Simulation der ein- und mehrdimensionalen Gaschromatographie mit Temperaturgradienten

• Antragsteller: Privatdozent Dr. Peter Boeker, seit 11/2023
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 452897652

Thema des beantragten Vorhabens ist ein umfassendes numerisches Modell der Gaschromatographie (GC). Ein Modell kann ganz neue Einsichten in die Prozesse der Gaschromatographie liefern, speziell in neue Technologien wie die thermische Gradienten GC. Ein vorhandenes thermodynamisches Modell wird auf verschiedene räumliche Gradienten (Temperatur, Säuleninnendurchmesser, Filmdicke der stationären Phase) verallgemeinert. Durch einen modularen Aufbau des Modells wird die Simulation von Kombinationen verschiedener GC-Trennungen in einem System, z.B. in einem mehrdimensionalen GCxGC-System, ermöglicht. Auf diese Weise können komplexe GC-Systeme zunächst in einer Simulation getestet und optimiert werden, bevor sie in der Realität umgesetzt werden. Die Überführung der Modellierung und Simulation in die praktische Einsetzbarkeit benötigt stoffspezifische thermodynamische Parameter, welche die Wechselwirkung zwischen den zu trennenden Stoffen und der stationären Phase der GC-Säule beschreiben. Die Ermittlung solcher Daten erfordert bisher umfangreiche Messreihen mit langdauernder isothermer Gaschromatographie. Erste Ansätze zur Verwendung schneller temperaturprogrammierter Messungen sind noch nicht über den vollen Bereich des Retentionsspektrums einsetzbar. In der Forschungsarbeit soll daher mit inverser Modellierung ein Werkzeug zu Schnellermittlung dieser grundlegenden Stoffparameter komplementär zum Simulationsmodell geschaffen werden. Nach der präzisen Ermittlung können dann numerisch basierte Optimierungen und Methodenentwicklungen durchgeführt werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Matthias Wüst
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Jan Leppert, bis 11/2023