Verweilzeit (technischer Prozess)

Bei einem Prozess ist die Verweilzeit ${\displaystyle \tau }$ (griechisches kleines Tau) die Zeit, in der z. B. ein definiertes Flüssigkeitsvolumen in einem Reaktor oder in der gesamten Anlage „verweilt“.

• Bei einem Satzreaktor ist sie identisch mit der Reaktionszeit.
• Für kontinuierliche Reaktoren wird die Verweilzeit berechnet als Quotient des Fluidvolumens ${\displaystyle V_{\mathrm {R} }}$ im Reaktor zum austretenden Volumenstrom ${\displaystyle {\dot {V}}}$:

${\displaystyle \tau ={\frac {V_{\mathrm {R} }}{\dot {V}}}}$

Bei kontinuierlichen Reaktoren beschreibt die Verweilzeit die Effizienz des Prozesses und wird dort auch als Raumzeit bezeichnet.
Streng genommen bezieht sich die mittlere Verweilzeit auf den austretenden Volumenstrom, während sich die Raumzeit auf den eintretenden Strom bezieht. Ändert sich die Dichte jedoch nicht (was bei den meisten Flüssigphasenreaktionen der Fall ist) und sind daher ein- und austretender Volumenstrom gleich, so sind auch Raumzeit und mittlere Verweilzeit identisch.

• Bei kontinuierlich betriebenen Fermentationen ist aus historischen Gründen die Verwendung der Verdünnungsrate (Dilutionsrate) D (in 1/sek) üblich:

${\displaystyle D=\tau ^{-1}={\frac {\dot {V}}{V_{\mathrm {R} }}}}$

Die Verweilzeit eines chemischen Reaktors ist eine der wichtigsten reaktionstechnischen Kenngrößen. So ist das Produkt der Geschwindigkeitskonstante ${\displaystyle k}$ einer Reaktion erster Ordnung und der mittleren Verweilzeit ${\displaystyle \tau }$ die erste Damköhlerzahl ${\displaystyle DaI}$, die wesentlich den Umsatz einer einfachen Reaktion in einem Reaktor bestimmt.