Hydrodynamische Auslegung technischer flüssigchromatographischer Säulen mittels CT-Messungen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Arlt
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 141169981

Die Daten, die in experimentellen CT-Messungen aufgenommen und mit denen im Projekt entwickelten und eingesetzten Auswertemethoden berechnet wurden, sind in dieser Forschungsperiode erfolgreich in ein zweidimensionales Modell (radiale und axiale Raumrichtung) implementiert worden. Allerdings konnte während der Versuche festgestellt werden, dass es nicht immer möglich ist, eine Säule zu packen, die eine gute Packungsstruktur aufweist. In Abbildung 11 ist zu erkennen, dass der Durchbruch nicht zuerst in der Mitte der Säule erfolgt, sondern eine starke Wandgängigkeit aufweist. Intuitiv würde das auf ein schlechtes Trennergebnis schließen lassen. In diesem Fall, einer nicht zufriedenstellenden Struktur in einer Säule, würde diese erneut gepackt werden. Ziel war es, ein gut funktionierendes Simulationsmodell zur Vorhersage geeigneter stationärer Phasen zu entwickeln. Es ist nicht möglich gewesen, lokal auftretende Unebenheiten (Abbildung 11) zu erfassen, da die Information, die in einem Kreisring enthalten ist, über den gesamten Ring gemittelt wird und die Unebenheiten dadurch eliminiert werden. Es kann jedoch immer wieder zu solchen lokalen Erscheinungen beim Packen von chromatographischen Säulen kommen. Lokale Inhomogenitäten können das Trennergebnis negativ beeinflussen und setzen die Trenneffizienz der Säule stark herab, deshalb sollten diese auch in der Simulation berücksichtigt werden. Aus diesem Grund soll als weiterer Arbeitsplan die Erweiterung des Simulationsmodells auf die Dreidimensionalität (radiale und axiale Raumrichtung mit zugehöriger Winkelabhängigkeit) angegangen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen