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Öle und Fette

Pflanzliche Öle werden als energiereiche Reservestoffe in Speicherorgane von Pflanzen eingelagert. Sie sind chemisch gesehen Ester aus Glycerin und drei Fettsäuren. In Deutschland konzentriert sich der Ölsaatenanbau auf Raps, Sonnenblume und Lein. Im Freistaat Sachsen dominiert auf Grund der Standortbedingungen und vor allem der Wirtschaftlichkeit eindeutig der Raps. Der maximal mögliche Anbauumfang von Raps liegt aus anbautechnischer Sicht bei 25 % der Ackerfläche und ist noch nicht ausgeschöpft (Sachsen 2004: 17 %). Für den landwirtschaftlichen Anbau kommen eine Reihe weiterer ölliefernder Pflanzenarten oder spezieller Sorten in Betracht. Interessant sind sie aus der Sicht der Verwertung insbesondere, wenn sie hohe Gehalte einzelner spezieller Fettsäuren aufweisen. Bei der Verarbeitung können dann aufwändige Aufbereitungs- und Trennprozesse eingespart und die Synthesevorleistung der Natur optimal genutzt werden. Der Anbauumfang ist jedoch meist noch sehr gering. Beispiele sind Nachtkerze und Iberischer Drachenkopf, aber auch Erucaraps und ölsäurereiche Sonnenblumensorten. a) stoffliche Verwertung In der stofflichen Verwertung reichen die Einsatzfelder pflanzlicher Öle von biologisch schnell abbaubaren Schmierstoffen, Lacken und Farben, über Tenside, Kosmetika, Wachse bis zu Grundchemikalien, aber auch Bitumen. b) energetische Verwertung Desweiteren können Pflanzenöle in Fahrzeugen, stationären oder mobilen Anlagen energetisch verwertet werden. Für den breiten Einsatz ist derzeit vor allem Biodiesel geeignet. Dieser kommt als reiner Kraftstoff zum Einsatz, seit 2004 auch in Beimischung zu Dieselkraftstoff. Eine weitere Möglichkeit eröffnet sich durch die Verwendung von reinem Rapsöl.

Pflanzenoel als Kraftstoff fuer Dieselmotoren

In dieser Arbeit wird die Verwendungsmoeglichkeit von Pflanzenoelen als Kraftstoff fuer Dieselmotoren, insbesondere in Hinblick auf die Anwendung dieser Technologie in den Laendern der Dritten Welt untersucht. Daher wird hier das 'On-farm-Konzept' verfolgt. Dh die gesamte Kette von der Oelsaatproduktion ueber das Oelpressen bis hin zur Verwertung des Oels erfolgt im landwirtschaftlichen Betrieb. Der Schwerpunkt der Arbeit liegt in der Durchfuehrung von Dauertests mit kaltgepresstem Rapsoel.

Strukturklebstoffe auf Basis epoxidierter Öle

Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker.

Biokraftstoffe - Eigenschaften und Erfahrungen bei der Anwendung, Biokraftstoffe - Eigenschaften und Erfahrungen bei der Anwendung - Fortschreibung

Dieser DGMK-Forschungsbericht ist eine Fortschreibung des DGMK-Forschungsberichts 611 'Biokraftstoffe -Eigenschaften und Erfahrungen bei der Anwendung', der im Jahr 2002 erschienen ist. Seit dieser Zeit haben sich die Pläne der Europäischen Kommission, den Einsatz von Biokraftstoffen zu fördern, konkretisiert. Die Direktive 2003/30/EC gibt für den Zeitraum von 2005 bis 2010 Zielvorgaben, in welchem Umfang Biokraftstoffe in den Handel gebracht werden sollen. Bei Dieselkraftstoffen wird das im Wesentlichen durch Zugabe von bis zu 5 Prozent Fettsäuremethylestern und nicht durch einen Einsatz in reiner Form geschehen. Bei den Ottokraftstoffen kommen Ethanol und Ethyltertiärbutylether (ETBE) als Beimischungen in Frage. Sowohl bei Diesel- als auch bei Ottokraftstoff sind für den Fall einer Beimischung durch die gültigen Normen Maximalwerte für die sauerstoffhaltigen Verbindungen gegeben. Wegen seiner geringeren Oxidations- und Lagerstabilität besteht ein Interesse an Labortests, die für Biodiesel und Dieselkraftstoffe, die Biodiesel enthalten, eine Vorhersage darüber erlauben, ob der Kraftstoff über eine für den praktischen Betrieb ausreichend große Stabilität verfügt. Die ASTM D 4625-Methode, bei der die Probe bei 43 Grad Celsius gelagert wird und die allgemein als das geeigneste Testverfahren zur Bestimmung der Lagerstabilität von Mitteldestillaten angesehen wird, ist für Fettsäuremethylester und Mischungen mit ihnen weniger gut geeignet. Unter vielen untersuchten Prüfverfahren hat für die Bestimmung der Lagerstabilität die Rancimat-Methode die weiteste Anerkennung gefunden, obwohl auch Ergebnisse vorliegen, die es fraglich erscheinen lassen, ob generell ein Zusammenhang zwischen den Rancimat-Ergebnissen und der Lagerstabilität besteht. Vereinzelt gibt es Dieselkraftstoffe, die für eine Zumischung auch nur einer so geringen Menge wie 5 Prozent Biodiesel schlecht geeignet erscheinen. Für solche Dieselkraftstoffe scheint eine besonders kleine Rancimat-Induktionsperiode kennzeichnend zu sein. Nicht alle für Kohlenwasserstoffe bewährten Antioxidationsmittel sind in Mischungen mit Biodiesel gleich gut wirksam. Nach den bisherigen Erfahrungen kommt es beim Einsatz von Mischungen mit Biodiesel in Kraftfahrzeugen zu keinen Problemen, wenn der Biodieselgehalt 5 Prozent nicht übersteigt, auf Abwesenheit von Wasser geachtet und die Lagerzeit auf 6 Monate begrenzt wird. Der eingesetzte Biodiesel muss den Anforderungen der Norm EN 14214 genügen. Überflüssiger Kontakt mit Luft beispielsweise durch Rühren sollte bei der Lagerung von Biodiesel unbedingt vermieden werden. Auch wenn in dem durch die Norm erlaubten Rahmen Ethanol oder ETBE konventionellen Ottokraftstoffen beigemischt wird, sind im praktischen Betrieb keine Schwierigkeiten zu erwarten. Allerdings muss beim Zusatz von Ethanol auf die Abwesenheit von Wasser im System geachtet werden. Bei einer unkontrollierten Vermischung von ethanolhaltigen und ethanolfreien Kraftstoffen kann der Dampfdruckgrenzwert ...

Entwicklung neuer Haftklebstoffe auf Basis von Itaconsäure und epoxidierten Pflanzenölen

Haftklebstoffe oder auch PSA (Pressure Sensitive Adhesive) finden seit Jahrzehnten Anwendung in industriellen Fertigungsprozessen wie auch im Haushalt. Haftklebstoffe werden fast ausschließlich in Form von Haftklebebändern oder Stanzteilen verwendet. Hochwertige Haftklebstoffe (PSA) basieren auf Polyacrylaten, meist auf Basis von Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat. Polyisoprene in Kombination mit verschiedenen Harzen stellen eine biobasierte Basis für PSA dar, haben aber aufgrund der vielen Doppelbindungen eine schlechte Alterungsbeständigkeit. Ziel des Vorhabens ist es Haftklebstoffe, mit Ausnahme des Release-Liners, mit hoher Beständigkeit auf Basis nachwachsender Rohstoffe wie Itaconsäure und Pflanzenölen zur Verfügung zu stellen. Auch der optionale Träger soll auf Basis nachwachsender Rohstoffe zusammengesetzt sein. Final soll ein Maschinenversuch zur Beschichtung und Konfektionierung eines Klebebandes oder von Stanzteilen stehen, so dass Demonstratoren für potenzielle Kunden zur Verfügung stehen.

Gewinnung, Aufbereitung und Einsatz von Pflanzenoel zu Biodiesel, Gewinnung, Aufbereitung und Einsatz von Pflanzenoel

In Fortsetzung des diesbezueglichen Vorhabens wurden ein Motoren- und ein Heizungspruefstand installiert, eine umfangreiche Messtechnik zur Erfassung saemtlicher limitierter Schadstoffe im Abgas sowie einige Pruefmotoren fuer verschiedene Kraftstoffe beschafft. Die Automatisierung von Pruefprogrammen nach internationalen Standards ist in Arbeit. Inzwischen wurden auch Altoele/Altfette in die Untersuchungen einbezogen. Ziel ist eine kleintechnische Aufbereitungstechnik fuer dezentrale Anwendung. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde auch das Potential der technischen Nutzung pflanzlicher Oele in Indonesien eingehend untersucht. Seit Mai 97 wird eine Kleinflotte von Fahrzeugen der Telekom mit im Fachgebiet hergestellten Altfettmethylester betrieben.

Strukturklebstoffe auf Basis epoxidierter Öle, Teilvorhaben 3: Demonstrator mit biobasiertem Klebstoff geklebter Scharspitze

Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker. Epoxidierte Pflanzenöle werden zusammen mit Polyolen auf der Basis von Milchsäure formuliert und dann unter Zusatz weiterer Komponenten anhydridisch oder kationisch gehärtet. Die notwendigen Rohstoffe, vor allem die Polyole, die epoxidierten oder maleinisierten Pflanzenöle werden in angepasster Weise synthetisiert und teilweise neu entwickelt. Die notwendigen guten Dauergebrauchseigenschaften werden durch Additive erzielt, welche bevorzugt auch biobasiert sein sollen. Für die Härtung werden neben der photochemischen und thermischen Initiierung auch neuartige Methoden wie die Vorbestrahlung und Frontalpolymerisation erprobt. Der für den Demonstrator eingesetzte Klebstoff wird mittels LCA auf seinen ökologischen Impact untersucht. Als Demonstrator wird eine Scharspitze für einen Grubber entwickelt, bei welcher der Hartmetallbesatz mit dem am besten geeigneten biobasierten Strukturklebstoff aus dem Projekt geklebt wird. Insbesondere um auch den Austausch des geklebten Hartmetallbesatzes zu ermöglichen, muss die Scharspitze neu konstruiert werden. Dieser Demonstrator wurde gewählt, da er im Hinblick auf die erforderlichen mechanischen Eigenschaften und die Dauerbeständigkeit unter den harschen Bedingungen der Landwirtschaft besonders anspruchsvoll ist.

Strukturklebstoffe auf Basis epoxidierter Öle, Teilvorhaben 1: Baukasten anwendungsnaher biobasierter Klebstoffe

Ziel des Vorhabens ist es, biobasierte Strukturklebstoffe zu entwickeln. Die Basis besteht aus epoxidierten Pflanzenölen und Polymilchsäure. Der Anteil nachwachsenden Kohlenstoffs soll mindestens 95% betragen. Neben guten Anfangsfestigkeiten soll der Klebstoff vor allem auch gute Dauergebrauchseigenschaften aufweisen, damit der zu entwickelnde Demonstrator, geklebte Scharspitze für einen Grubber, eine lange Lebensdauer aufweist. Gleichzeitig soll der geklebte Hartmetallbesatz austauschbar sein. Die als Demonstrator gewählte Scharspitze soll auch zeigen, dass nachwachsende Rohstoffe für die harschen Bedingungen der Landwirtschaft geeignet sind: Vom Acker für den Acker.

Entwicklung neuer Haftklebstoffe auf Basis von Itaconsäure und epoxidierten Pflanzenölen, Teilvorhaben 1: Herstellung und Scale-up von Haftklebstoffen und Haftklebebändern auf Itaconatesterbasis

Haftklebstoffe oder auch PSA (Pressure Sensitive Adhesive) finden seit Jahrzehnten Anwendung in industriellen Fertigungsprozessen wie auch im Haushalt. Haftklebstoffe werden fast ausschließlich in Form von Haftklebebändern oder Stanzteilen verwendet. Hochwertige Haftklebstoffe (PSA) basieren auf Polyacrylaten, meist auf Basis von Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat. Polyisoprene in Kombination mit verschiedenen Harzen stellen eine biobasierte Basis für PSA dar, haben aber aufgrund der vielen Doppelbindungen eine schlechte Alterungsbeständigkeit. Ziel des Vorhabens ist es Haftklebstoffe, mit Ausnahme des Release-Liners, mit hoher Beständigkeit auf Basis nachwachsender Rohstoffe wie Itaconsäure und Pflanzenölen zur Verfügung zu stellen. Auch der optionale Träger soll auf Basis nachwachsender Rohstoffe zusammengesetzt sein. Final soll ein Maschinenversuch zur Beschichtung und Konfektionierung eines Klebebandes oder von Stanzteilen stehen, so dass Demonstratoren für potenzielle Kunden zur Verfügung stehen.

Biokraftstoffe

Biokraftstoffe werden aus Biomasse hergestellt und dienen als Kraftstoffe (Treibstoffe) für Verbrennungsmotoren. Der Kraftstoffsektor als Bereich nachwachsender Rohstoffe wurde bis 2005 fast ausschließlich von Biodiesel bestritten. Im Rahmen des EU-Aktionsprogramms Biotreibstoffe mit Richtwerten für Mindestanteile von Biokraftstoffen sowie der Richtlinie zur Steuerbefreiung/-reduzierung von biogenen Treibstoffen und -komponenten wird 2010 ein Absatz von 3,2 Mio. t in Deutschland angestrebt (5,75 % des Kraftstoffmarktes). Ziel des Aktionsprogramms ist die Minderung der Abhängigkeit von Rohstoffimporten für die Kraftstoffproduktion. Zusätzlich wird eine Minderung der CO2-Belastung angestrebt. Mit den Steigerungsraten im Verkehrsaufkommen besteht die Gefahr, dass die CO2-Einsparungen anderer Wirtschaftsbereiche überdeckt und die gestellten Ziele insgesamt nicht erreicht werden. Neben Kraftstoffen in reiner Form wurden mit Inkrafttreten des neuen Mineralölsteuergesetzes in Deutschland auch Anteile biogener Kraftstoffe in Mischungen mit fossilen Kraftstoffen von der Mineralölsteuer befreit. Damit sind auch Mischungen wirtschaftlich. Als Alternative zu fossilen Kraftstoffen kommen u. a. Pflanzenölmethylester, Pflanzenöl, Alkohol, Biogas und synthetische Kraftstoffe auf Biomassebasis in Frage, wobei reine Kraftstoffe oder Mischungen mit fossilen Kraftstoffen möglich sind.

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