Untersuchung des Abgasverhaltens bezüglich der gesetzlich nicht limitierten Schadstoffe Aldehyde & Ketone bzw. polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAH) sowie die Beurteilung des Betriebsverhaltens eines 3-Zylinder-Schlepper-Dieselmotors...

durch die Molekülverkleinerung deutlich geringere Temperaturgrenzwerte auf. Die Cetanzahl erreicht durch die Umesterung Werte, welche den in DIN V 51606 geforderten Mindestwert übertreffen. Der Heizwert erfährt dagegen nur geringfügige Änderungen, liegt sogar noch unter dem von Rapsöl. Auffällig sind die unterschiedliche Siedeverläufe von RME und handelsüblichem Dieselkraftstoff. Während sich letzterer aus unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen zusammensetzt und eine steile Siedekurve mit frühem Siedebeginn (ca. 170°C) aufweist, besteht RME aus wenig unterschiedlichen Kohlenwasserstoffen und besitzt daher eine flach verlaufende Siedekurve mit hohen Anfangstemperaturen (Siedebereich bei 310-350°C). Insgesamt läßt sich sagen, daß der Umesterungsprozeß eine entscheidende Verbesserung der Tauglichkeit von Pflanzenölen als Kraftstoff mit sich zieht. RME zum Beispiel unterscheidet sich nur unwesentlich von handelsüblichem Dieselkraftstoff und bereitet somit beim Einsatz in Dieselmotoren kaum Probleme. [...]

Die Reaktion verläuft in drei Schritten. Hierzu wird ein Katalysator benötigt. Üblicherweise kommen KOH, NaOH oder CH3ONa zum Einsatz. Der Katalysator bildet in einer Vorreaktion mit z.B. Methanol das Methoxid-Anion CH3O-, welches das Carbonyl-Kohlenstoff-Atom einer Fettsäure im Triglycerid angreift (Bild 4.5). Hieraus geht ein Diester der Ortho-Säure hervor, der instabil ist und sich spaltet in das erste Fettsäure-Methylester-Molekül und ein Anion eines Diglycerides (1. Schritt). Letzteres reagiert weiter mit Methanol unter Rückbildung des Methoxid-Anions. Im zweiten Schritt läuft der gleiche Mechanismus wieder ab, wobei zunächst Monoglycerid entsteht und im dritten Schritt schließlich die vollständige Umesterung zu freiem Glycerin und den drei Fettsäuremethylester-Molekülen erfolgt. [...]

stellt, ist beim Betrieb eines Dieselmotors mit Rapsöl mit einem schlechteren Kaltstartverhalten und einem größeren Zündverzug zu rechnen. Problematisch ist die hohe kinematische Viskosität von Rapsöl bzw. auch von anderen Pflanzenölen, da sie ein schlechtes Pump-, Fließ- und Zerstäubungsverhalten zur Folge haben. Diese liegt bei Pflanzenölen um eine Zehnerpotenz höher als der zugelassene Maximalwert nach DIN EN 590. Um einen störungsfreien Betrieb zu gewährleisten, müßte die Leistung der Einspritzpumpe vergrößert werden, was eine Neudimensionierung der Kraftstoffleitungen zur Folge hätte. Auch sind die in den Zylinder eingespritzten Tröpfchen zu groß, um sich optimal mit der Luft zu vermischen. Die Folge ist eine unvollständige Verbrennung, welche zu Koksrückständen im Brennraum führt. Darüberhinaus werden die Einspritzdüsen in Mitleidenschaft gezogen. So bleibt immer ein Teil des eingespritzten Kraftstoffes an ihnen haften, was zu einer Düsenverkokung führt: Die Düse wird immer mehr verstopft, es gelangt immer weniger Kraftstoff in den Brennraum, bis schließlich der Verbrennungsprozeß mangels Kraftstoff nicht mehr ablaufen kann. Basierend auf der hohen kinematischen Viskosität hat Rapsöl einen relativ hohen Filtrierbarkeitsgrenzwert (+15°C), auch Cold Filter Plugging Point (CFPP) genannt, der den Einsatz von Rapsöl in Dieselmotoren lediglich im Sommer zuläßt. Der CFPP gibt die niedrigste Temperatur an, bei der ein Kraftstoff eingesetzt werden kann, ohne daß der Kraftstoffilter durch ausgeschiedene Paraffinkristalle verstopft wird. Bei Pflanzenölen verstopft der Kraftstoffilter allerdings nicht durch ausgeschiedene Paraffinkristalle, sondern durch die hohe kinematische Viskosität ist einfach der Widerstand zu groß, um die Öle mit genügend großer Geschwindigkeit durch den Filter zu pumpen [6]. Diese sehr ungünstigen Eigenschaften von Pflanzenölen müssen ausgeschaltet werden, um eine zufriedenstellende Eignung von Rapsöl zu gewährleisten. [...]