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Modulare Anlage, Process Skids und Package Units

Durchblick im Anlagen-Baukasten: Zwischen Skids, Package-Units und Modulen

| Autor/ Redakteur: Dominik Stephan* / Dominik Stephan

Wo steht die Baukasten-Anlage? – Flexibel wie ein Baukasten, leistungsstark wie eine Anlage nach Maß: Die Modularisierung soll ein neues Zeitalter des Anlagenbaus einläuten. Auf dem Weg dorthin sind jedoch nicht nur technische Hürden zu nehmen – auch um Definitionen wird gerungen. Eine Übersicht zwischen PED, Skid und MTP.

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(Bild: © SurfupVector, © angelha - stock.adobe.com; Lewa; Invite)

Probier’s mal mit Gemütlichkeit? Von wegen! Die Produktion der Zukunft soll stromlinienförmig und flexibel sein. Jederzeit bereit, sich an immer spezialisiertere Produkte und kürzere Entwicklungs- und Produktlebenszeiten anzupassen. Herkömmliche Konzepte stoßen da an ihre Grenzen. Große Hoffnungen setzt die Branche daher in die modulare Anlage aus dem Baukasten. Ein verkürztes Engineering, schnelle Markteinführung und unerreichte Flexibilität sollen die Modularisierung zum Anlagenbau-Alleskönner machen.

Eines der ersten Pilotprojekte, das F3-Factory-Konzept, verdeutlicht das Potenzial der Idee: Dieser radikale Ansatz der Chemieproduktion im Container zielt darauf ab, durch die Verwendung von Plug-and-Produce-fähigen Apparaten Prozessentwicklung und Implementierung zu beschleunigen und so Investmentkosten (CapEx) und operative Ausgaben (OpEx) zu reduzieren. Versuchsreihen von der Polymerproduktion über Feinchemikalien und Tenside bis zu Arzneimitteln zeigten, dass eine Umrüstung der Anlage innerhalb etwa einer Stunde möglich ist.

Zugleich kamen aber statt weniger Arbeit zunächst Mehraufwände auf die Beteiligten zu: Immerhin mussten die einzelnen Baugruppen und Equipment-Frames erst entwickelt werden. Dass die dafür notwendigen Standards zum Teil erstmals in der Praxis erprobt wurden, tat sein Übriges. Trotzdem sind die Effekte enorm: So wurde im Rahmen des Projekts der Flächenbedarf um 30 % reduziert. Die Produkt-Markteinführungszeit ließ sich in einigen Fällen halbieren, während CapEx um OpEx um 40 % bzw 20 % gesenkt werden konnten.

Die Bausteine

Ein Baukasten ist nur so gut wie die verwendeten Teile: Schon heute setzt die Branche auf vormontierte Systemlösungen. Als sogenannte Skids werden Pumpen, Reaktoren oder Kompressoren zusammen mit den benötigten Peripherie-Geräten auf einen gemeinsamen Grundrahmen montiert geliefert. Das Konzept ist nicht neu, sondern in Branchen wie der Öl- und Gasindustrie mit ihren verteilten Produktionsanlagen längst üblich. Die Kunden können so Montagezeiten reduzieren und von einer Fertigungsqualität, wie sie nur im sauberen Werkstattumfeld entstehen kann, profitieren.

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Firmen wie der Pumpenspezialist Sulzer sind stolz darauf, hunderte Skids in aller Welt ausgeliefert zu haben. Aber auch in der Pharma-Industrie können Skid-Anlagen wie Geas Pathfinder dank eines Plug & Play-Konzepts inklusive vorinstallierter Anschlüsse punkten. Der Skid-montierte Separator für Technika und Pilotanlagen wird mit Trommelgrößen für Durchsätze von 15 l/h bis 300 l/h angeboten.

Auch Bilfinger will sich mit der Baukasten-Anlage als Partner der Pharma-Branche positionieren: So entwirft, plant und fertigt die Konzerntochter Bilfinger Industrietechnik Salzburg (BIS) maßgeschneiderte Skid-Anlagen und Rohrleitungspools für Biotechnologie, Pharma-Prozesse, aber auch die Halbleiterfertigung oder Energieversorgung. Das Unternehmen mit 500 Mitarbeitern konnte in den vergangenen Jahren mit Umsatzsteigerungen von nahezu 100 % glänzen. Auch wenn Single-Use-Bioreaktoren bei Laborprozessen die Nase vorne habe, sei das Edelstahl-Skid in der Produktion gut aufgestellt, ist sich BIS-Geschäftsführer Tobias Eitel sicher.

Komplette Teilanlagen werden als Package Units bezeichnet. Diese werden per Lastenheft definiert und als Ganzes von einem Fremdunternehmen geplant und geliefert. Typischerweise gibt der Betreiber Leistungsparameter, Abmessungen und den Steuerungsumfang vor und kann auf diese Weise einen Teil der Anlagenplanung als Paket outsourcen. Das Leistungsspektrum der Zulieferer reicht dabei von Dosieranlagen für die Chemie über Druckluftanlagen bis zur kompletten Prozesseinheit.

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So hat etwa Linde das Potenzial der Modularisierung für die technischen Gase erkannt und einen Baukasten für CO2-Anlagen und LNG-Prozesse aufgesetzt. Dabei werden ganze Anlagen, Anlagenteile oder Prozesseinheiten in den Hersteller-Fertigungsstätten gebaut und dann als Ganzes an den Zielort transportiert. Das reduziert auch die Arbeit in strukturell schlecht erschlossenen Regionen oder unter extremen Klimabedingungen auf ein Minimum – so konnten die Pullacher Gasspezialisten eine LNG-Anlage im norwegischen Hammerfest (einer Stadt, die sich selbst als die „nördlichste der Welt“ bezeichnet) errichten.

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