorteile

• Konstantere Prozessvariablen über die Zeit im Vergleich zu rein diskontinuierlichen Prozessen (für den kontinuierlichen Teil).
• Teilweise einfachere Prozesskontrolle als bei rein diskontinuierlichen Prozessen.
• Möglichkeit, Operationen zu unterbrechen.

Nachteile

• Potenziell hoher Bedarf an Arbeitskräften.
• Notwendigkeit, den Betrieb für die diskontinuierliche Phase zu unterbrechen.
• Zeitaufwand für das Be- und Entladen der diskontinuierlich gehandhabten Substanzen.