La progettazione dell’impianto di processo comporta la pianificazione di vari processi necessari per realizzare una trasformazione fisica o chimica di determinati tipi di materiali. La progettazione dell’impianto 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 dell’impianto di processo di solito termina con la creazione di un qualche tipo di piano di fabbricazione o costruzione. I progettisti di un impianto di processo chimico di solito scrivono vari tipi di manuali operativi che descrivono in dettaglio le procedure necessarie per avviare, far funzionare e chiudere l’impianto. Questi documenti potrebbero essere necessari anche 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 degli impianti di processo richiede anche una vasta gamma di dati 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 all’interno dei confini di alcuni altri vincoli. Questi vincoli in genere includono cose come la disponibilità di spazio, l’impatto ambientale e problemi di sicurezza, nonché i 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 scala molto più ampia. Di solito viene costruito un piccolo impianto pilota per questo scopo. Dopo aver raccolto i dati necessari dall’impianto pilota, i ricercatori di solito formano un team di progettazione dell’impianto di processo composto da scienziati e ingegneri al fine di elaborare i piani di costruzione per il nuovo impianto. Questa squadra deve anche scrivere una varietà di manuali operativi diversi.
Nella progettazione di un tipico impianto di processo è necessario considerare un’ampia varietà di fattori. Devono essere determinate le dimensioni, le lunghezze e i parametri di funzionamento delle 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 arresto dell’impianto devono essere incluse nella progettazione. I pianificatori devono anche progettare metodi per prelevare campioni di prodotto quando necessario. Dopo che l’intero impianto di lavorazione è stato progettato, gli ingegneri in genere utilizzano simulazioni al computer per analizzare parametri quali portata, pressioni di esercizio e temperature nel tentativo di garantire che l’intero processo funzioni in modo sicuro ed efficiente.