Weitere Informationen
_Wo finde ich mehr Informationen zu Biodiesel?
_Hat Biodiesel keine Nachteile?
_Kann Biodiesel ranzig werden?
_Was passiert genau beim Ranzigwerden oder bei der Oxidation?
_Wie hilft sich die Natur dagegen?
_Ist im Biodiesel auch Vitamin E enthalten?
_Wie bestimmt man die Stabilität von Biodiesel?
_Was bedeutet die Stabilität für die Praxis?
_Gibt es einen Zusammenhang zwischen Vitamin E Gehalt und Stabilität?
_Woran kann man noch die Oxidation von Biodiesel erkennen?
_Wie kann man die natürliche Stabilität von Biodiesel erhöhen?
_Wieviel Baynox muss zugesetzt werden?
_Ist Baynox mit Winteradditiven verträglich?
_Wo bekommt man fachliche und analytische Unterstützung zu Antioxidantien und Biodiesel?
_Wie sicher ist Baynox in der Anwendung?
_Hat Baynox noch weitere Effekte?
_In welchen Gebinden können Sie Baynox erhalten?
Was ist Biodiesel?
In Zeiten steigender Kraftstoffpreise wechseln immer mehr private und gewerbliche Dieselfahrer zu Biodiesel.
Biodiesel ist nicht nur deutlich preiswerter als Mineraldiesel, sondern auch umweltfreundlich und aus heimischer Produktion.
Biodiesel wird chemisch durch sogenannte Umesterung von Pflanzenölen mit Methanol hergestellt. Heimisches Pflanzenöl ist vor allem das Rapsöl. Daneben können auch Altfette aus der Lebensmittelbranche und Tierfette eingesetzt werden. Allen ist gemeinsam, dass die Rohstoffe erneuerbare Energien darstellen.
Hat Biodiesel keine Nachteile?
Doch, einen Nachteil hat der "natürliche" Treibstoff. Wie natürliche Pflanzenöle ist er wesentlich leichter durch Luftsauerstoff oxidierbar als mineralischer Diesel.
Die Folgen der Oxidation sind einerseits eine Zersetzung des Biodiesels in kurzkettige Fettsäuren und andererseits die Bildung von unlöslichen Polymeren (Gums). Schäden am Motor sind dadurch zu befürchten. Die Oxidation von Ölen und Fetten durch Luftsauerstoff ist als Ranziditität bekannt. Ranzige Öle und Fette sind ungenießbar.
Was passiert genau beim Ranzigwerden oder bei der Oxidation?
Durch Wärme, Licht und Belastung bildet der Fettsäuremethylester ein Radikal, bevorzugt direkt neben der Doppelbindung. Dieses Radikal addiert schnell den Sauerstoff aus der Luft, der ja seinerseits ein Di-radikal ist. Es bildet sich ein Peroxid-Radikal.
Jetzt beginnt der schnelle radikalische Zerstörungskreislauf. Dieses Peroxid-Radikal wiederum erzeugt sofort ein neues Radikal aus dem Fettsäuremethylester,das wiederum den Luftsauerstoff addiert. Der zerstörerische radikalische Auto-Oxidationskreislauf beginnt.
Dabei entstehen aus einem Radikal sehr schnell bis zu 100 neue Radikale, die Zersetzung verläuft exponentiell schnell, das Öl verdirbt und wird in kurzer Zeit ranzig.
Ranzige Öle erkennt man im Haushalt leicht im Haushalt am typisch unangenehmen Geruch. Der Geruch stammt aus kurzkettigen Abbauprodukten der ungesättigten Fettsäuren, wie z.B.: der Buttersäure.
Wie hilft sich die Natur dagegen?
Ölpflanzen produzieren zusammen mit den Ölen als natürliches Antioxidanz, das Vitamin E oder Tocopherol. Es gibt verschiedene Tocopherol Isomere unterschiedlicher Wirkstärke, jedoch haben alle die gleiche chemische Grundstruktur. An einem langkettigen Phythyl-Rest ist eine gehinderte aromatische Phenol Struktur gebunden. Dieses stellt die eigentliche chemische Wirkstruktur des Antioxidanzes dar.
Da Tiere und Menschen selbst keine Vitamin E herstellen können, müssen sie dieses mit der Nahrung aufnehmen, um das Körperfett gegen Oxidation zu schützen.
Wie wirkt das Vitamin E?
Bevor das Peroxidradikal im Auto-Oxidationsmechanismus ein weiteres Radikal aus der Fettsäurerest erzeugt, wird es vom Vitamin E abgefangen. Das Vitamin E bindet das Peroxidradikal an das gehinderte Phenol und unterbricht damit die weitere Reaktion. Es werden keine neuen Radikale mehr erzeugt und die Zersetzung der Fettsäuren zu kurzkettigen Abbauprodukten wird unterbunden.
Dennoch ist zu berücksichtigen, dass Vitamin E durch diesen Prozess langsam verbraucht wird.
Ist im Biodiesel auch Vitamin E enthalten?
Ja, war im Rohstoff Pflanzenöl Vitamin E vorhanden, so gelangt es je nach Herstellverfahren mehr oder weniger auch in den Biodiesel. Daher ist z.B. Biodiesel aus Rapsöl im allgemeinen gegenüber Oxidation recht stabil. Dabei liegen nach unseren Messung an Rapsmethylester die Gehalte an Vitamin E recht hoch, also mindestens in der Größenordnung, von natürlichen Pflanzenölen.
Wie bestimmt man die Stabilität von Biodiesel?
Gemessen wird die natürliche Stabilität des Biodiesels nach der Ranzimat Methode (DIN EN 14214). Dazu wird Luft in einer genormten Apparatur durch 110°C heissen Biodiesel geblasen. Das Auftreten der kurzkettigen Fettsäuren als Spaltprodukte der Fettsäureoxidation im Destillat zeigt an, dass der Biodiesel instabil ist. Die Norm DIN EN 14214 schreibt vor, dass Biodiesel mindestens 6 Stunden im Ranzimat stabil und unzersetzt bleiben muss.
Diesen Wert muss der Biodiesel nicht nur ab Herstellerwerk, sondern an der Zapfsäule beim Betanken erfüllen.
Was bedeutet die Stabilität für die Praxis?
Ein stabiler und nicht "ranziger" Biodiesel ist wie von der Herstellern empfohlen als Treibstoff geeignet. Ein gealterter und "ranziger" Biodiesel dagegen kann den Motor und das Einspritzsystem schädigen.
Wie schnell Biodiesel nach der Herstellung altert, wurde in unseren Labors an Hand einiger Versuch bestimmt. Ein frischer Biodiesel ( Rapsmethylester) aus der Produktion eines anerkannten Herstellers wurde im Labor gealtert. Dazu wurde der Biodiesel in einer offenen 500 ml Glasflasche bei 40°C im Thermoschrank gerührt. In Abständen von mehreren Tagen wurde jeweils ein Probe entnommen und die Stabilität nach Rancimat bestimmt.
Man erkennt, dass die Stabilität ständig abnimmt. Schon nach ca. 10 Tagen ist sie um eine Stunde gesunken und damit außerhalb der Norm nach DIN EN 14214. Nach zwei Monaten ist der Biodiesel völlig instabil und die Oxidation kann ungehindert in einer Kettenreaktion ablaufen.
Bei diesem Laborversuch in einer Glasflasche wurden andere Einflüsse, die eine Alterung von Biodiesel beschleunigen können, ausgeschlossen. So können z.B. Schwermetalle, wie z.B.: Kupfer aus Apparaten und Armaturen, die Alterung erheblich beschleunigen.
Wenn man bedenkt, dass ein Treibstoff im Tank des PKW durchaus Temperaturen von 40°C erreichen kann, und vor allem PKW Fahrer nicht immer innerhalb von 10 Tagen den Tank vollständig aufbrauchen, sieht man, dass für die Betriebssicherheit von Biodiesel eine ausreichend hohe Stabilisierung ab Werk möglichst oberhalb der Norm unerlässlich ist.
Gibt es einen Zusammenhang zwischen Vitamin E Gehalt und Stabilität?
Ja, im gleichen Test wurde auch der Vitamin E Gehalt des Biodiesels bestimmt. Es zeigt sich, dass im gleichen Masse wie die Stabilität sinkt, auch der Vitamin E Gehalt abnimmt.
Überraschend war, dass der Gehalt an Vitamin E in Rapsmethylester recht hoch ist, teilweise höher als in Rapsöl für Lebensmittel angegeben.
Das bedeutet, das für die Stabilität von Biodiesel eine gleichmäßiger hoher Gehalt an Antioxidanz wie Vitamin E notwendig ist.
Woran kann man noch die Oxidation von Biodiesel erkennen?
Am Sauerstoffverbrauch. In gleichem Masse wie Sauerstoff den Biodiesel oxidiert , wird er der Luft entzogen. Deutlich sichtbar ist dieser Vorgang, wenn man eine mit Biodiesel gefüllte Flasche lange stehen gelassen. Sobald das Antioxidanz verbraucht und die Induktionszeit beendet ist, wird der Sauerstoff verbraucht und es entsteht eine Unterdruck.
Bei einer Kunststoffflasche erkennt man diesen Effekt an der Verformung
Wie kann man die natürliche Stabilität von Biodiesel erhöhen?
Durch Zusatz des Antioxidanz Baynox kann die natürliche Stabilität von Biodiesel erhöht werden. Der Wirkstoff in Baynox ist dem Vitamin E chemisch nachgebaut. Das heißt er stellt ebenfalls chemisch ein gehindertes Phenol dar. Wie Vitamin E fängt Baynox die Peroxyd-radikale ab und verhindert die autokatalytische Oxidation der ungesättigten Fettsäuren.
Biodiesel (RME) mit einer Stabilität von 8,2 Stunden im Ranzimat wurden steigende Mengen Baynox zugesetzt. Die Grafik zeigt die Zunahme der Stabilität in Abhängigkeit von der Baynox Menge. Mit ca. 1.000 ppm Baynox kann schon ein Wert von ca. 10 h Stunden im Ranzimat erreicht werden. Damit ist der Biodiesel ausreichend für einen Transport und eine längere Lagerung an der Tankstelle und im Tank des Dieselfahrzeuges geschützt.
Biodiesel, der nach der Herstellung nicht die notwendige Stabilität von 6 Std. nach Rancimat aufweißt, ist durch Zugabe von Baynox schnell auf ausreichende Stabilitätswert einstellbar.
Wieviel Baynox muss zugesetzt werden?
Die benötigten Anwendungsmengen richten sich nach der natürlichen Stabilität des jeweils verwendeten Biodiesels. Diese kann erheblichen Schwankungen unterworfen sein. In der Regel sind Anwendungsmengen zwischen 0,1 und 0,5 Vol% (entspricht 1-5 l Baynox auf 1.000 l Biodiesel) zu empfehlen. Die Dosierung und die Verträglichkeit mit dem kundenspezifischen Biodiesel sind in Versuchen zu ermitteln.
Erfahrungsgemäss empfiehlt sich für Biodiesel aus Altspeisefett und -ölen, tierischen Fetten und Ölen eine andere Dosierung, als für Biodiesel aus Rapsöl oder anderen Pflanzenölen.
Wie wird Baynox zugesetzt?
Baynox ist die Formulierung des hochreinen antioxidantiven Wirkstoffes gelöst in Biodiesel. Baynox hat die annähernd gleiche Viskosität und Dichte wie reiner Biodiesel und kann einfach mit Biodiesel gemischt werden. Dabei empfiehlt sich die Zudosierung über einen statischen Mischer oder eine entsprechend lange Rohrleitung. Fragen Sie uns, wenn sie weitere Informationen zum Einsatz von Baynox wünschen.
Wo bekommt man fachliche und analytischen Unterstützung zu Antioxidantien und Biodiesel?
Analytischen Untersuchungen zur Bestimmung der Stabilität nach Ranzimat und des Gehaltes von Baynox und Vitamin E in Biodiesel werden von der Fa. Bayer Industrie Service (BIS) angeboten und können auf Wunsch von uns vermittelt werden.
BIS führt Versuche mit steigenden Mengen Baynox durch und kann Ihnen in einer Grafik genau darstellen, wieviel Baynox Zugabe welche Verbesserung der Stabilität in ihrem Biodiesel bewirkt.
So wissen Sie immer genau, wie viel Stabilisator Sie für welchen Einsatz benötigen und vermeiden unnötige Kosten durch eine Überdosierung bzw. durch Nichteinhaltung der Norm.
Darüber hinaus bietet Bayer Industrie Service ein weite Palette von analytischen Untersuchungsmethoden sowie fachliches know how an, das auch zu anderen chemischen Fragen zu Biodiesel angefordert werden kann.
Zu chemischen und technischen Fragen wenden Sie sich an unsere technische Informationsstelle.
Wie sicher ist Baynox in der Anwendung?
In Baynox ist der destillierte hochreine Wirkstoff zu 20% in Biodiesel (RME) gelöst. Die Qualität wird bei jeder Charge überprüft. Auf Wunsch erhalten Sie Baynox gelöst in ihrem eigenen Biodiesel.
Baynox enthält außer dem Wirkstoff und Biodiesel (RME) keinerlei alkoholische oder mineralische Lösungsvermittler oder andere Hilfsstoffe. Der Wirkstoff verbrennt rückstandsfrei im Motor. Dies wird bei jeder Produktionscharge geprüft.
Baynox ist kein Gefahrstoff, es hat die gleiche Wassergefährdungsklasse wie Biodiesel. Baynox ist untoxisch und nicht Abwassergefährdend.
Hat Baynox noch weitere Effekte?
Unter der Oxidation der Fettsäuren bildet sich auch leicht oligo- oder polymerer Biodiesel. Dieser fällt ab einem gewissen Molekulargewicht als Gum aus.
In einem unserer Versuche zeigt sich nach ca. 4-6 Wochen bei einem Altfettbiodiesel bei Lagerung mit großer Oberfläche eine deutliche Trübung. Diese Ausfällung (Gum) bestand aus polymerem Biodiesel. In Gegenwart 500 ppm Baynox trat keine Ausfällung auf.
Durch Zusatz von Baynox wird die Bildung von oligo- oder polmyerem Biodiesel verhindert.
In welchen Gebinden können Sie Baynox erhalten?
Baynox wird in mehreren Gebindearten, je nach Mengenbedarf des Kunden angeboten:
- 1.000 l IBC 20% Wirkstoff gelöst in Biodiesel (RME nach DIN En 14214)
- 10 - 18.000 l Tankwagen oder Container 20% Wirkstoff gelöst in Biodiesel (RME nach DIN EN 14214) oder auf Wunsch in eigenem angeliefertem Biodiesel.
- Muster zu Versuchszwecken auf Anfrage
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