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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
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Mit dem geförderten Projekt "Simulation der ein- und mehrdimensionalen Gaschromatographie mit Temperaturgradienten" wurde ein umfassendes numerisches Modell der Trennung von Substanzgemischen in der Gaschromatographie (GC) entwickelt. Dieses Modell kann dabei räumliche Gradienten verschiedener Parameter, wie Temperatur oder Filmdicke, berücksichtigen, um neuartige Technologien in der GC zu berücksichtigen. Um stoffspezifische Retentions-Parameter für die GC-Trennung schnell und effektiv bestimmen zu können, wurde das entwickelte Modell genutzt, um über Optimierungs- Ansätze die Parameterkombination zu finden, die zur besten Übereinstimmung von Messungen und Simulationen führen. In einem dritten Teil wurde das Modell auf ein modulares System erweitert, um komplexe GC-Systeme, bei denen mehrere Trennsäulen und Transferleitungen verwendet werden, abbilden zu können. Damit ist die Vorhersage der Trennung in mehrdimensionalen Systemen, wie der GC×GC, möglich. Diese drei Modelle wurden als open-source Pakete für die Programmiersprache Julia veröffentlicht. Damit ist es möglich GC-Methoden mit den Modellen für eine optimale Trennung zu bestimmen und verringert den nötigen Messaufwand. Zudem lässt sich der Einfluss neuartiger Techniken, wie der räumlichen Temperaturgradienten, auf die Trennung besser verstehen. Insbesondere für komplexe GC-Systeme bieten die Softwarepakete die Möglichkeit komplett neuartige Netzwerke von GC-Säulen im Modell zu testen. Daneben wurden verschiedene thermodynamische Retentionsmodelle mit Linear Solvation Energy Relationship (LSER) Modellen verglichen. Damit ergibt sich die Möglichkeit die Parameter des LSER Modells aus wenigen GC-Messungen zu bestimmen. Dies kann helfen, die Verteilung von Substanzen in verschiedenen Umweltsystemen zu bewerten.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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