Prozeßsynthese in der Hauptstudie

Im Problemlösungszyklus nach Abb. 2.5 und Abb. 5.3 folgt auf die Zielsuche die Synthese als erster Schritt der Lösungssuche. Unter Synthese versteht man Verfahren zur Konstruktion eines zweckmäßigen zusammenhängenden Ganzen durch Verkopplung von geeigneten Elementen zu einer solchen Struktur, die die angestrebte Funktion hinreichend erfüllt. Unter Prozeßsynthese ist also der Entwurf der Struktur eines verfahrenstechnischen Systems, d. h. die Auswahl der Prozeßeinheiten (z. B. Grundoperationen), die Festlegung ihrer Kopplungen und ihrer gerätemäßigen Realisierung oder auch die bereichsweise Überarbeitung bestehender Prozesse zu verstehen. Für beide Vorgänge, also sowohl für die Neukonzeption als auch für die Überarbeitung, gelten prinzipiell gleiche Vorgehensweisen, wobei natürlich im 2. Fall gewisse Vereinfachungen und Abkürzungen der Vorgehensschritte angemessen sind. Wir werden Prozeßsynthese am Beispiel der Neukonzeption von Prozessen vorführen. Unsere Vorgehensweise wird den Prozeßablauf und damit auch sein Fließbild schrittweise aus den Elementen auf den drei Abstraktionsebenen von Abb. 1.8 erzeugen. Dabei werden konkurrierende Prozeßabläufe entstehen. Eine Entscheidung zugunsten von Vorzugslösungen setzt voraus, daß die Prozeßvarianten hinsichtlich ihrer Eigenschaften analysiert und dann mit Hilfe geeigneter Kriterien, z. B. mit ihrem Energiebedarf oder ihren Gesamtkosten bewertet werden. Dieses enge Wechselspiel von Syntheseaktivitäten und Analysemaßnahmen hat im Bereich der thermischen Trenntechnik und hier insbesondere der Rektifiziertechnik zu einer Reihe verschiedenartiger Strategien geführt, die die Explosion der Variantenvielfalt bei der Trennung von Vielkomponentengemischen bewältigen sollen. Dabei handelt es sich um heuristische, um thermodynamische und um Optimierungsmethoden, über die in [1] ein kurzgefaßter, aktueller Überblick gegeben wird.