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Produktionserweiterung einer Menthol-Anlage

Produktionserweiterung einer Menthol-Anlage

Mit einem Investitionsvolumen von 16 Millionen Euro hat die Symrise AG 2012 die Produktionskapazitäten naturidentischen l-Menthols am Stammsitz im südniedersächsischen Holzminden verdoppelt. Für die Prozessautomatisierung bestand die maßgebliche Herausforderung dieses Projektes darin, die neue Anlage innerhalb eines gewachsenen, laufenden Betriebes zu errichten. Der Engineering-Dienstleister Tesium wickelte die anspruchsvolle Projektierung auf Basis einer durchgängigen Software-Plattfom ab.

Bild 1: In dieser Anlage wird I-Menthol produziert, dessen Bedarf kontinuierlich im zweistelligen Prozentbereich wächst. Bild: Tesium

Eine neue Reaktion zur Festigung der Marktposition: Seit Sommer des Jahres 2012 produziert eine von dem Engineering- Dienstleister Tesium geplante und realisierte Anlage naturidentisches l-Menthol – und dies innerhalb eines Symrise-Chemiestandortes mit Innenstadtlage. Hier wurde im Jahr 1973 zum weltweit ersten Mal naturidentisches Menthol synthetisch hergestellt. Die Erfolgsgeschichte des begehrten Aromaund Kühlwirkstoffes ist ähnlich lang wie die Strategie, das Engineering für die Prozesstechnik im eigenen Haus auszubauen. „Als selbstständige Tochtergesellschaft eines forschenden Unternehmens, das Aromachemikalien, kosmetische Wirkstoffe, Duft- und Geschmackstoffe herstellt, sind wir es gewohnt, unser Engineering für Prozessanlagen zuverlässig und schnell in Produktionsanlagen umzusetzen“, sagt Kai Wedding, Marketingleiter bei der Symrise-Tochter Tesium. Schnell und zuverlässig zu arbeiten heißt beim Engineering vor allem, durchgängige Prozesse zu etablieren. Plant Symrise den Neu- oder Umbau prozesstechnischer Anlagen, sitzen im Projektteam Vertreter von vier Kernbereichen. Aus Sicht des Dienstleisters sind dieses die produktionstechnische Betriebsleitung als direkter Kunde, dann ein Verfahrensingenieur, der die Prozesse, chemischen Reaktionen und Mengenbilanzen kennt. Der dritte Vertreter rekrutiert sich aus dem Anlagenbau und ein vierter aus der Planung der Elektro-, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik (EMSR).

Instrumentierungsschemata als Planungsgrundlage

Die Zusammensetzung eines solchen Teams macht deutlich, warum es bei Projekten innerhalb des Symrise-Konzerns so wichtig ist, auf eine gemeinsame Planung, Datenbasis und Nomenklatur aufzusetzen. Die CAE-Software Eplan PPE übernimmt dabei eine Kernfunktion: Als oberste Ebene nutzt das Engineering-Unternehmen die Rohrleitungs- und Instrumentierungsschemata oder ‘piping and instrumentation diagram’ (P&ID) für die grafische Abbildung der chemischen Verfahren und Transportwege der unterschiedlichen Stoffmedien. Symboldatenbanken erleichtern an dieser Stelle die Arbeit. Die Ausleitung der Projektversionen in eine Datenbank ermöglicht den Zugriff der Projekteure auf den aktuellen Stand, ohne dass alte Release-Stände Inkonsistenzen im Projekt verursachen. „Vom übergeordneten Verfahrensfließbild kommend, arbeiten wir uns dann tiefer in die Anlage hinein“, erklärt Armin Thies, Leiter der EMSR-Planung des Engineering- Büros. Sämtliche für den Betrieb der Mentholanlage erforderlichen Bauteile wie Reaktionsbehälter, Pumpen, Rohrleitungen, Messgeräte, Rührwerke oder Armaturen, die im Fließschema verankert und über normierte Symbole dargestellt sind, erhalten weitere technische Detailangaben. Bei den Rohrleitungen sind dieses klassischer Weise Nennweite und -druck, die zu transportierenden Medien sowie die Werkstoffe der eingebauten Rohre. Auf eine ähnliche Weise werden die Kernelemente der Mess- und Regeltechnik innerhalb des Verfahrensfließbildes projektiert. Diese Arbeit mündet schließlich in den so genannten Messstellenlisten und -blättern. Diese spiegeln in den Anlagen von Symrise für jeden Einzelprozess die komplette EMSR-Ausrüstung wieder. „Dazu zählen etwa die physikalische Messart, der Messbereich, das Messprinzip, Materialanforderungen, Art der Sensoren und Anschlussspezifikationen“, erklärt Ludwig Schaefers, Projektmanager EMSR-Planung bei Tesium.

Bild 2: Eplan PPE ist bei Tesium Teil einer Gesamtplattform, zu der auch Eplan Electric P8 gehört.

Ausrüstung eindeutig definiert

Die Messstellenblätter definieren damit eindeutig die aktuelle technische Ausrüstung mit sämtlichen Maßen, Identifikationsnummern, Herstellerkomponenten und der generellen Funktion und Aufgabenstellung. Für Projektleiter Thies hat diese Form der Dokumentation den Vorteil, dass direkt aus der Planung heraus schnell und zuverlässig bestellt werden kann. Die jeweiligen Funktionsbereiche werden dabei in der Regel auftragsbezogen geordert und kommissioniert. Eine direkte Anbindung an das konzernweite Enterprise Resource Planning-System (ERP) liegt aktuell nicht vor, weil die vom Projektteam realisierten Anlagen nur selten Standard sind. „Der Aufwand für die notwendige Datenbank und die Schnittstelle waren uns bisher zu hoch, zumal sich die Produktivität aufgrund der vielen Unikate nicht wesentlich verbessern würde“, erläutert Thies.

Durchgängige Prozesse im Engineering

Umso mehr wird im eigentlichen Engineering Wert gelegt auf durchgängige Prozesse. Kommt es während eines Projektes etwa zu Veränderungen im Detail-Engineering, erfasst die CAE-Software zum Beispiel automatisch die Revisionsstände, während die einzelnen Listen in Form unveränderbarer PDF-Dateien von den Fachabteilungen auf farblich gekennzeichneten Änderungen hin überprüft werden. Auslöser für solche Anpassungen können zum Beispiel abweichende Leitungsquerschnitte oder Typwechsel bei Sensoren sein. „Die farbliche Kennzeichnung ist insofern wichtig, damit Optimierungen an einer Stelle später nicht zu Problemen beim Einbau an anderer Stelle führen – zum Beispiel, wenn aufgrund geänderter Rohrquerschnitte das Flanschmaß eines ursprünglich definierten Ventils nicht mehr passt, weil es auf Grundlage eines alten Projektstatus bestellt wurde“, sagt Thies. Das zentrale Projektgremium hat an dieser Stelle die Aufgabe, den jeweils aktuellen Projektstatus festzulegen. „Weil auf dieser Basis bestellt wird, gibt es beim Einbau später keine Überraschungen“, unterstreicht Thies. Die Software stellt dabei nur einen Baustein im Engineering dar. Da die Prozess- und Regeltechnik nie losgelöst von der Elektrotechnik zu betrachten ist, steht innerhalb der Eplan Plattform eine direkte Verbindung zu Eplan Electric P8 zur Verfügung. Diese durchgängige Arbeitsweise pflegt Tesium auch bei Aufträgen außerhalb des Symrise- Konzerns – zum Beispiel bei der Projektierung einer Ölmühle und Aufträgen aus der Glasindustrie. Der barrierefreie Datenfluss beschleunigt in Summe das Engineering und unterstützt auch spätere Wartungsund Servicearbeiten unter anderem mit einer lückenlosen Dokumentation. „Unsere Mitarbeiter im Betrieb wissen, was sie bei Reparaturen erwartet und kennen die zugehörigen Stromlaufpläne“, sagt Thies. Für Wedding stellt diese vorausschauend geplante Arbeitsweise einen wesentlichen Faktor für hohe Betriebssicherheit und Verfügbarkeit dar – auch für die neue Menthol-Anlage, da darin linksdrehende Mentholmoleküle in einem aufwändigen Verfahren kontinuierlich aus der Kristallisation abgeschieden werden. Daher lässt sich die Anlage nicht kurzfristig abschalten.