Prozessbehälter – Funktion, Aufbau und Einsatzbereiche
Ein Prozessbehälter ist ein industrieller Behälter, in dem Stoffe während eines Produktions- oder Verarbeitungsprozesses aufgenommen, gemischt, erwärmt, gekühlt oder anderweitig behandelt werden. Im Mittelpunkt steht daher die Durchführung oder Unterstützung eines technischen Prozessschritts. Ein Lagertank dient dagegen hauptsächlich der längerfristigen Aufbewahrung von Medien.
Was zeichnet einen Prozessbehälter aus?
Prozessbehälter werden passend zum jeweiligen Verfahren konstruiert und technisch ausgestattet. Typische Komponenten sind:
- Rührwerke oder andere Mischsysteme
- Heiz- und Kühleinrichtungen
- Doppelmantel oder Heizschlangen
- Anschlüsse, Armaturen und Messgeräte
- Temperatur-, Druck- und Füllstandssensoren
- Isolierungen und Zugangsöffnungen
Welche Ausstattung erforderlich ist, hängt vom Medium, den Prozessbedingungen und dem gewünschten Behandlungsschritt ab. Ein Behälter zum Mischen benötigt beispielsweise ein geeignetes Rührwerk. Für die thermische Behandlung kommen Heiz- oder Kühleinrichtungen hinzu.
Welche Arten von Prozessbehältern gibt es?
Prozessbehälter unterscheiden sich je nach Anwendung unter anderem hinsichtlich Geometrie, Volumen, Werkstoff, Betriebsdruck und Ausstattung. Häufige Ausführungen sind:
- Rührwerksbehälter zum Mischen, Homogenisieren oder Suspendieren von Medien
- beheizte oder gekühlte Prozessbehälter zur gezielten Temperierung des Inhalts
- Druckbehälter für Prozesse unter Überdruck
- Vakuumbehälter für Prozesse unter Unterdruck
Bei Rührwerksbehältern richtet sich die Auswahl des Rührorgans unter anderem nach Viskosität, Stoffeigenschaften und Prozessziel. Heiz- und Kühlmedien werden häufig durch einen Doppelmantel oder Heizschlangen geführt.
Die Bezeichnungen können miteinander kombiniert werden. Ein Behälter aus Edelstahl kann beispielsweise zugleich als Prozessbehälter, Rührwerksbehälter und Druckbehälter ausgeführt sein.
Aus welchen Materialien bestehen Prozessbehälter?
Die Werkstoffauswahl richtet sich vor allem nach dem Medium, der Temperatur, dem Druck sowie den Anforderungen an Korrosionsbeständigkeit und Hygiene.
In vielen Anwendungen wird Edelstahl eingesetzt. Er ist korrosionsbeständig, langlebig und gut zu reinigen und findet sich deshalb vor allem in der Lebensmittel-, Getränke-, Chemie- und Pharmaindustrie. Je nach Einsatzbedingungen kommen beispielsweise die Edelstahlqualitäten 1.4301, 1.4401, 1.4404 oder 1.4571 infrage.
Für bestimmte Anwendungen werden auch Stahl oder geeignete Kunststoffe verwendet.
Welche technischen Richtlinien gelten für Prozessbehälter?
Welche Richtlinien und Normen anzuwenden sind, hängt von Bauart, Druck, Volumen, Medium, Temperatur und Einsatzbereich des Behälters ab.
Für druckbeaufschlagte Behälter kann insbesondere die Druckgeräterichtlinie 2014/68/EU relevant sein. Für Konstruktion und Prüfung kommen je nach Ausführung unter anderem DIN EN 13445 oder die AD-2000-Merkblätter zum Einsatz.
Weitere Anforderungen können sich aus der Ausstattung und dem Einsatzbereich ergeben, beispielsweise:
- ATEX-Vorgaben in explosionsgefährdeten Bereichen
- Anforderungen an Maschinen und elektrische Ausrüstung bei integrierten Rührwerken oder Antrieben
- Hygiene- und GMP-Anforderungen in der Lebensmittel-, Pharma- und Biotechnologie
- Vorgaben zu Schweißtechnik, Werkstoffnachweisen, Prüfungen und Kennzeichnung
Die verbindlichen Anforderungen sind für jeden Behälter anhand seiner technischen Auslegung und vorgesehenen Verwendung zu prüfen.
Wo werden Prozessbehälter eingesetzt?
Prozessbehälter kommen überall dort zum Einsatz, wo Stoffe innerhalb einer industriellen Anlage behandelt oder verarbeitet werden. Zu den zentralen Aufgaben zählen:
- Mischen und Homogenisieren
- Erwärmen und Kühlen
- Reagieren
- Suspendieren
- Zwischenlagern während eines Produktionsprozesses
Typische industrielle Branchen und Anwendungsbereiche sind u.a.:
- Chemie- und Verfahrenstechnik
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie
- Pharma- und Kosmetikindustrie
- Farben- und Lackindustrie
- Wasser- und Umwelttechnik
- allgemeine industrielle Produktion
Was ist der Unterschied zwischen einem Prozessbehälter und einem Lagertank?
Ein Lagertank dient hauptsächlich der Aufbewahrung eines Mediums über einen bestimmten Zeitraum. Bei einem Prozessbehälter steht die Verarbeitung oder Behandlung während eines Produktionsschritts im Vordergrund.
Die Abgrenzung ist in der Praxis nicht immer eindeutig. Ein Behälter kann zunächst als Lagerbehälter für einen Rohstoff dienen und anschließend in einen Produktionsprozess eingebunden werden. Auch ein Rührwerksbehälter lässt sich nach der Verarbeitung zur Zwischenlagerung des Mediums nutzen.