Verweilzeitspektrum

Das Verweilzeitspektrum beschreibt die statistische Verteilung der Aufenthaltszeiten von Partikeln oder Fluidvolumina in einem kontinuierlich betriebenen Apparat. Es zeigt, wie lange einzelne Produktanteile zwischen Eintritt und Austritt im System verbleiben. In realen Prozessen ist die Verweilzeit nicht für alle Partikel identisch, sondern über einen Zeitraum verteilt.

Je nach Gattung des Kontinuierlichmischers und Art der Aufgabenstellung werden Apparate mit sehr kurzer oder mit längerer mittlerer Verweildauer eingesetzt. Beide Ausprägungen sind technisch sinnvoll und erfüllen unterschiedliche verfahrenstechnische Aufgaben. Kontinuierlichmischer mit kurzer Verweildauer eignen sich für schnelle Homogenisierung, schonende Behandlung oder hohe Durchsätze. Kontinuierlichmischer mit längerer Verweildauer werden eingesetzt, wenn Reaktionen, Trocknung, Temperierung oder Stoffumwandlungen Zeit benötigen.

Die beiden Gattungen sind nicht gegenseitig ersetzbar. Das jeweilige Verweilzeitspektrum muss zur Prozessaufgabe passen. Entscheidend ist nicht, ob das Verweilzeitspektrum kurz oder lang ist, sondern ob es reproduzierbar, stabil und zur gewünschten Prozesswirkung geeignet ist.

Das Verweilzeitspektrum wird häufig durch eine Verteilungsfunktion beschrieben:

E(t)= dF(t) / dt

• E(t) ist die Verweilzeitdichtefunktion
• F(t) ist die kumulative Verweilzeitverteilung
• t ist die Zeit

Die mittlere Verweilzeit ergibt sich aus:

t_m  =  Integral ( t * E(t) dt )

Ein korrekt ausgelegter kontinuierlicher Mischer oder Reaktor zeichnet sich dadurch aus, dass sein Verweilzeitspektrum gezielt an die jeweilige Prozessaufgabe angepasst ist.