Anlagenplanung für die Prozessindustrie
Versuchs- und Pilotanlagen: vom Laborversuch zur Serienreife
Nikotec entwickelt Versuchsanlagen, Prototypen und individuelle Prozesslösungen und begleitet Ihren Prozess bis zur Produktionsanlage. Für Pharma, Chemie, Lebensmittel und Petrochemie, von Walsrode und Hamburg aus in ganz Norddeutschland.
Was ist eine Pilotanlage?
Eine Pilotanlage ist eine verkleinerte Anlage zwischen Laborversuch und Produktionsanlage. Sie validiert ein Verfahren unter realitätsnahen Bedingungen, bevor in den Produktionsmaßstab investiert wird. Betrieben wird sie oft in einem Technikum, einer Versuchsumgebung für solche Anlagen. Die Versuchsanlage prüft einzelne Prozessschritte, die Pilotanlage den Gesamtprozess, die Produktionsanlage fertigt im industriellen Maßstab.
Ausgangslage
Wann brauchen Sie eine Versuchsanlage?
Für viele Aufgaben in der Prozessindustrie gibt es keine fertige Lösung am Markt. Drei Ausgangslagen, mit denen Kunden zu uns kommen:
1
Vom Labor in den Produktionsmaßstab
Ein neues Produkt oder Verfahren funktioniert im Labor. Ob es im Produktionsmaßstab wirtschaftlich läuft, weiß niemand.
2
Prozessumstellung ohne Produktionsrisiko
Ein bestehender Prozess soll umgestellt werden, etwa auf einen anderen Rohstoff, einen anderen Energieträger oder eine höhere Ausbeute, ohne die laufende Produktion zu riskieren.
3
Belastbare Daten für die Investitionsentscheidung
Für eine Investitionsentscheidung fehlen belastbare Prozessdaten und eine Machbarkeitsaussage.
In der Prozessindustrie kommt die Branchen-Spezifik dazu: GMP-Anforderungen in der Pharmaproduktion, Ex-Zonen in Chemie und Petrochemie, Hygienic Design in der Lebensmittelindustrie.
Eine Versuchsanlage beantwortet diese Fragen mit Daten statt mit Annahmen, bevor die große Investition fällt.
Von der Verfahrensidee zur Versuchsanlage
Pilotanlage
Versuchs- und Pilotanlagen
Konzeption, verfahrenstechnische Auslegung, Konstruktion, Bau und Inbetriebnahme Ihrer Versuchsanlage.
Liefergegenstände
Vom Fließbild zum P&ID
Konkrete Liefergegenstände: Verfahrensfließbild, R&I-Schema (P&ID) und 3D-Aufstellungsplanung.
Versuchsbetrieb
Aus Versuchsdaten lernen
Wir passen die Konstruktion an, wenn die Versuchsergebnisse es verlangen, vom Funktionsmuster zum betriebsfähigen Prototyp.
Unsere F&E-Leistungen: Versuchsanlagen, Prototypenbau, Prozessentwicklung
Versuchs- und Pilotanlagen
Wir übernehmen Konzeption, verfahrenstechnische Auslegung, Konstruktion, Bau und Inbetriebnahme Ihrer Versuchsanlage. Sie erhalten dabei konkrete Liefergegenstände: Verfahrensfließbild, R&I-Schema (P&ID), 3D-Aufstellungsplanung und die Spezifikationen der Komponenten. Geplant wird mit moderner 3D-CAD-Software, unter anderem in Autodesk Plant 3D und der Autodesk Construction Cloud. Auch die Integration neuer Technologien in bestehende Systeme gehört dazu.
Prototypenbau im Anlagenbau
Vom Funktionsmuster zum betriebsfähigen Prototyp: Wir konstruieren und bauen Prototypen im Maschinen- und Anlagenbau, bauen bestehende Anlagen für Versuchszwecke um und passen die Konstruktion an, wenn die Versuchsergebnisse es verlangen. So bleibt der Prototyp kein Einzelstück, sondern wird zur Vorstufe der Serienanlage.
Individuelle Prozesslösungen und Prozessentwicklung
Wenn Standardprodukte an ihre Grenzen stoßen, entwickeln wir den Prozess: Machbarkeitsstudien, Prozessdatenanalyse, Variantenvergleich und die Vorbereitung Ihrer Investitionsentscheidung. Auch die Optimierung bestehender Prozesse und Anlagen gehört dazu. Die verfahrenstechnische Auslegung dahinter liefert unser
Ingenieurbüro für Verfahrenstechnik.
Scale-up: vom Labor in den Produktionsmaßstab
Scale-up bezeichnet die Übertragung eines Verfahrens vom Labor- über den Pilot- in den Produktionsmaßstab. Dabei wird geprüft, ob sich zentrale Prozessparameter wie Stoff- und Wärmeübertragung, Verweilzeiten, Ausbeute und Energiebedarf im größeren Maßstab bestätigen. Auf Basis der Versuchsergebnisse entstehen skalierbare Anlagenkonzepte, die sich in industrielle Produktionsumgebungen übertragen lassen.
Von der Idee zur Serienreife: so läuft ein F&E-Projekt ab
01 Erstgespräch und Aufgabenklärung
Sie bringen Ihre Laborergebnisse oder Prozessidee mit. Wir geben Ihnen eine erste Einschätzung zu Machbarkeit und Vorgehen.
02 Machbarkeitsstudie und Verfahrenskonzept
Wir analysieren Ihre Anforderungen im Detail. Sie erhalten eine belastbare Entscheidungsgrundlage inklusive Kostenrahmen.
03 Planung und Bau der Versuchs- oder Pilotanlage
Engineering, Konstruktion, Fertigung und Inbetriebnahme aus einer Hand.
04 Versuchsbetrieb und Auswertung
Die Anlage liefert Prozessdaten unter realen Bedingungen. In Optimierungsschleifen passen wir Verfahren und Konstruktion an.
05 Scale-up zur Produktionsanlage
Aus den validierten Ergebnissen wird die Produktionsanlage geplant, der Übergang läuft über unser Basic und Detail Engineering.
F&E-Projekte, die in Produktion gegangen sind
Ein Wort zur Vertraulichkeit: F&E-Projekte berühren Prozess-Know-how, das Wettbewerber nicht sehen sollen. Wir arbeiten auf Wunsch unter Geheimhaltungsvereinbarung (NDA), Prozessdaten und Versuchsergebnisse bleiben bei Ihnen.
Häufige Fragen zu Versuchs- und Pilotanlagen
Was ist eine Versuchsanlage?
Eine Versuchsanlage ist eine Anlage im verkleinerten Maßstab, mit der ein neues Verfahren oder ein einzelner Prozessschritt unter kontrollierten, realitätsnahen Bedingungen getestet wird. Sie liefert Prozessdaten, die der Laborversuch nicht hergibt, und schafft die Grundlage für die Entscheidung, ob ein Verfahren in den Produktionsmaßstab überführt wird.
Was ist der Unterschied zwischen Technikum, Pilotanlage und Produktionsanlage?
Das Technikum ist der Ort, die Pilotanlage die Anlage, die Produktionsanlage das Ziel. Im Technikum werden Versuchs- und Pilotanlagen aufgebaut und betrieben. Die Pilotanlage validiert den Gesamtprozess im verkleinerten Maßstab. Die Produktionsanlage fertigt anschließend im industriellen Maßstab, ausgelegt auf Dauerbetrieb und Wirtschaftlichkeit.
Wie läuft die Entwicklung einer Versuchsanlage ab, vom Laborversuch bis zur fertigen Anlage?
Die Entwicklung läuft in fünf Schritten: Aufgabenklärung, Machbarkeitsstudie mit Verfahrenskonzept, Planung und Bau der Versuchsanlage, Versuchsbetrieb mit Auswertung und schließlich das Scale-up zur Produktionsanlage. Nach jedem Schritt entscheiden Sie auf Basis belastbarer Daten, ob und wie es weitergeht. Den Ablauf im Detail zeigt der Abschnitt oben auf dieser Seite.
Wie funktioniert das Scale-up vom Labor- in den Produktionsmaßstab?
Beim Scale-up wird das Verfahren stufenweise vergrößert, vom Laborversuch über die Pilotanlage bis zur Produktionsanlage. Auf jeder Stufe wird geprüft, ob sich Prozessparameter wie Stoff- und Wärmeübertragung, Verweilzeiten und Ausbeute bestätigen, denn nicht alle Effekte lassen sich linear hochrechnen. Die Pilotanlage liefert die Daten, mit denen die Produktionsanlage sicher ausgelegt wird.
Ab wann lohnt sich der Bau einer eigenen Versuchsanlage?
Eine eigene Versuchsanlage lohnt sich, sobald Laborergebnisse vorliegen und eine Investitionsentscheidung ansteht, die belastbare Prozessdaten braucht. Sie lohnt sich auch, wenn ein Fehlversuch im Produktionsmaßstab teurer wäre als der Bau der Versuchsanlage, etwa weil die laufende Produktion betroffen wäre. Die Machbarkeitsstudie in Schritt 2 beantwortet genau diese Abwägung.
Was kostet eine Versuchsanlage, wovon hängt der Preis ab?
Der Preis hängt vom Verfahren, der Anlagengröße, den Werkstoffen, dem Automatisierungsgrad und den Dokumentationsanforderungen Ihrer Branche ab. Eine seriöse Zahl gibt es deshalb erst nach der Aufgabenklärung. Die Machbarkeitsstudie liefert Ihnen einen belastbaren Kostenrahmen, bevor Sie über den Bau entscheiden.
Können bestehende Anlagen für Versuchszwecke umgebaut werden?
Ja. Der Umbau bestehender Anlagen für Versuchszwecke gehört zu unseren F&E-Leistungen, ebenso die Integration neuer Technologien in bestehende Systeme. Das ist oft der schnellste Weg zu Versuchsdaten, weil Infrastruktur, Medienversorgung und Peripherie bereits vorhanden sind. Ob Umbau oder Neubau sinnvoller ist, zeigt die Machbarkeitsstudie.
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30 Minuten mit einem Nikotec-Ingenieur: Sie schildern Ihr Vorhaben, wir geben Ihnen eine erste Einschätzung, ob und wie sich Ihr Verfahren als Versuchs- oder Pilotanlage umsetzen lässt. Unverbindlich und ohne Vertriebsfloskeln.
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Passende Leistungen für Ihr Projekt
Die verfahrenstechnische Auslegung ist die Grundlage jeder Versuchsanlage, vom Verfahrensfließbild bis zur Dimensionierung der Apparate.
Nach erfolgreichem Pilotbetrieb folgt die Planung der Produktionsanlage, vom Verfahrenskonzept bis zur ausführungsreifen Dokumentation.