Che cos'è la progettazione di impianti di processo?
La progettazione di impianti di processo prevede la pianificazione di vari processi necessari per realizzare una trasformazione fisica o chimica di alcuni tipi di materiali. La progettazione di impianti di processo può essere utilizzata per progettare una nuova struttura o per espandere o modificare una struttura esistente. Sebbene in genere inizi a livello concettuale, la progettazione degli impianti di processo di solito termina con la creazione di alcuni tipi di piani di fabbricazione o costruzione. I progettisti di una struttura per processi chimici di solito scrivono vari tipi di manuali operativi che descrivono in dettaglio le procedure necessarie per avviare, utilizzare e chiudere la struttura. Questi documenti possono anche essere necessari per future modifiche alla struttura.
Prima di iniziare un progetto complesso, i progettisti di impianti di processo in genere raccolgono dati da piccoli impianti pilota e da altre strutture più grandi attualmente in funzione. La progettazione di impianti di processo richiede inoltre dati esaurienti raccolti da una varietà di altre fonti come laboratori di prova e produttori di apparecchiature. La progettazione di un impianto di processo non deve solo raggiungere gli obiettivi di produzione desiderati; deve anche rimanere entro i limiti di alcuni altri vincoli. Questi vincoli in genere includono aspetti quali disponibilità di spazio, impatto ambientale e problemi di sicurezza, nonché costi di capitale, operativi e di manutenzione.
Prima di presentare una proposta per una nuova struttura di processo, i ricercatori spesso testeranno prima il processo su scala molto ridotta. I risultati di questi piccoli test vengono quindi utilizzati per determinare la fattibilità del processo su una scala molto più ampia. Un piccolo impianto pilota è di solito costruito per questo scopo. Dopo aver raccolto i dati necessari dall'impianto pilota, i ricercatori di solito formano un team di progettazione di impianti di processo composto da scienziati e ingegneri al fine di elaborare i piani di costruzione per la nuova struttura. Questo team deve anche scrivere una varietà di diversi manuali operativi.
Un'ampia varietà di fattori deve essere considerata nella progettazione di una tipica struttura di impianto di processo. È necessario determinare le dimensioni, le lunghezze e i parametri di funzionamento di varie pompe e tubazioni nonché la disponibilità di acqua ed elettricità. Anche le pompe e le tubazioni aggiuntive necessarie per le procedure di avvio e spegnimento dell'impianto devono essere incluse nella progettazione. I pianificatori devono anche progettare metodi per prelevare campioni di prodotti quando necessario. Dopo che l'intera struttura di elaborazione è stata progettata, gli ingegneri useranno tipicamente simulazioni al computer per analizzare parametri come velocità di flusso, pressioni di esercizio e temperature, nel tentativo di garantire che l'intero processo si comporti in modo sicuro ed efficiente.