フロースルー粒子のクロマトグラフィー性能：計算流体力学研究

フロースルー粒子の性能は、計算流体のダイナミクスによって研究されています。計算流体ダイナミクスシミュレーションを使用して、粒子を推定するのではなく、粒子の周りと内部の流れの動作を計算しました。得られた流れ場は、フロースルー粒子によって生成されたプレートの高さを正確にシミュレートし、それらを標準的な完全多孔質粒子と比較するために使用されています。粒子内の流れとプレートの高さに対する粒子サイズ、粒子の多孔性、微粒子サイズの影響を調査します。粒子内流量は、総プレートの高さを低下させる物質移動の増強を生成することが示されています。物質移動の強化のために経験的モデルが提案されており、以前に提案されたモデルと比較されます。運動プロットは、フロースルー粒子用に構築されています。直感に反して、フロースルー粒子が詰められたカラムには、より低いプレートの高さの利点に対抗するフロー抵抗が高くなります。フロースルー粒子は、完全に多孔質の粒子よりも運動パフォーマンスに有意な増加を提供しません。

The performance of flow-through particles has been studied by computational fluid dynamics. Computational fluid dynamics simulations was used to calculate the flow behaviour around and inside the particles rather than estimate it. The obtained flow field has been used to accurately simulate plate heights generated by flow-through particles and compare them to standard fully porous particles. The effects of particle size, particle porosity and microparticle size on the intra-particle flow and plate heights is investigated. It is shown that the intra-particle flow generates mass transfer enhancement which lowers the total plate height. An empirical model is proposed for the mass transfer enhancement and it is compared to previously proposed models. Kinetic plots are constructed for the flow-through particles. Counter-intuitively, columns packed with flow-through particles have a higher flow resistance which counters the advantages of lower plate heights. Flow-through particles offer no significant gain in kinetic performance over fully porous particles.