Verfahrenstechnik: Komplette Übersicht mit Beispielen und Tipps

Die Verfahrenstechnik ist eines der vier großen Fachbereiche der Ingenieurwissenschaften und beschäftigt sich mit allen technischen Prozessen rund um die Umwandlung von Stoffen und Energien. Die Verfahrenstechnik hat eine enorme wirtschaftliche Bedeutung und der Planer benötigt Werkzeuge, die ihm die Aufgaben bei der verfahrenstechnischen Planung erleichtern.

Verfahrenstechnik – Was ist das?

Zwischen dem Rohstoff und dem fertigen Produkt steht die Verfahrenstechnik. Mit ihr werden alle Prozesse bezeichnet, in denen aus einem Rohmaterial ein Produkt geschaffen wird. Mit Hilfe der Verfahrenstechnik wird der Rohstoff in seiner Zusammensetzung, Eigenschaft oder physikalischem Zustand verändert, so dass daraus das fertige Produkt entsteht. Die Verfahrenstechnik ist beteiligt bei der Herstellung von Lebensmitteln, Medikamenten, Bekleidung, Werkstoffen und Baustoffen. Das heißt, zwischen dem Rohstoff und dem fertigen Endprodukt steht die Verfahrenstechnik.

Die Prozesse in der Verfahrenstechnik

Mit der Verfahrenstechnik werden alle Prozesse bezeichnet, in denen aus einem Rohmaterial ein Produkt geschaffen wird. Diese Prozesse der stofflichen Veränderung werden auch Verfahren genannt. Bei der Herstellung eines Produktes werden durch Umwandlung des Rohstoffes mehrere Prozesse durchlaufen.
Die Verfahrenstechnik gliedert sich in drei Grundbereiche:

Mechanisch
Thermisch
Chemisch

Die thermischen Prozesse sind in der Regel energieintensiver als die mechanischen Prozesse, da ihnen größere Mengen an Energie bzw. Wärme zugeführt werden. In den Anlagen und Apparaten findet eine Fülle an Prozessen in unterschiedlichsten Größen und in einer fast unüberschaubaren Vielfalt statt.

Grundoperationen der Verfahrenstechnik

Um alle Prozesse überblicken zu können, werden diese in sogenannte Grundoperationen aufgeteilt, die hauptsächlich die Umwandlung der Stoffeigenschaften, Stoffzusammensetzung und Stoffart übernehmen. Der verfahrenstechnische Gesamtprozess entsteht erst nach der Aneinanderreihung der verschiedenen Grundoperationen, wie Mischen, Rühren, Sedimentieren, Filtrieren, Verdampfen, usw.

Verfahrenstechnik im Anlagenbau

Die Realisierung der im verfahrenstechnischen Prozess entwickelten und geplanten Anlage wird als Anlagenbau bezeichnet. Eine Anlage ergibt sich aus dem Zusammenspiel an Apparaten, Maschinen und Geräten zur Durchführung eines Prozesses, wobei der eigentliche Prozess der Stoffumwandlung in einem Apparat stattfindet. Dabei konzentriert sich die Verfahrenstechnik auf die Vorgänge in den Apparaten und Anlagen und sucht sie mit rechnerischen Methoden zu erfassen und zu dokumentieren.

Heute werden in zunehmendem Maße auch immer komfortablere Software-Pakete zur Lösung komplexer Aufgaben eingesetzt. Dies gilt insbesondere auch für die Optimierung verfahrenstechnischer Prozesse und für die Dokumentation. Noch schnellere Planung in der Verfahrenstechnik bedarf einer modernen Software, die den Planungsprozess unterstützt und optimiert.

Rohrleitungen als Fördermittel für einzelne Stoffe

Die Beförderung einzelner Stoffe in einer Anlage erfolgt durch Rohrleitungen oder Förderer, den sogenannten Fördermitteln. Die Wahl des geeigneten Fördermittels richtet sich nach dem Aggregatstand des Förderguts. Deshalb wird unterschieden zwischen Fördermittel für Feststoffe, für Flüssigkeiten oder für Gase. Aufgabe der Fördermittel ist es, das Fördergut sicher, schonend, schnell, kostengünstig und über möglichst kurze Wege zwischen den Apparaten zu bewegen.

Eine der wichtigsten Förderwege in der Verfahrenstechnik sind dabei die Rohrleitungen. Diese verbinden die einzelnen Apparate zu einer Anlage. Die daraus entstehenden Rohrleitungsnetze versorgen die Produktionsanlagen mit Energie und Rohstoffen.
In der Verfahrenstechnik werden alle Rohrleitungen, Apparate und Maschinen durch grafische Symbole schematisch in einem sogenannten Fließbild dargestellt.

Die Herausforderungen in der Verfahrenstechnik

Die verfahrenstechnische Planung hat viele Aufgabenbereiche und eine davon ist die Dokumentation der Planung in einem Verfahrensfließbild. In diesem werden alle in der Anlage benötigten Komponenten als Symbole auf einer zweidimensionalen Zeichnung festgehalten. Alle Komponenten werden logisch durch Linien verbunden, die meist für Rohrleitungen stehen. Die Fließbilder beinhalten natürlich auch die benötigten Symbole für die Instrumente für die Messung oder Steuerung. All dies lässt sich zwar mit einer grafischen Software lösen, doch steckt hier die Herausforderung im Detail, die von einer reinen Grafik nicht abgedeckt werden kann.

Realisierung einer verfahrenstechnischen Anlage

Das Verfahrensfließbild stellt die Übertragungsprozesse zwischen strömenden Medien in Form von Symbolen und Linien dar. Ebenso verdeutlicht es alle gerätetechnischen Zusammenhänge, die für eine praktische Abwicklung notwendig sind. Damit die Anlage später optimal funktionieren kann, müssen mit Einplanung jeder einzelnen Komponente auch deren Eigenschaften genau festgelegt werden. Üblicherweise werden dazu die Eigenschaften jeder einzelnen Komponente manuell in den verschiedensten Dokumenten festgehalten. Das ist sehr arbeitsintensiv, umständlich und fehleranfällig.

Schlanke Prozesse schaffen Zeit für Mehr

Jedes Unternehmen sucht nach Möglichkeiten Zeit und damit Geld zu sparen. Eine Möglichkeit liegt in den Prozessen des Unternehmens, denn durch die Verkürzung oder Automatisierung einzelner Prozesse schafft man Freiraum. Nimmt man die einzelnen Projekte, dann schafft man sich Zeit, um mit dem gleichen Team noch mehr Projekte gleichzeitig zu bearbeiten. Die einfachste Möglichkeit ist hier die Wahl der richtigen Software, die dem Team viele manuelle Aufgaben abnimmt und einige gar komplett automatisiert.

Die richtige Software für die Verfahrenstechnik

Eine moderne Software unterstützt die verfahrenstechnische Planung, indem sie die in Form von R&I-Fließbildern erstellten Dokumente auswertbar macht. Dabei trägt das Planungsteam lediglich bei der Erstellung des Verfahrensfließbildes die Eigenschaften für die einzelnen Komponenten direkt bei der Platzierung der Symbole und der Linien ein. Danach können alle Informationen in Form unterschiedlicher Berichte oder Stücklisten einfach aus der verfahrenstechnischen Planung abgeleitet werden. Die manuelle Erstellung einzelner Dokumente entfällt komplett. Auch die Fehler werden reduziert, da eine moderne R&I-Software die Dokumente immer auf Basis der aktuellsten Planung erstellt.

Mehr Planungsqualität in der Verfahrenstechnik

Neben der Dokumentation bringen moderne Software-Lösungen Funktionen mit, die eine hohe Qualität der verfahrenstechnischen Planung garantieren. Dabei überprüfen die Systeme beispielsweise, ob die Nummerierung ordnungsgemäß durchgeführt wurde oder alle Details für die Planung eingetragen wurden. Konsistenzprüfungen sorgen zusätzlich dafür, dass potenzielle Fehler frühzeitig erkannt und dem Team in Form eines Berichtes zur Verfügung gestellt werden. Das alles erfordert keinen zusätzlichen Zeitaufwand, sondern wird von der Software ganz automatisch durchgeführt.

Heute investieren, morgen profitieren

Eine verfahrenstechnische Software, die eine Vielzahl dieser Funktionen unterstützt muss nicht unbedingt teuer sein. Bereits mit einer Investition von ein paar hundert Euro kann man sein Team mit einer modernen R&I-Software ausstatten. Oft stehen Video-Tutorials oder komplette Handbücher zur Verfügung, mit denen man die Software auch in Eigenregie schnell erlernen kann. Der Return On Investment (ROI) kommt dabei bereits mit dem ersten Projekt, denn die Planung weist jetzt mehr Qualität auf und wird in einer kürzeren Zeit durchgeführt. Auch die Stücklisten passen ab jetzt immer zu der entsprechenden Planung.

Welche Software für die verfahrenstechnische Planung?

Einer der Software-Anbieter in diesem Bereich ist CAD Schroer. Mit der R&I-Software M4 P&ID FX deckt er alle Anforderungen für die Planung in der Verfahrenstechnik ab. Neben den R&I-Funktionalitäten inklusive umfangreicher Symbolkataloge, einer Konsistenzprüfung und der automatischen Stücklistenerzeugung, enthält die Software auch Basisfunktionen für die 2D-Konstruktion. Umfangreiche Schnittstellen zu anderen Systemen sorgen für einen unkomplizierten Datenaustausch mit Kunden oder Lieferanten.

M4 P&ID FX ist in einem Paket inklusive Updates und Support für ein Jahr für nur 588 Euro erhältlich. Mithilfe einer Testversion und detaillierten Video-Tutorials kann die Software schnell getestet und im Unternehmen eingeführt werden.

Mit einer intelligenten Software für die Verfahrenstechnik sind die Herausforderungen im Anlagenbau zu meistern. Bereits mit einer geringen Investition kann man sein Team mit mehreren Lizenzen einer modernen R&I-Software ausstatten und von den Vorteilen profitieren.

Übersicht über M4 P&ID FX – Software für die Planung in der Verfahrenstechnik

FAQ – Häufig gestellte Fragen zu Verfahrenstechnik

Was ist ein Verfahrensfließbild?

Welche Aufgaben hat die Verfahrenstechnik?

Die Verfahrenstechnik hat viele Aufgabenbereiche und eine davon ist die Dokumentation der Planung in einem Verfahrensfließbild. In diesem werden alle in der Anlage benötigten Komponenten als Symbole auf einer Zeichnung festgehalten. Diese werden logisch durch Linien verbunden, die meist für Rohrleitungen stehen. Ein Verfahrensfließbild enthält alle Symbole der Instrumente, die für die Prozesse in der Anlage zum Messen oder Regeln benötigt werden.

Welche Software für die Verfahrenstechnik?

Eine moderne Software unterstützt die verfahrenstechnische Planung, indem sie die in Form von R&I-Fließbildern erstellten Dokumentationen auswertbar macht. Dabei trägt das Planungsteam lediglich bei der Erstellung des Verfahrensfließbildes die Eigenschaften für die einzelnen Komponenten direkt bei der Platzierung der Symbole und der Linien ein. Danach können alle Informationen in Form unterschiedlicher Berichte oder Stücklisten einfach aus der verfahrenstechnischen Planung abgeleitet werden. Die manuelle Erstellung einzelner Dokumente entfällt komplett. Auch die Fehler werden reduziert, da die Software die Dokumente immer auf Basis der aktuellsten Planung erstellt.

Welche Vorteile hat eine spezielle Software für die Verfahrenstechnik?

Spezielle Software-Lösungen für die Verfahrenstechnik bringen Funktionen mit, die eine hohe Qualität der verfahrenstechnischen Planung garantieren. Dabei überprüfen diese Systeme beispielsweise, ob die Nummerierung ordnungsgemäß durchgeführt wurde oder alle Details für die Planung eingetragen wurden. Konsistenzprüfungen sorgen zusätzlich dafür, dass potenzielle Fehler frühzeitig erkannt und dem Team in Form eines Berichtes zur Verfügung gestellt werden. Das alles erfordert keinen zusätzlichen Zeitaufwand, sondern wird von der Software ganz automatisch durchgeführt.

Was kostet eine Software für die Verfahrenstechnik?

Eine Software für die Verfahrenstechnik, die alle Anforderungen für die verfahrenstechnische Planung abdeckt, muss nicht unbedingt teuer sein. Bereits mit einer Investition ab 79 Euro pro Monat kann man sein Team mit mehreren Lizenzen einer modernen R&I-Software ausstatten. Mithilfe einer Testversion und detaillierten Video-Tutorials kann die Software schnell getestet und im Unternehmen eingeführt werden.