Espectro de tiempos de residencia

El espectro de tiempos de residencia describe la distribución estadística de los tiempos de permanencia de partículas o volúmenes de fluido en un aparato operado continuamente. Muestra cuánto tiempo permanecen las fracciones individuales del producto en el sistema entre la entrada y la salida. En procesos reales, el tiempo de residencia no es idéntico para todas las partículas, sino que está distribuido a lo largo de un periodo de tiempo.

Según el tipo de mezclador continuo y la naturaleza de la tarea, se emplean aparatos con un tiempo medio de residencia muy corto o más largo. Ambas variantes son técnicamente adecuadas y cumplen diferentes tareas de ingeniería de procesos. Los mezcladores continuos con corto tiempo de residencia son adecuados para una rápida homogeneización, un tratamiento delicado o altos caudales. Los mezcladores continuos con un tiempo de residencia más largo se emplean cuando las reacciones, el secado, el control de temperatura o las transformaciones de materia requieren tiempo.

Ambas categorías no son mutuamente intercambiables. El espectro de tiempos de residencia correspondiente debe ajustarse a la tarea del proceso. Lo decisivo no es si el espectro de tiempos de residencia es corto o largo, sino si es reproducible, estable y adecuado para el efecto de proceso deseado.

El espectro de tiempos de residencia se describe a menudo mediante una función de distribución:

E(t)= dF(t) / dt

• E(t) es la función de densidad del tiempo de residencia
• F(t) es la distribución acumulada del tiempo de residencia
• t es el tiempo

El tiempo medio de residencia se obtiene de:

t_m  =  Integral ( t * E(t) dt )

Un mezclador o reactor continuo correctamente diseñado se caracteriza porque su espectro de tiempos de residencia está específicamente adaptado a la tarea de proceso correspondiente.