Projekt-929: Chemische und motortechnische Untersuchungen der Ursachen der Einspritzpumpenverklebung bei Biodiesel-Betrieb

Zur Probenherstellung wurden verschiedene Komponenten, die als Verunreinigungen im Produktionsprozess entstehen können und die im Verdacht standen, Verklebungen hervorzurufen, in verschiedenen Konzentrationen den destillierten Biodiesel-Proben beigemengt. Es wurden insbesondere Kalium-, Natrium- und Calciumseifen, sowie Kalium- und Calciumphosphat sowie Destillationsrückstand, der bei der Destillation des Ausgangsproduktes erhalten wurde, für die Herstellung der Untersuchungsproben eingesetzt. Es wurden insgesamt 25 Kraftstoffproben hergestellt, welche zunächst analysiert und dann am Einspritzpumpenprüfstand getestet wurden. Dazu wurde eine Kraftstoffmenge von ca. 50 Liter wiederkehrend über die gesamte Versuchsdauer durch die Einspritzausrüstung befördert. Nach bestimmten Intervallen wurde auf Verklebungserscheinungen geprüft, wobei die Kraft zum Lösen der Düsennadel aus dem Düsenkörper gemessen wurde. Es zeigte sich, dass sowohl Natrium- als auch Kaliumseifen für Verklebungen verantwortlich sind, wobei Natriumseifen eine wesentlich stärkere Verklebungstendenz aufweisen als Kaliumseifen. Weiters zeigen vor allem Calciumseifen in sehr geringen Konzentrationen starke Verklebungserscheinungen. Entsprechende Versuche mit Konzentrationsreihen sollten zeigen, ob die bisherigen Normparameter und die entsprechenden Grenzwerte für eine Vermeidung von Einspritzpumpenproblemen ausreichend sind. Dabei zeigte sich, dass für Kalium ein Grenzwert von 5 mg/kg ausreichend erscheint, während der Grenzwert für Natrium unter 5 mg/kg liegen sollte. Die Aufnahme eines Grenzwertes für Calcium erscheint angebracht, da bereits Konzentrationen von unter 5 mg/kg, bei denen der Wert der Gesamtverschmutzung noch nicht erhöht ist, zu Verklebungen führen können. Eine entsprechende Bestimmungsmethode für Calcium muss jedoch noch ausgewählt und durch Ringversuche evaluiert werden. Als Leitparameter für Verklebungserscheinungen hat sich die Gesamtverschmutzung herausgestellt. Die durchgeführten Untersuchen haben gezeigt, dass der Grenzwert von 20 mg/kg wahrscheinlich zu hoch angesetzt ist. Um einen niedrigeren Grenzwert angeben zu können, muss die Bestimmungsmethode noch abgeändert und präzisiert werden, um bessere statistische Daten zu erhalten. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die bisher aufgetretenen Einspritzpumpenprobleme vorwiegend auf produktionsbedingte Verunreinigungen zurückzuführen sind und durch entsprechende Prozessänderung und laufende Qualitätskontrolle vermieden werden können. Allerdings sind auch Adaptierungen von bestehenden Normparametern notwendig, entsprechende Vorschläge dazu werden in die laufende Diskussion zur Erstellung einer Europäischen Norm für Biodiesel eingebracht. Das Projekt wurde von der Abteilung I/4/U beauftragt.