Das österreichische Technologieunternehmen GIG Karasek bietet seinen Kunden über die Fertigkeiten im Anlagenbau hinausgehende Kompetenzen. So unterstützt das Unternehmen seine Kunden aus der Chemie/Petrochemie-, Pharma/Biopharma-, Papier/Zellstoff- und Lebensmittelindustrie bereits bei der Prozessentwicklung und begleitet sie bis zur laufenden Betreuung der Anlage. Prozesssicherheit, Ressourcen- und Energieeffizienz sind drei der aktuellen Schlagworte im Anlagenbau. Dr. Michael Reubold befragte Gerhard Högl, Mitglied der Geschäftsführung von GIG Karasek, zur Bedeutung dieser Themen bei aktuellen Projekten von GIG Karasek.

CHEManager: Herr Högl, Ressourcen- und Energieeffizienz sind zwei der aktuellen Themen in Ihren Kundenbranchen. Die Schonung bzw. Rückgewinnung wertvoller Ressourcen sowie die Reduzierung des Energieverbrauchs spielt heute in Anlagen der Prozessindustrie eine wesentliche Rolle. Wie unterstützen Sie Ihre Kunden dabei?

Gerhard Högl: Thermische Verfahren zählen seit jeher zu den „Energievernichtern". Im Falle von mehrstufigen Eindampfanlagen sieht die Energiebilanz schon deutlich besser aus. In der Vergangenheit haben viele Anwender - nicht zuletzt aufgrund günstiger Energiepreise - ihre Entscheidung zugunsten mehrstufiger Eindampf- oder Destillationsanlagen gefällt. Um ökonomischer als der Wettbewerb produzieren zu können, bieten wir unseren Kunden die Möglichkeit einer Optimierung des Energieeinsatzes ihrer Anlagen. Mithilfe des sogenannten Revamping zeigen wir das Energiesparpotenzial auf. Mittels Brüdenverdichtung, thermisch oder mechanisch, wirken wir den energetisch sehr aufwändigen Eindampf- und Destillationsprozessen entgegen.

Wo liegen die Vorteile von thermischer und mechanischer Brüdenverdichtung?

Gerhard Högl: Bei der mechanischen Brüdenverdichtung lässt sich mithilfe der offenen Wärmepumpe, der Verdampfungsprozess nahezu selbst in Gang halten. Pro Tonne Wasserdampfbrüden ist eine vergleichsweise sehr geringe elektrische Antriebsenergie für den Motor der Pumpe aufzubringen und das Kühlwasser entfällt. Somit lässt sich der Gewinn nach Inbetriebnahme sofort steigern - die Kosten selbst armortisieren sich in kürzester Zeit.
Bei der thermischen Brüdenkompression wird ein Teil des Brüdens nach dem Tröpfchenabscheider mit einer Strahlpumpe angesaugt und mit Treibdampf auf einen höheren Druck verdichtet. Sie haben dadurch keine bewegten Teile, was eine einfache Bauweise, und für den Betrieb höchstmögliche Sicherheit, garantiert.

Prozesssicherheit und Produktqualität stellen auch an den Explosionsschutz besondere Anforderungen. Was zeichnet GIG Karasek beim Anlagenbau im Ex-Schutz Bereich aus?

Gerhard Högl: GIG Karasek hat jahrelange Erfahrung im Bau von Anlagen, in denen explosionsfähige Medien verarbeitet werden. Auch die praktischen Erfahrungen durch Pilotversuche in unserem Entwicklungszentrum für Eindampftechnologie und Thermische Trenntechnik, können wir in die Anlagenplanung miteinbringen. Wir sind in der Lage alle Teilgewerke einer Anlage - das sind im wesentlichen Verfahrenstechnik, Mechanik, Elektrotechnik sowie Meß- und Regelungstechnik - durch eigene Spezialisten abzudecken, sowie von der Risikobeurteilung bis zur praktischen Ausführung alles selbst zu realisieren, und flexibel auf die Bedürfnisse des Kunden einzugehen.

Mit welchen konstruktiven Maßnahmen stellen Sie den Ex-Schutz bei den von Ihnen projektierten und errichteten Anlagen sicher?

Gerhard Högl: Jährlich liefern wir Anlagen und Apparate an die unterschiedlichsten Industrien aus und es ist uns klar, dass hier die höchsten Anforderungen an die Sicherheit bzw. an den Explosionsschutz gestellt werden. Auf Basis einer Risikoanalyse werden die entsprechenden Maßnahmen, unter Rücksprache mit dem Kunden und der Unterlieferanten, geplant. Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen kann nur durch die enge und gute Zusammenarbeit aller beteiligten Stellen gewährleistet werden.
Wenn eine Vermeidung von explosionsfähiger Atmosphäre nicht möglich ist, können folgende Vorkehrungen getroffen werden:
Erstens, die Verhinderung der Zündung von explosionsfähigen Medien, z.B. durch die Verwendung von elektrischen Komponenten mit den entsprechenden Schutzarten wie Eigensicherheit, Druckkapselung oder durch verfahrenstechnische Maßnahmen wie Inertisierung, lüftungs-technische Maßnahmen, Freiluftaufstellung, Einsatz von Gaswarngeräten, Begrenzung der Prozessparameter, usw.
Zweitens, die Auswirkungen auf ein unbedenkliches Maß einschränken, z.B. durch die Auslegung der Apparate auf den Explosionsdruck, die Verhinderung der Flammen- und Explosionsübertragung oder durch Explosionsdruckentlastungen.

Für welche Prozessschritte bzw. Anlagentypen bieten Sie Ex-geschützte Ausführungen an?

Gerhard Högl: Im Prinzip für alle Prozessschritte und Anlagentypen: von Kleinanlagen über Dünnschichtverdampferanlagen bis hin zu Eindampf- und Destillationsanlagen mit mechanischer Brüdenverdichtung. Klassische Beispiele wären hier die Lösemittelabtrennung oder die Alkoholdestillation. Die Anlagen werden in Anbetracht des zu verarbeitenden Produktes gemäß den ATEX-Richtlinien ausgeführt.
Der Betreiber muss zunächst die Explosionsgefahren beurteilen und danach die Zoneneinteilung vornehmen. Wir bieten in weiterer Folge die optimalen Lösungen und sorgen für eine ordnungsgemäße Errichtung. So haben wir z.B. im vorigen Jahr bei Proto Chemicals in der Schweiz, dem weltweiten Produktionszentrum für Wirkstoffe des Pharmakonzerns Grünenthal, eine zweistufige Dünnschicht-Kurzwegverdampferanlage in Skid-Bauweise und EX-Ausführung in einen bestehenden Betrieb installiert. Man hat dies durch eine „dichte" Umhausung mit entsprechender Be- und Entlüftung gesetzeskonform erreicht.

Welche Rolle spielen die verwendeten Werkstoffe für die Sicherheit und die Zuverlässigkeit von Anlagen?

Gerhard Högl: Die produktbezogene Auswahl des Werkstoffes spielt eine sehr wichtige Rolle. Die Auswahl garantiert nicht nur Zuverlässigkeit und Sicherheit sondern auch die Langlebigkeit der Anlage. Es gibt immer wieder Beispiele, wo aufgrund ungeeigneter Werkstoffauswahl entstandene Vorkommnisse wie Anlagenstillstände oder sogar schwere Unfälle hätten vermieden werden können. Bei GIG Karasek finden Sie Spezialisten, die über jahrzehntelange Erfahrungen verfügen, um Sie bei der geeigneten Werkstoffauswahl zu beraten.

Für den effizienten und sicheren Betrieb von Prozessanlagen ist es nicht nur wichtig das geeignete Verfahren, sondern auch die optimalen Betriebsparameter zu finden. Welche Leistungen bieten Sie Ihren Kunden bei Prozessentwicklung und -durchführung an?

Gerhard Högl: Wir bieten unseren Kunden die Möglichkeit mittels Prozesssimulation, u.a. mit ChemCad, die Betriebsparameter zu ermitteln bzw. diese nach den jeweiligen Anforderungen abzuändern. Um die Simulationsergebnisse praktisch zu untermauern, werden Versuche im Labormaßstab durchgeführt. Für diese Versuche werden Kleinproduktmengen von 5 kg benötigt. Auf Basis der Ergebnisse aus den Versuchen können Aussagen über erreichbare Qualitäten, Ausbeute sowie Destillationsparameter getroffen werden. Nach erfolgreicher Durchführung der Versuche im Labor wird je nach Bedarf eine Testreihe auf den Anlagen des firmeneigenen Technikums gefahren.
Diese Vorgehensweise ermöglicht es, die errechnete und im Labormaßstab überprüfte, Ausbeute und Produktqualität zu gewährleisten. Sämtliche Versuche sowie die Herstellung von Kleinmengen werden während des gesamten Prozesses analytisch überwacht. Dazu stehen u.a. eine mobile Bedienzentraleinheit, die Trendkurven aufzeichnet und spezielle Prozessparameter protokolliert, sowie weitere Analyseausrüstungen zur Verfügung. Der Destillationsverlauf und alle relevanten Betriebsparameter werden über die Versuchslaufzeit aufgezeichnet, dokumentiert und überwacht. Der Kunde erhält so anschließend einen detaillierten Versuchsbericht und ein erstes mögliches Anlagenlayout.