Begleitforschung zur Standardisierung von Rapsöl - Bayern

Technische Universität München
Bayerische Landesanstalt für Landtechnik
Vorstand: Prof. Dr. Dr. h.c. (AE) Hans Schön
Begleitforschung zur Standardisierung von Rapsöl
als Kraftstoff für pflanzenöltaugliche Dieselmotoren
in Fahrzeugen und BHKW
Abschlussbericht
für das
Bayerische Staatsministerium für
Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
und
C.A.R.M.E.N. e.V.
August 2000

Technische Universität München
Bayerische Landesanstalt für Landtechnik
Vorstand: Prof. Dr. Dr. h.c. (AE) Hans Schön
Abschlussbericht
zum Untersuchungsvorhaben
Begleitforschung zur Standardisierung von Rapsöl
als Kraftstoff für pflanzenöltaugliche Dieselmotoren
in Fahrzeugen und BHKW
Finanzierung durch das
Bayerische Staatsministerium
für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Z 3/a-0734-1213
Durchführung:
Bayerische Landesanstalt für Landtechnik
Landtechnischer Verein in Bayern e.V. (LTV)
Vöttinger Straße 36, 85354 Freising
Projektleiter: Dr. Bernhard Widmann
Bearbeiter und Autor: Dipl.-Ing. agr. Edgar Remmele (LTV)
Bearbeiter: Dipl.-Ing. agr. Klaus Thuneke
Unterauftrag:
ASG Analytik-Service Gesellschaft mbH
Feldstrasse 16 – 20, 86156 Augsburg
Bearbeiter: Dr. Thomas Wilharm

Danksagung
Besonderer Dank gilt Herrn Dr. Thomas Wilharm von der Firma ASG Analytik-
Service Gesellschaft, Augsburg für die hervorragende Zusammenarbeit bei der
Projektdurchführung.
Der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau, Freising, speziell
Herrn Aigner und Herrn Salzeder, ist für die Bereitstellung der Rapssaaten
aus den Anbauversuchen zu danken.
Für die freundliche Aufnahme des Arbeitskreises Dezentrale Pflanzenölgewinnung
im Rathaussaal der Stadt Straubing sei Herrn Oberbürgermeister Perlak und seiner
Mitarbeiterin Frau Wilhelm gedankt.
Nicht zuletzt gilt besonderer Dank dem Bayerischen Staatsministerium für Ernährung,
Landwirtschaft und Forsten für die Förderung des Untersuchungsvorhabens.

Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis 7
INHALTSVERZEICHNIS.........................................................................................7
ABBILDUNGSVERZEICHNIS ..............................................................................10
TABELLENVERZEICHNIS ...................................................................................14
KURZFASSUNG...................................................................................................17
ABSTRACT...........................................................................................................21
1 EINLEITUNG............................................................................................25
2 PROBLEMSTELLUNG ............................................................................26
3 ZIELSETZUNG.........................................................................................27
4 STAND DES WISSENS ...........................................................................28
4.1 Qualitätsanforderungen an Rapsöl als Kraftstoff................................28
4.2 Normierung von Dieselkraftstoff...........................................................31
4.3 Normierung von Fettsäuremethylester.................................................33
4.4 Qualitätsanforderungen an Rapsöl als Speiseöl .................................36
4.5 Kennwerte von Pflanzenöl, Fettsäuremethylester und
Dieselkraftstoff........................................................................................40
5 METHODISCHES VORGEHEN ...............................................................56
5.1 Begutachtung des vorläufigen RK-Standards vom 22.08.1996
und Zusammenstellung des Handlungsbedarfs ..................................56
5.2 Überprüfung von Grenzwerten..............................................................57
5.2.1 Eigenschaften der verarbeiteten Rapssaaten...........................................59
5.2.2 Verarbeitung der Rapssaaten...................................................................64
5.2.3 Rapsölproben mit Verunreinigungen in definierten Beimischungen..........66
5.3 Überprüfung von Prüfverfahren ............................................................67
5.4 Anpassung oder Entwicklung von Prüfverfahren................................68
5.5 Festlegung von Grenzwerten ................................................................69
5.6 Entwicklung von Schnelltests ...............................................................70
5.7 Verabschiedung des Qualitätsstandards für Rapsöl als
Kraftstoff .................................................................................................70

8 Inhaltsverzeichnis
6 ERGEBNISSE ......................................................................................... 71
6.1 Handlungsbedarf als Ergebnis der 5. Sitzung des LTV-
Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“............................ 71
6.2 Kennwerte und Grenzwerte für Rapsölkraftstoff ................................ 72
6.2.1 Dichte (15 °C) .......................................................................................... 76
6.2.2 Flammpunkt nach Pensky-Martens.......................................................... 78
6.2.3 Heizwert................................................................................................... 80
6.2.4 Kinematische Viskosität (40 °C)............................................................... 81
6.2.5 Kälteverhalten.......................................................................................... 84
6.2.6 Zündwilligkeit (Cetanzahl)........................................................................ 84
6.2.7 Koksrückstand ......................................................................................... 84
6.2.8 Iodzahl ..................................................................................................... 86
6.2.9 Schwefelgehalt......................................................................................... 89
6.2.10 Gesamtverschmutzung ............................................................................ 91
6.2.11 Neutralisationszahl................................................................................... 92
6.2.12 Oxidationsstabilität (110 °C) .................................................................... 95
6.2.13 Phosphorgehalt...................................................................................... 100
6.2.14 Aschegehalt ........................................................................................... 102
6.2.15 Wassergehalt......................................................................................... 104
6.3 Eignung und Auswahl von Kennwerten und Prüfverfahren ............ 107
6.3.1 Oxidationsstabilität................................................................................. 107
6.3.2 Aschegehalt ........................................................................................... 108
6.3.3 Stickstoffgehalt....................................................................................... 113
6.3.4 Elementgehalte...................................................................................... 115
6.4 Korrelation zwischen Kennwerten ..................................................... 116
6.4.1 Korrelation zwischen Neutralisationszahl und Oxidationsstabilität......... 117
6.4.2 Korrelation zwischen Iodzahl und Oxidationsstabilität ........................... 118
6.4.3 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Neutralisationszahl .. 119
6.4.4 Korrelation zwischen Wassergehalt und Neutralisationszahl................. 120
6.4.5 Korrelation zwischen Wassergehalt und Heizwert ................................. 121
6.4.6 Korrelation zwischen Wassergehalt und Flammpunkt ........................... 122
6.4.7 Korrelation zwischen Neutralisationszahl und Flammpunkt ................... 123
6.4.8 Korrelation zwischen kinematischer Viskosität und Flammpunkt ........... 124
6.4.9 Korrelation zwischen Wassergehalt und kinematischer Viskosität......... 125
6.4.10 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Koksrückstand......... 126
6.4.11 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Phosphorgehalt ....... 127
6.4.12 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Schwefelgehalt ........ 128

Inhaltsverzeichnis 9
6.5 Prüfverfahren für Kälteverhalten und Zündwilligkeit ........................129
6.5.1 Prüfverfahren für Kälteverhalten.............................................................129
6.5.2 Prüfverfahren für Zündwilligkeit ..............................................................133
6.6 Schnelltests ..........................................................................................135
6.6.1 Schnelltest für Wassergehalt ..................................................................136
6.6.2 Schnelltest für Neutralisationszahl..........................................................139
6.6.3 Schnelltest für Gesamtverschmutzung ...................................................140
6.6.4 Schnelltest für Phosphorgehalt...............................................................151
6.7 Probenahme und Probenlagerung von Rapsölkraftstoff ..................152
7 AUSBLICK .............................................................................................157
8 ÜBERFÜHRUNG DES STANDARDS FÜR RAPSÖL ALS KRAFTSTOFF
IN EINE NORM.......................................................................................158
9 ZUSAMMENFASSUNG .........................................................................159
10 SUMMARY .............................................................................................160
LITERATUR ........................................................................................................161
ANHANG.............................................................................................................166
Anhang 1: Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom
22.08.1996 .....................................................................................167
Anhang 2: Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom
02.03.1999 .....................................................................................168
Anhang 3: Protokoll zur 5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale
Pflanzenölgewinnung“.................................................................169
Anhang 4: Protokoll zur 6. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale
Pflanzenölgewinnung“.................................................................191

10 Abbildungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Viskositätsverlauf von Rapsöl verschiedener
Raffinationsstufen nach WIDMANN (1992) [58] ............................. 30
Abbildung 2: Fettsäureverteilung von Rapssaaten aus Beständen der
Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik................................ 64
Abbildung 3: Der Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff ........................... 73
Abbildung 4: Dichte (15 °C) (DIN EN ISO 3675) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................... 77
Abbildung 5: Änderung der Dichte (15 °C) (DIN EN ISO 12185) von
Rapsöl durch Zumischung von anderen Kraftstoffen................... 77
Abbildung 6: Flammpunkt nach P.-.M. (DIN EN 22719) im geschlossenen
Tiegel von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft................ 79
Abbildung 7: Änderung des Flammpunkts (DIN EN 22719) von Rapsöl
durch Zumischung von anderen Kraftstoffen............................... 79
Abbildung 8: Heizwert (DIN 51900-3) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................... 81
Abbildung 9: Kinematische Viskosität (40 °C) (DIN EN ISO 3104) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ................................. 83
Abbildung 10: Änderung der kinematischen Viskosität (40 °C) (DIN EN ISO
3104) von Rapsöl durch Zumischung von anderen
Kraftstoffen.................................................................................. 83
Abbildung 11: Koksrückstand (DIN EN ISO 10370) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................... 85
Abbildung 12: Koksrückstand (DIN EN ISO 10370) von Rapsölproben aus
dem Ringversuch mit einer Charge Rapssaat............................. 86
Abbildung 13: Iodzahl (DIN 53241-1) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft....................................................................................... 87
Abbildung 14: Einfluss von Sorte und Anbau auf die Iodzahl (DIN 53241-1)
von Rapsöl .................................................................................. 88
Abbildung 15: Fettsäuremuster (DGF C-VI 10a (81)) ausgewählter
Rapsölproben.............................................................................. 88
Abbildung 16: Schwefelgehalt (ASTM D5453-93) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................... 90
Abbildung 17: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Schwefelgehalt
(ASTM D5453-93) von Rapsöl .................................................... 90
Abbildung 18: Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ................................. 92

Abbildungsverzeichnis 11
Abbildung 19: Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ................................................................93
Abbildung 20: Einfluss von Sorte und Anbau auf die Neutralisationszahl
(DIN EN ISO 660) von Rapsöl .....................................................94
Abbildung 21: Neutralisationszahl (DIN 51558-1) von Rapsölproben aus
dem Ringversuch mit einer Charge Rapssaat..............................94
Abbildung 22: Bestimmung der Oxidationsstabilität von Pflanzenölen -
Messprinzip nach ISO 6886 .........................................................96
Abbildung 23: Oxidationsstabilität (110 °C) (ISO 6886) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ..................................98
Abbildung 24: Einfluss von Sorte und Anbau auf die Oxidationsstabilität
(ISO 6886) von Rapsöl.................................................................99
Abbildung 25: Änderung der Oxidationsstabilität (ISO 6886) von Rapsöl
durch Zumischung von anderen Kraftstoffen ...............................99
Abbildung 26: Phosphorgehalt (ASTM D3231-99) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ..............................................................101
Abbildung 27: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Phosphorgehalt
(ASTM D3231-99) von Rapsöl ...................................................101
Abbildung 28: Phosphorgehalte (DIN 51363-1) von Rapsölproben aus dem
Ringversuch mit einer Charge Rapssaat....................................102
Abbildung 29: Aschegehalt (DIN EN ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ..............................................................103
Abbildung 30: Aschegehalte (DIN EN ISO 6245) von Rapsölproben aus
dem Ringversuch mit einer Charge Rapssaat............................103
Abbildung 31: Wassergehalt (pr EN ISO 12937) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ..............................................................105
Abbildung 32: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Wassergehalt (pr EN
ISO 12937) von Rapsöl..............................................................105
Abbildung 33: Wassergehalt (ASTM D1744-92) von Rapsölproben aus dem
Ringversuch mit einer Charge Rapssaat....................................106
Abbildung 34: Oxidationsstabilität (ISO 6886) von Rapsölkraftstoffen
ermittelt mit der Prüftemperatur 110 °C und 120 °C...................108
Abbildung 35: Asche (DIN EN ISO 6245) und Sulfatasche (DIN 51575) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ................................109
Abbildung 36: Korrelation zwischen Sulfatasche (DIN 51575) und Asche
(DIN EN ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft .....................................................................................110
Abbildung 37: Korrelation zwischen Phosphorgehalt (ASTM D3231-99) und
Asche (DIN EN ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ..............................................................110

12 Abbildungsverzeichnis
Abbildung 38: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN 51419 und
DIN EN 12662) und Asche (DIN EN ISO 6245) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ............................... 111
Abbildung 39: Korrelation zwischen Natriumgehalt (DIN 38406-22) und
Oxidasche (DIN EN ISO 6245) von Rapsölproben aus dem
Ringversuch mit einer Charge Rapssaat................................... 112
Abbildung 40: Korrelation zwischen Calciumgehalt (DIN 38406-22) und
Oxidasche (EN ISO 6245) von Rapsölproben aus dem
Ringversuch mit einer Charge Rapssaat................................... 112
Abbildung 41: Stickstoffgehalt (ASTM D4629-96) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................. 114
Abbildung 42: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Stickstoffgehalt
(ASTM D4629-96) von Rapsöl .................................................. 114
Abbildung 43: Korrelation zwischen Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660)
und Oxidationsstabilität (110 °C) (ISO 6886) von
Rapsölproben............................................................................ 117
Abbildung 44: Korrelation zwischen Iodzahl (DIN 53241-1) und
Oxidationsstabilität (110 °C) (ISO 6886) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ............................... 118
Abbildung 45: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN
12662) und Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ............................... 119
Abbildung 46: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und
Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660) von Rapsölproben ........ 120
Abbildung 47: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und
Heizwert (DIN 51900-3) von Rapsölproben............................... 121
Abbildung 48: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und
Flammpunkt (DIN EN 22719) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................. 122
Abbildung 49: Korrelation zwischen Neutralisationszahl (DIN EN 12662)
und Flammpunkt (DIN EN 22719) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft ............................................................. 123
Abbildung 50: Korrelation zwischen kinematischer Viskosität (DIN EN ISO
3104) und Flammpunkt (DIN EN 22719) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ............................... 124
Abbildung 51: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und
kinematischer Viskosität (40 °C) (DIN EN ISO 3104) von
Rapsölproben............................................................................ 125
Abbildung 52: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN
12662) und Koksrückstand (DIN EN ISO 10370) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ............................... 126

Abbildungsverzeichnis 13
Abbildung 53: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN
12662) und Phosphorgehalt (ASTM D3231-99) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ................................127
Abbildung 54: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN
12662) und Schwefelgehalt (ASTM D5453-93) von
Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft ................................128
Abbildung 55: Aufbau und technische Daten des Rotationsviskosimeters........130
Abbildung 56: Dynamische Viskosität von Rapsöl, gemessen mit einem
Rotationsviskosimeter, bei einer Abkühlrate von 0,5 K/min .......131
Abbildung 57: Dynamische Viskosität von Rapsöl, gemessen mit einem
Rotationsviskosimeter, bei einer Abkühlrate von 2,5 K/min .......132
Abbildung 58: Dynamische Viskosität von Rapsöl der Rapssorte Mohikan,
gemessen mit einem Rotationsviskosimeter, bei
unterschiedlichen Abkühlraten ...................................................132
Abbildung 59: Filterfärbung beim Schnelltest Gesamtverschmutzung –
Vorversuche zum Vergleich verschiedener Rapsölproben
und Verfahrensvarianten............................................................141
Abbildung 60: Versuchsplan zur Entwicklung eines Schnelltests
Gesamtverschmutzung ..............................................................143
Abbildung 61: Filterrückstand dreier Rapsölproben mit unterschiedlicher
Gesamtverschmutzung im Schnelltest.......................................145
Abbildung 62: Schnelltest Gesamtverschmutzung – Auswirkung
verschiedener Probenvolumina auf den Filterrückstand ............146
Abbildung 63: Vergleichstableau für den Schnelltest Gesamtverschmutzung
– Gegenüberstellung der Filterbeaufschlagung im Schnelltest
und der Gesamtverschmutzung ermittelt nach DIN EN 12662...148
Abbildung 64: Musteretikett zur Beschriftung von Rapsölkraftstoffproben........155
Abbildung 65: Beispiel für die Beschriftung einer Rapsölkraftstoffprobe...........156

14 Tabellenverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Kraftstoffkennwerte von Rapsöl nach WIDMANN et.al. (1992)
[58], Mittelwerte aus drei Sorten von drei beziehungsweise
vier Standorten aus den Jahren 1988 und 1989 ......................... 29
Tabelle 2: Vorschlag für einen Qualitätsstandard für Rapsöl zur
Verwendung als Treibstoff in Pflanzenölmotoren nach
MAURER (1994) [48] ..................................................................... 30
Tabelle 3: Allgemeine sowie klimatisch abhängige Anforderungen
(gemäßigtes Klima) an Dieselkraftstoff und Prüfverfahren
gemäß DIN EN 590 2000-02 [15]................................................ 32
Tabelle 4: Auszug nationaler Biodiesel-Standards, ohne
Berücksichtigung unterschiedlicher Prüfmethoden [50]............... 34
Tabelle 5: Mindestanforderungen an Fettsäuremethylester - Stand der
Normungsarbeiten vom März 2000 [50] ...................................... 35
Tabelle 6: Beschaffenheitsmerkmale von Speisefetten und Speiseölen
nach den Leitsätzen für Speisefette und Speiseöle [6]................ 36
Tabelle 7: Fettsäurezusammensetzung von Rapsöl und
erucasäurearmem Rapsöl, ermittelt durch Gas-Flüssigkeits-
Chromatographie als prozentuale Anteile, nach der Alinorm
99/17 [12] .................................................................................... 38
Tabelle 8: Weitere Qualitätskriterien für Pflanzenöle nach der Alinorm
99/17 [12] .................................................................................... 39
Tabelle 9: Chemische und physikalische Charakteristika von rohem
Rapsöl und rohem, erucasäurearmem Rapsöl nach der
Alinorm 99/17 [12] ....................................................................... 40
Tabelle 10: Kennwerte, die bei Dieselkraftstoff, Fettsäuremethylester und
Pflanzenöl Anwendung finden (alphabetisch) ............................. 41
Tabelle 11: Analysenplan für die Rapsölproben-Gruppen ............................. 59
Tabelle 12: Kurzbeschreibung der Rapssaaten aus den Anbauversuchen
der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und
Pflanzenbau [8] ........................................................................... 60
Tabelle 13: Standortbeschreibung und Anbaubedingungen der
Rapssaaten aus den Anbauversuchen der Bayerischen
Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau [8].................... 61
Tabelle 14: Düngung und Pflanzenschutz bei den Rapssaaten aus den
Anbauversuchen der Bayerischen Landesanstalt für
Bodenkultur und Pflanzenbau [8] ................................................ 61

Tabellenverzeichnis 15
Tabelle 15: Eigenschaften bei den Rapssaaten aus den
Anbauversuchen der Bayerischen Landesanstalt für
Bodenkultur und Pflanzenbau [8] und eigene Analysen...............62
Tabelle 16: Eigenschaften der Rapssaaten aus Beständen der
Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik.................................63
Tabelle 17: Fettsäuremuster von Rapssaaten aus Beständen der
Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik.................................63
Tabelle 18: Prozessparameter bei der Ölsaatenverarbeitung (Mittelwerte
und Standardabweichung) ...........................................................65
Tabelle 19: Eigenschaften des Rapsöls und der Kraftstoffe
(Praxisproben) zur Herstellung der Rapsöl/Kraftstoff-
Mischungen..................................................................................67
Tabelle 20: Induktionsperiode und relative Oxidationsgeschwindigkeit
von Fettsäuren bei 25 °C nach BELITZ [10]...................................97
Tabelle 21: Elementgehalte verschiedener Rapsölproben ...........................115
Tabelle 22: Vergleich von Wassergehalt in Rapsöl ermittelt nach
Prüfverfahren pr EN ISO 12937 und im Schnelltest...................137

Kurzfassung
Kurzfassung 17
Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard) 05/2000
Vorwort
Der Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff hat nicht den Status einer nationalen
oder internationalen Norm. Der RK-Qualitätsstandard wurde auf Initiative des
LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“ unter Federführung der Arbeitsgruppe
Pflanzenöle an der TU München, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik,
Freising-Weihenstephan, in Zusammenarbeit mit der Firma ASG Analytik-
Service Gesellschaft, Augsburg und der Landesanstalt für landwirtschaftliches
Maschinen- und Bauwesen, Universität Hohenheim, entwickelt. Durch Begleitforschung,
gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft
und Forsten, wurde der Qualitätsstandard im Mai 2000 zum Abschluss
gebracht. Der RK-Qualitätsstandard ist als Abkommen über Qualitätsparameter
und Grenzwerte zwischen Erzeugern von Rapsöl und Herstellern sowie Umrüstern
pflanzenöltauglicher Motoren zu verstehen. Der Qualitätsstandard für Rapsöl als
Kraftstoff soll einen sicheren Betrieb von pflanzenöltauglichen Dieselmotoren gewährleisten
und als Grundlage für die Weiterentwicklung dieser Motoren dienen.
Anwendungsbereich
Dieser Standard legt Anforderungen und Prüfverfahren für die Verwendung von
Pflanzenöl, gewonnen aus Rapssaat von Brassica napus var. napus (Rapsöl), als
Kraftstoff fest. Der Standard gilt für Rapsölkraftstoff für die Verwendung in
Verbrennungsmotoren nach dem Dieselprinzip, die für den Betrieb mit Rapsölkraftstoff
gebaut oder umgerüstet worden sind.
Erläuterungen zu Kennwerten und Prüfverfahren
Die Kennwerte für Rapsölkraftstoff sind untergliedert in charakteristische und variable
Eigenschaften. Die charakteristischen Eigenschaften unterliegen nur geringen
Schwankungen und dienen dazu, den Kraftstoff zu beschreiben. Die variablen Eigenschaften
werden zum Beispiel durch Rapssorte, Anbauparameter und durch

18 Kurzfassung
Gewinnung, Lagerung und Transport von Rapsölkraftstoff beeinflusst und bedürfen
der ständigen Qualitätskontrolle.
Eine Bestimmung der Zündwilligkeit (Cetanzahl) von Rapsöl im CFR- oder
BASF-Prüfmotor ist nicht sinnvoll, da diese Prüfmotoren auf den Betrieb mit Dieselkraftstoff
optimiert sind. Die Messergebnisse für Rapsöl im Prüfmotor sind darum
nicht mit denen für Dieselkraftstoff vergleichbar. Ein nicht motorisches Prüfverfahren
zur Ermittlung der Cetanzahl mit dem „Fuel Ignition Analyser“, der Firma
Fueltech muss auf seine Anwendbarkeit bei Rapsölkraftstoff geprüft werden. Bis
ein geeignetes Prüfverfahren zur Messung der Zündwilligkeit von Rapsölkraftstoff
gefunden ist, wird auf die Nennung eines Prüfverfahrens und eines Grenzwerts im
RK-Qualitätsstandard verzichtet.
Das Kälteverhalten von Rapsöl lässt sich mit den üblichen Prüfverfahren zur Be-
stimmung des Kälteverhaltens von Mineralölerzeugnissen, zum Beispiel Cold Filter
Plugging Point (CFPP), nicht ausreichend gut beschreiben. Untersuchungen haben
gezeigt, dass eine Ermittlung des Kälteverhaltens von Rapsöl durch Messung
der dynamischen Viskosität im Rotationsviskosimeter bei einer definierten Abkühlrate
der Prüfflüssigkeit gute Ergebnisse liefert. Ein Prüfverfahren zur Bestimmung
des Kälteverhaltens durch Rotationsviskosimetrie ist aber noch nicht festgeschrieben,
deshalb wird auf die Nennung eines Prüfverfahrens und eines Grenzwerts für
das Kälteverhalten verzichtet.
Gültigkeit
Der Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff wird nach Abschluss des Untersuchungsvorhabens
an die Hersteller und Umrüster pflanzenöltauglicher Motoren
versandt. Nach einer Einspruchsfrist von vier Wochen, gilt der Qualitätsstandard
als endgültig verabschiedet.
Der RK-Qualitätsstandard wird nach Ablauf von zwei Jahren überprüft und gegebenenfalls
überarbeitet.

LTV-Arbeitskreis Dezentrale
Pflanzenölgewinnung, Weihenstephan
Qualitätsstandard für Rapsöl als
Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)
05/2000
Kurzfassung 19
in Zusammenarbeit
mit:
Eigenschaften / Inhaltsstoffe Einheiten Grenzwerte Prüfverfahren
min. max.
für Rapsöl charakteristische Eigenschaften
Dichte (15 °C) kg/m³ 900 930
DIN EN ISO 3675
DIN EN ISO 12185
Flammpunkt nach P.-M. °C 220 DIN EN 22719
Heizwert kJ/kg 35000 DIN 51900-3
Kinematische Viskosität (40 °C) mm²/s 38 DIN EN ISO 3104
Kälteverhalten
Zündwilligkeit (Cetanzahl)
Rotationsviskosimetrie
(Prüfbedingungen
werden erarbeitet)
Prüfverfahren
wird evaluiert
Koksrückstand Masse-% 0,40 DIN EN ISO 10370
Iodzahl g/100 g 100 120 DIN 53241-1
Schwefelgehalt mg/kg 20 ASTM D5453-93
variable Eigenschaften
Gesamtverschmutzung mg/kg 25 DIN EN 12662
Neutralisationszahl mg KOH/g 2,0 DIN EN ISO 660
Oxidationsstabilität (110 °C) h 5,0 ISO 6886
Phosphorgehalt mg/kg 15 ASTM D3231-99
Aschegehalt Masse-% 0,01 DIN EN ISO 6245
Wassergehalt Masse-% 0,075 pr EN ISO 12937

20 Kurzfassung
Zitierte Normen
ASTM D3231-99, Standard Test Method for Phosphorus in Gasoline
ASTM D5453-93, Standard Test Method for Determination of Total Sulfur in Light
Hydrocarbons, Motor Fuels and Oils by Ultraviolet Fluorescence
DIN 51900-3, Ausgabe: 1977-08, Prüfung fester und flüssiger Brennstoffe; Bestimmung
des Brennwertes mit dem Bomben-Kalorimeter und Berechnung des
Heizwertes, Verfahren mit adiabatischem Mantel
DIN 53241-1, Ausgabe: 1995-05, Bestimmung der Iodzahl - Teil 1: Verfahren mit
Wijs-Lösung
DIN EN 12662, Ausgabe: 1998-10, Flüssige Mineralölerzeugnisse - Bestimmung
der Verschmutzung in Mitteldestillaten; Deutsche Fassung EN 12662: 1998
DIN EN 22719, Ausgabe: 1993-12, Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe; Bestimmung
des Flammpunktes; Verfahren nach Pensky-Martens im geschlossenen
Tiegel (ISO 2719: 1988); Deutsche Fassung EN 22719: 1993
DIN EN ISO 10370, Ausgabe: 1995-11, Mineralölerzeugnisse - Bestimmung des
Koksrückstandes - Mikroverfahren (ISO 10370: 1993); Deutsche Fassung EN ISO
10370: 1995
DIN EN ISO 660, Ausgabe: 1999-08, Tierische und pflanzliche Fette und Öle - Bestimmung
der Säurezahl und der Azidität (ISO 660: 1996); Deutsche Fassung EN
ISO 660: 1999
DIN EN ISO 3104, Ausgabe: 1999-12, Mineralölerzeugnisse - Durchsichtige und
undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung
der dynamischen Viskosität (ISO 3104: 1994 + Cor. 1: 1997); Deutsche
Fassung EN ISO 3104: 1996 + AC: 1999
DIN EN ISO 3675, Ausgabe: 1999-11, Rohöl und flüssige Mineralölerzeugnisse -
Bestimmung der Dichte im Labor - Aräometer-Verfahren (ISO 3675: 1998); Deutsche
Fassung EN ISO 3675: 1998
DIN EN ISO 6245, Ausgabe: 1995-11 Mineralölerzeugnisse - Bestimmung der Asche
(ISO 6245: 1993); Deutsche Fassung EN ISO 6245: 1995
DIN EN ISO 12185, Ausgabe: 1997-11, Rohöl und Mineralölerzeugnisse - Bestimmung
der Dichte - U-Rohr-Oszillationsverfahren (ISO 12185:1996); Deutsche
Fassung EN ISO 12185: 1996
ISO 6886, Ausgabe: 1996-09, Tierische und pflanzliche Fette und Öle - Bestimmung
der Oxidationsbeständigkeit (Beschleunigter Oxidationstest)
ISO/FDIS 12937 (Norm-Entwurf), Ausgabe: 2000-06, Mineralölerzeugnisse - Bestimmung
des Wassergehaltes - Coulometrische Titration nach Karl Fischer

Abstract
Abstract 21
Quality Standard for Rapeseed oil as a Fuel (RK-Qualitätsstandard) 05/2000
Preface
The quality standard for rapeseed oil as a fuel does not have the status of a national
or international norm. The RK-Qualitätsstandard was developed by the LTV
working-session “Decentral Vegetable Oil Production” under chairmanship of the
working group “Vegetable oils” at the Technische Universität München, Bayerische
Landesanstalt für Landtechnik, Freising-Weihenstephan, in co-operation with the
company ASG Analytik-Service Gesellschaft, Augsburg and the Landesanstalt für
landwirtschaftliches Maschinen- und Bauwesen, University of Hohenheim.
Through accompanying studies, financed by the Bayerisches Staatsministerium
für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten, the quality standard was laid down in
May 2000. It is meant to be an agreement on quality criteria and limiting values
between producers of rapeseed oil and manufacturers of vegetable oil engines.
The quality standard for rapeseed oil as a fuel should help to guarantee a reliable
operation of vegetable oil engines and can be a basis for further engine improvement.
Field of Application
Within this standard requirements and testing methods for the use of vegetable oil,
produced of rapeseed Brassica napus var. napus (rapeseed oil) as a fuel are laid
down. The standard is applied to rapeseed oil fuel for the use in combustion engines
with diesel technique, that are either purpose built or adapted to the operation
with vegetable oil.
Explanatory Notes to Criteria and Testing Methods
The quality criteria for rapeseed oil fuel are distinguished in typical and variable
properties. The typical properties are fairly constant and characterise the fuel. In
comparison with this variable properties are influenced for example by rapeseed
variety, growing parameters or by the production, storage and transport process
and therefore require regular quality control.

22 Abstract
A determination of the ignition ability (cetane number) of rapeseed oil in a CFR-
or BASF-testing engine is out of any expressiveness, since these testing engines
are conventional diesel engines, which are not suitable for rapeseed oil. Thus, the
cetane number of rapeseed oil, determined with a testing engine is not comparable
with the cetane number of diesel fuel. An alternative testing method (without
testing engine) for the determination of the cetane number with a “Fuel Ignition
Analyser” from the company Fueltech needs to be tested for applicability with
rapeseed oil. Until a suitable testing method will be available, neither the testing
method nor a limiting value is laid down in the quality standard.
Low temperature behaviour of rapeseed oil can not be determined representa-
tively by usual testing methods for mineral oil, e.g. Cold Filter Plugging point
(CFPP). First studies show that the determination of low temperature behaviour of
rapeseed oil by measuring the dynamic viscosity of an oil sample in a rotational
viscometer, while being cooled with a practicable temperature gradient, brought
good results. However, the testing conditions to determine the low temperature
behaviour in a rotational viscometer are not defined, yet. Thus, neither the testing
method nor a limiting value was laid down.
Validity
The quality standard for rapeseed oil as a fuel will be sent to the builders of vegetable
oil engines when project work is finished. After term of preclusion (4 weeks)
the quality standard will have a definitive status.
The quality standard (RK-Qualitätsstandard) will be reviewed after a period of two
years time and then if necessary reworked.

LTV-Work-Session on Decentral
Vegetable Oil Production, Weihenstephan
Quality Standard for Rapeseed Oil
as a Fuel (RK-Qualitätsstandard)
05/2000
Abstract 23
in Cooperation with:
Properties / Contents Unit Limiting Value Testing Method
min. max.
charcteristic properties for Rapeseed Oil
Density (15 °C) kg/m³ 900 930
DIN EN ISO 3675
DIN EN ISO 12185
Flash Point by P.-M. °C 220 DIN EN 22719
Calorific Value kJ/kg 35000 DIN 51900-3
Kinematic Viscosity (40 °C) mm²/s 38 DIN EN ISO 3104
Low Temperature Behaviour
Cetane Number
Rotational Viscometer
(testing conditions
will be developed)
Testing method
will be reviewed
Carbon Residue Mass-% 0.40 DIN EN ISO 10370
Iodine Number g/100 g 100 120 DIN 53241-1
Sulphur Content mg/kg 20 ASTM D5453-93
variable properties
Contamination mg/kg 25 DIN EN 12662
Acid Value mg KOH/g 2.0 DIN EN ISO 660
Oxidation Stability (110 °C) h 5.0 ISO 6886
Phosphorus Content mg/kg 15 ASTM D3231-99
Ash Content Mass-% 0.01 DIN EN ISO 6245
Water Content Mass-% 0.075 pr EN ISO 12937

24 Abstract
Cited Standards
ASTM D3231-99, Standard Test Method for Phosphorus in Gasoline
ASTM D5453-93, Standard Test Method for Determination of Total Sulfur in Light
Hydrocarbons, Motor Fuels and Oils by Ultraviolet Fluorescence
DIN 51900-3, Ausgabe: 1977-08, Prüfung fester und flüssiger Brennstoffe; Bestimmung
des Brennwertes mit dem Bomben-Kalorimeter und Berechnung des
Heizwertes, Verfahren mit adiabatischem Mantel
DIN 53241-1, Ausgabe: 1995-05, Bestimmung der Iodzahl - Teil 1: Verfahren mit
Wijs-Lösung
DIN EN 12662, Ausgabe: 1998-10, Flüssige Mineralölerzeugnisse - Bestimmung
der Verschmutzung in Mitteldestillaten; Deutsche Fassung EN 12662: 1998
DIN EN 22719, Ausgabe: 1993-12, Mineralölerzeugnisse und Schmierstoffe; Bestimmung
des Flammpunktes; Verfahren nach Pensky-Martens im geschlossenen
Tiegel (ISO 2719: 1988); Deutsche Fassung EN 22719: 1993
DIN EN ISO 10370, Ausgabe: 1995-11, Mineralölerzeugnisse - Bestimmung des
Koksrückstandes - Mikroverfahren (ISO 10370: 1993); Deutsche Fassung EN ISO
10370: 1995
DIN EN ISO 660, Ausgabe: 1999-08, Tierische und pflanzliche Fette und Öle - Bestimmung
der Säurezahl und der Azidität (ISO 660: 1996); Deutsche Fassung EN
ISO 660: 1999
DIN EN ISO 3104, Ausgabe: 1999-12, Mineralölerzeugnisse - Durchsichtige und
undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen Viskosität und Berechnung
der dynamischen Viskosität (ISO 3104: 1994 + Cor. 1: 1997); Deutsche
Fassung EN ISO 3104: 1996 + AC: 1999
DIN EN ISO 3675, Ausgabe: 1999-11, Rohöl und flüssige Mineralölerzeugnisse -
Bestimmung der Dichte im Labor - Aräometer-Verfahren (ISO 3675: 1998); Deutsche
Fassung EN ISO 3675: 1998
DIN EN ISO 6245, Ausgabe: 1995-11 Mineralölerzeugnisse - Bestimmung der Asche
(ISO 6245: 1993); Deutsche Fassung EN ISO 6245: 1995
DIN EN ISO 12185, Ausgabe: 1997-11, Rohöl und Mineralölerzeugnisse - Bestimmung
der Dichte - U-Rohr-Oszillationsverfahren (ISO 12185:1996); Deutsche
Fassung EN ISO 12185: 1996
ISO 6886, Ausgabe: 1996-09, Tierische und pflanzliche Fette und Öle - Bestimmung
der Oxidationsbeständigkeit (Beschleunigter Oxidationstest)
ISO/FDIS 12937 (Norm-Entwurf), Ausgabe: 2000-06, Mineralölerzeugnisse - Bestimmung
des Wassergehaltes - Coulometrische Titration nach Karl Fischer

1 Einleitung
1 Einleitung 25
Der Einsatz von naturbelassenem Pflanzenöl als Kraftstoff in pflanzenöltauglichen
Dieselmotoren gewinnt aus Gründen des Boden- und Gewässerschutzes, aber
auch wegen der Verminderung der Kohlendioxidbelastung, zunehmend an Bedeutung.
Nicht zuletzt angeregt durch politische Einflussnahme (Kürzung der Gasölverbilligung,
Einführung der Ökosteuer) und durch die steigenden Rohölpreise
nimmt derzeit besonders in der Landwirtschaft die Nachfrage nach naturbelassenem
Pflanzenöl als Kraftstoff zu.
In Bayern sind nach Angaben der Hersteller und Umrüster pflanzenöltauglicher
Motoren rund 700 bis 800 Pkw mit Pflanzenöl als Kraftstoff im Einsatz. Mindestens
20 Blockheizkraftwerke werden in Bayern mit Pflanzenöl betrieben. Außerdem
werden seit Mitte des Jahres 2000 erste Versuche zur Umrüstung direkteinspritzender
Schleppermotoren auf Pflanzenöl als Kraftstoff unternommen.
Raps (Brassica napus var. napus) ist bei den in Deutschland vorherrschenden klimatischen
Verhältnissen die ertragreichste Ölpflanze. Im Jahr 2000 wurden auf
Stilllegungsflächen 313.800 ha 00-Raps und 20.800 ha Eruca-Raps angebaut; die
Gesamtanbaufläche Raps betrug im Jahr 2000 rund 1.080.000 ha [56]. Rapsöl ist
somit das Pflanzenöl mit der größten Bedeutung für die Nutzung als Kraftstoff in
Deutschland.

26 2 Problemstellung
2 Problemstellung
Ein verlässlicher Betrieb von pflanzenöltauglichen Dieselmotoren mit Rapsöl ist
nur möglich, wenn wichtige Eigenschaften und Inhaltsstoffe für die Nutzung als
Kraftstoff definiert sind. Diese müssen in ihrer Schwankungsbreite bestimmte
Grenzen einhalten, andernfalls können keine Gewährleistungen für einen dauerhaften
Motorenbetrieb oder die Einhaltung bestimmter Emissionsgrenzwerte gegeben
werden. Definierte Kraftstoffqualitäten sind außerdem für die Motorenweiterentwicklung
erforderlich. Aus diesen Gründen werden zum Beispiel auch Mindestanforderungen
für Dieselkraftstoff [15] oder für Fettsäuremethylester [31] [50]
(„Biodiesel“) durch Normierung festgelegt.
In der Sitzung des Landtechnik-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“
am 29.04.1996 in Weihenstephan wurden Qualitätsanforderungen an naturbelassenes
Pflanzenöl als Kraftstoff und Möglichkeiten der Qualitätssicherung diskutiert
[43]. Ziel dieser Veranstaltung war es, die Vielzahl der in Spezifikationen vorgegebenen
Kenngrößen und dazugehörigen Grenzwerte auf eine gemeinsame Basis
zusammenzuführen. Dies geschah in Zusammenarbeit von Wissenschaftlern mit
Motorenherstellern, Ingenieurbüros, Betreibern von Ölgewinnungsanlagen sowie
Analytik-Labors und unter Beteiligung von Behörden- und Verbandsvertretern. In
zwei weiteren Sitzungen wurden die Kennwerte auf ihre Relevanz und Aussagekraft
geprüft und geeignete Analyseverfahren ausgewählt. Die Ergebnisse dieser
Arbeiten wurden als „Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff“ am
22.08.1996 verabschiedet und anschließend veröffentlicht [46] [47] [54]. Der vorläufige
Standard wurde von den Herstellern beziehungsweise Umrüstern pflanzenöltauglicher
Motoren ratifiziert und als freiwillige Vereinbarung über die Qualität
von Rapsölkraftstoff von Ölproduzenten, Handel und Nutzern angenommen.
Dennoch blieben Fragen in bezug auf die Auswahl der geeigneten Kenngrößen,
Richtigkeit der Grenzwerte für einen sicheren motorischen Betrieb und Zuverlässigkeit
der Prüfverfahren offen. Außerdem werden Prüfverfahren ständig weiterentwickelt
beziehungsweise neuentwickelt, so dass die vorgeschriebenen Methoden
dem neuesten Stand der Laborpraxis angepasst werden müssen.

3 Zielsetzung
3 Zielsetzung 27
Durch eine Begleitforschung zur Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff soll
der „Vorläufige Standard für Rapsöl als Kraftstoff vom 22.08.1996“ überarbeitet
und aktualisiert werden. Zunächst werden ausgewählte Kenngrößen und Inhaltsstoffe
auf ihre Aussagekraft und Bewährung in der Praxis überprüft. In einem zweiten
Schritt werden die gewählten Grenzwerte überprüft und gegebenenfalls neu
gefasst. Kriterien hierfür sind eine ausreichende Qualität des Kraftstoffs für den
sicheren motorischen Betrieb aus Sicht der Hersteller beziehungsweise Umrüster
pflanzenöltauglicher Dieselmotoren sowie die Möglichkeit und der Aufwand diese
Qualität zu produzieren aus Sicht der Ölmühlenbetreiber. Parallel dazu werden die
für die Kenngrößen und Inhaltsstoffe festgelegten Prüfverfahren einer Recherche
unterzogen, ob sie auf dem neuesten Stand der Laborpraxis sind. Die bisher festgelegten
Methoden oder gegebenenfalls neue Methoden werden auf ihre Eignung
für die Anwendung bei Rapsöl überprüft. Für Kennwerte, für die noch keine praktikablen
Prüfverfahren zur Verfügung stehen, sollen diese entwickelt und entsprechende
Grenzwerte festgelegt werden. Um eine schnelle Abschätzung wichtiger
Qualitätsanforderungen bei der Qualitätssicherung zu ermöglichen, sollen für einzelne
Kenngrößen und Inhaltsstoffe, sofern möglich, Schnelltests entwickelt werden.
Um die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse sicher zu stellen, werden Probenahmeverfahren
und die Handhabung von Rückstellmustern erarbeitet und dokumentiert.

28 4 Stand des Wissens
4 Stand des Wissens
Im Folgenden wird der derzeitige Wissensstand über Qualitätsanforderungen an
Rapsöl als Kraftstoff, aber auch zur Nutzung als Speiseöl dargelegt. Als Grundlage
für die weiteren Arbeiten wird außerdem die Norm für Dieselkraftstoff und der
Stand der Normierung auf europäischer Ebene von Fettsäuremethylester (FAME)
dargestellt. Abschließend werden Kennwerte, die zur Beschreibung von Dieselkraftstoff,
FAME und Pflanzenöl dienen, zusammengestellt und beschrieben.
4.1 Qualitätsanforderungen an Rapsöl als Kraftstoff
WIDMANN (1990 und 1992) [57] [58] beschreibt verschiedene Einflussgrößen auf
Kennwerte von Rapsölkraftstoff. Er ermittelt die Fettsäuremuster von sieben
Rapssorten (00-Raps, geringer Gehalt an Erucasäure und Glucosinolaten) angebaut
an vier Standorten, und deren Auswirkung auf Kraftstoff-Kennwerte. Außerdem
werden verschiedene Lagerbedingungen für Rapsöl, der Einfluss von Ölgewinnung
und Raffination sowie Mischungen von Rapsöl mit Dieselkraftstoff und
Rapsölmethylester in ihrer Auswirkung auf Kraftstoffkennwerte untersucht. Während
der zweijährigen Lagerung werden im achtwöchigen Turnus die Viskosität,
die Peroxidzahl, die Säurezahl der Tocopherolgehalt sowie der Phosphor-, Schwefel-
und Stickstoffgehalt analysiert. Zur Beschreibung der Kraftstoffqualität werden
die Dichte, die kinematische Viskosität, der Flammpunkt, der Cloudpoint, der
CFPP-Wert, der Wassergehalt, der Schwefelgehalt und die Cetanzahl herangezogen.
Eine Cetanzahlmessung bei Rapsöl nach der üblichen Prüfmethode, ohne
Anpassung des Prüfmotors, wird als nicht praktikabel gewertet. Darum wird für die
Messung der Cetanzahl von Rapsöl im Prüfmotor der Düsenabspritzdruck von 125
auf 160 bar erhöht und der Kraftstoff auf 45 - 50 °C vorgewärmt. Trotzdem wird die
Bildung trompetenförmiger Ablagerungen an den Einspritzdüsen, Ablagerungen im
Brennraum und zum Teil eine unregelmäßige Zündung im Prüfmotor festgestellt.
Ein Anstieg der Cetanzahl von Rapsöl, beeinflusst durch die Dauer der Lagerung,
wird beobachtet. Bei der Ermittlung des Siedeverlaufs zeigt sich, dass bei Rapsöl
ab einer Temperatur von ca. 320 °C Crack-Prozesse einsetzen, die eine ordnungsgemäße
Messung des Siedeverlaufs verhindern.

4 Stand des Wissens 29
Die Bestimmung des Cold Filter Plugging Point (CFPP) von Rapsöl ist problematisch,
da durch die höhere Viskosität im Vergleich zu Dieselkraftstoff der Durchgang
durch den Prüffilter behindert wird.
WIDMANN stellt fest, dass Rapssorte, Anbaustandort und Erntejahr signifikanten
Einfluss auf das Fettsäuremuster von Rapsöl nehmen; zwischen dem Fettsäuremuster
und verschiedenen Kraftstoffkennwerten besteht jedoch kein nennenswerter
Zusammenhang. Mittelwerte der Kraftstoffkennwerte sind in Tabelle 1 dargestellt.
Abbildung 1 zeigt, dass sich Rapsöle verschiedener Raffinationsstufen bezüglich
der kinematischen Viskosität nahezu nicht unterscheiden.
Ein erster Vorschlag für einen Standard für Rapsöl als Kraftstoff wird von MAURER
1994 [48] veröffentlicht. Den „Vorschlag für einen Qualitätsstandard für Rapsöl zur
Verwendung als Treibstoff in Pflanzenölmotoren“ zeigt Tabelle 2.
Tabelle 1: Kraftstoffkennwerte von Rapsöl nach WIDMANN et.al. (1992) [58],
Mittelwerte aus drei Sorten von drei beziehungsweise vier Standorten
aus den Jahren 1988 und 1989
Kenngröße Einheit
Analysenergebnisse
Prüfmethode
⎺x s n
Dichte (15 °C) kg/dm³ 0,921 0,000 21 DIN 51757
Kin. Viskosität (20 °C) cSt 74,9 1,506 21 DIN 51562-1
Cloudpoint °C -11 2,136 21 DIN ISO 3015
CFPP-Wert* °C > +27 2,474 21 DIN EN 116
Flammpunkt geschlossener
Tiegel n. Abel-Pensky
°C 321 3,189 9 DIN 51755
Wassergehalt ppm 372 354,9 21 DIN 57777-1
Schwefelgehalt % < 0,03 0,000 9 DIN EN 41
Cetanzahl — 39,3 1,656 9
in Anlehnung
an DIN 51773
Koksrückstand nach Conradson % 0,28 0,079 9 DIN 51551
Oxidasche % < 0,01 0,000 9 DIN EN 7
* viskositätsbedingte Verlegung des Prüffilters

30 4 Stand des Wissens
300
mm²/s
kinematische Viskosität
250
200
150
100
50
kaltgepresst
superdegummed
vollraffiniert
0
-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 °C 120
Temperatur
Quelle: Widmann et.al. 1992
Abbildung 1: Viskositätsverlauf von Rapsöl verschiedener Raffinationsstufen
nach WIDMANN (1992) [58]
Tabelle 2: Vorschlag für einen Qualitätsstandard für Rapsöl zur Verwendung
als Treibstoff in Pflanzenölmotoren nach MAURER (1994) [48]
Spezifikation Einheit Anforderung Prüfmethode
Dichte bei 15 °C g/ml 0,90 - 0,93 DIN 51757
kin. Viskosität bei 20 °C mm²/s max. 80 DIN 51562
Heizwert bei 20 °C MJ/kg min. 35 —*
Flammpunkt °C min. 55 DIN 51755
Cetanzahl — ~ 39 DIN 51773
CFPP °C + 15 DIN EN 116
Neutralisationszahl mg KOH/g max. 1,5 DIN 51558
Verseifungszahl mg KOH/g max. 190 DGF C-V 3 (77)
Iodzahl g Iod/100g max. 115 DIN V 51606
Freie Fettsäuren Gew.-% max. 1 DGF C-III 4 (53)
Gesamtphosphor mg/kg 30 DGF C-VI 4
Schwefelgehalt Gew.-% max. 0,03 DIN EN 41
Koksrückstand nach Conradson Gew.-% max. 0,5 DIN 51551
Aschegehalt Gew.-% max. 0,02 DIN EN 7
Wassergehalt mg/kg max. 1000 DIN 51777
Siedebeginn
°C ~ 210 DIN 51751
50 Vol.-% verdampft
°C
~ 340
Filterfeinheit µm max. 5 —*
* nicht genannt

4 Stand des Wissens 31
Eine Zusammenstellung aus dem Jahr 1996 zeigt, dass von Seiten der Umrüster
und Hersteller pflanzenöltauglicher Motoren sowie diversen Planungsbüros für
Rapsöl-BHKW unterschiedlichste Vorgaben für die Qualität des zu verwendenden
Kraftstoffs existieren [43].
Auf den zuvor genannten Arbeiten aufbauend und unter Beteiligung von MAURER,
wurde im LTV-Arbeitskreis 1 „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“ am 29.04.1996
eine Sitzung zur Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff durchgeführt. Der
LTV-Arbeitskreis bildete die Plattform für die Diskussion von Kennwerten für
Rapsöl als Kraftstoff im Expertenkreis (Hersteller und Umrüster pflanzenöltauglicher
Motoren, Ölmühlenbetreiber, Analyselabors, Wissenschaftler, Behörden und
Verbände, sowie andere interessierte Kreise). Als Ergebnis der Arbeitskreissitzung
[43] und zweier Nachbesprechungen [44] [45] wurde ein „Vorläufiger Qualitätsstandard
für Rapsöl als Kraftstoff vom 22.08.1996" [46] verabschiedet. Dieser vorläufige
Qualitätsstandard, nachzulesen im Anhang 1, wurde im Internet sowie in
Veröffentlichungen [46] [47] [60] publiziert und zur Diskussion gestellt. Der vorläufige
Standard diente als Spezifikation für die Verwendung von Rapsöl als Kraftstoff
bis zur Änderung des Standards durch Beschlüsse des LTV-Arbeitskreises vom
02.03.1999 und 23.05.2000.
Sonstige Veröffentlichungen zur Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff sind
nicht bekannt.
4.2 Normierung von Dieselkraftstoff
Die Mindestanforderungen für Dieselkraftstoff und die entsprechenden Prüfverfahren
sind in der DIN EN 590 [15] festgeschrieben. Tabelle 3 gibt einen Überblick
über die allgemeinen Anforderungen und Prüfverfahren sowie über die klimatisch
abhängigen Anforderungen für gemäßigtes Klima. Die Angaben beziehen sich auf
die Ausgabe 2000-02 der DIN EN 590. Die Norm für Dieselkraftstoff und die Norm
für Fettsäuremethylester sind die wichtigsten Grundlagen für die Standardisierung
von Rapsöl.
1 LTV: Landtechnischer Verein in Bayern e.V., Freising-Weihenstephan

32 4 Stand des Wissens
Tabelle 3: Allgemeine sowie klimatisch abhängige Anforderungen (gemäßigtes
Klima) an Dieselkraftstoff und Prüfverfahren gemäß DIN EN 590
2000-02 [15]
Grenzwerte
Eigenschaften Einheiten min. max. Prüfverfahren *
Allgemein anwendbare Anforderungen
Cetanzahl * 51,0 EN ISO 5165
Cetanindex 46,0 EN ISO 4264
Dichte bei 15 °C * kg/m³ 820 845
Polycyclische aromatische
Kohlenwasserstoffe *
EN ISO 3675
EN ISO 12185
% (m/m) 11 IP 391/95
Schwefelgehalt * mg/kg 350
EN ISO 14596
EN ISO 8754
EN 24260
Flammpunkt °C über 55 EN 22719
Koksrückstand * (von 10 %
Destillationsrückstand)
% (m/m) 0,30 * ISO 10370
Aschegehalt % (m/m) 0,01 EN ISO 6245
Wassergehalt mg/kg 200 prEN ISO 12937
Gesamtverschmutzung, angegeben
als Massenkonzentration
mg/kg 24 EN 12662
Korrosionswirkung auf Kupfer
(3 h bei 50 °C)
Korrosionsgrad
1 EN ISO 2160
Oxidationsstabilität, angegeben
als Massenkonzentration
g/m³ 25 EN ISO 12205
Lubricity, korrigierter "wear scar
diameter" (wsd 1,4) bei 60 °C
µm 460 ISO 12156-1
Viskosität bei 40 °C mm²/s 2,00 4,50 EN ISO 3104
Destillation * prEN ISO 3405
% (V/V) aufgefangen bei 250 °C % (V/V) < 65
% (V/V) aufgefangen bei 250 °C % (V/V) 85
95 % Punkt °C 360
Klimatisch abhängige Anforderungen
CFPP °C EN 116
CFPP Klasse A + 5
CFPP Klasse B 0
CFPP Klasse C - 5
CFPP Klasse D - 10
CFPP Klasse E - 15
CFPP Klasse F - 20
* in der Norm näher erläutert

4.3 Normierung von Fettsäuremethylester
4 Stand des Wissens 33
Die Normierung von Fettsäuremethylester (FAME), oft als Biodiesel bezeichnet,
wird derzeit auf europäischer Ebene, gefördert von der Europäischen Union, betrieben.
Auf deutscher Ebene existiert ein Norm-Entwurf E DIN 51 606 [31], an
dem aber aufgrund der europäischen Normungsaktivitäten nicht mehr gearbeitet
wird.
Der derzeitige Stand der Normung von Fettsäuremethylester wird von PRANKL
(2000) [50] beschrieben. Bei der Normierung von Fettsäuremethylester (FAME)
kann auf zahlreiche nationale Biodiesel-Standards zurückgegriffen werden. Einen
Überblick der nationalen Standards zeigt Tabelle 4. Sie bilden die Grundlage für
die Normierung von FAME. Eine Schwierigkeit besteht darin, dass die meisten
Erfahrungen bisher für Biodiesel aus Rapsöl oder Sonnenblumenöl vorliegen, nicht
aber für Fettsäuremethylester im Allgemeinen. Der Stand der Normung von FAME
zum Zeitpunkt März 2000 ist in Tabelle 5 dargestellt. Es ist dringend zu beachten,
dass die Tabelle eine Momentaufnahme der Standardisierungsarbeiten darstellt
und sich Kenngrößen, Grenzwerte und Prüfverfahren wieder ändern können.

34 4 Stand des Wissens
Tabelle 4: Auszug nationaler Biodiesel-Standards, ohne Berücksichtigung unterschiedlicher
Prüfmethoden [50]
Country Austria Czech
Rpublic France
Germany
Italy Sweden USA
Standard/
Specification
ON
C1191
CSN
65 6507
Journal
Officiel
DIN E
51606
UNI
10635
SS
155436
ASTM
PS121-
99
Date
1. July
1997
Sep
1998
14 Sep
1997
Sep
1997
21 April
1997
27 Nov
1996
July
1999
Application * FAME RME VOME FAME VOME VOME FAMAE
Parameter Unit Range
Density 15 °C g/cm³
0,85 -
0,89
0,87 -
0,89
0,87 -
0,90
0,875 -
0,90
0,86 -
0,90
0,87 -
0,90
—
Viscosity 40 °C mm²/s 3,5 - 5,0 3,5 - 5,0 3,5 - 5,0 3,5 - 5,0 3,5 - 5,0 3,5 - 5,0 1,9 - 6,0
Distillation
95 %
°C — — ≤ 360 — ≤ 360 — —
Flashpoint °C ≥ 100 ≥ 110 ≥ 100 ≥ 110 ≥ 100 ≥ 100 ≥ 100
CFPP °C 0/-15 -5 —
0/-10/
-20
— -5 —
Pourpoint °C — — ≤ -10 —
≤ 0/
≤ -15
— —
Sulfur
CCR distillation
residue
% mass ≤ 0,02 ≤ 0,02 — ≤ 0,01 ≤ 0,01 ≤ 0,001 ≤ 0,05
100 % % mass ≤ 0,05 ≤ 0,05 — ≤ 0,05 — — ≤ 0,05
10 % % mass — — ≤ 0,3 — ≤ 0,5 — —
Sulfated ash % mass ≤ 0,02 ≤ 0,02 — ≤ 0,03 — — ≤ 0,02
(Oxid) Ash % mass — — — — ≤ 0,01 ≤ 0,01 —
Water mg/kg — ≤ 500 ≤ 200 ≤ 300 ≤ 700 ≤ 300 ≤0,05 %
Total contamination
mg/kg — ≤ 24 — ≤ 20 — ≤ 20 —
Cu-Corrosion — 1 — 1 — — ≤ No. 3
Cetane Number
— ≥ 49 ≥ 48 ≥ 49 ≥ 49 — ≥ 48 ≥ 40
Neutralisation
Number
mg
KOH/g
≤ 0,8 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,5 ≤ 0,6 ≤ 0,8
Methanol % mass ≤ 0,20 — ≤ 0,1 ≤ 0,3 ≤ 0,2 ≤ 0,2 —
Ester content % mass — — ≥ 96,5 — ≥ 98 ≥ 98 —
Monoglycides % mass — — ≤ 0,8 ≤ 0,8 ≤ 0,8 ≤ 0,8 —
Diglyceride % mass — — ≤ 0,2 ≤ 0,4 ≤ 0,2 ≤ 0,1 —
Triglyceride % mass — — ≤ 0,2 ≤ 0,4 ≤ 0,1 ≤ 0,1 —
Free glycerol % mass ≤ 0,02 ≤ 0,02 ≤ 0,02 ≤ 0,02 ≤0,05 ≤ 0,02 ≤ 0,02
Total glycerol % mass ≤ 0,24 ≤ 0,24 ≤ 0,25 ≤ 0,25 — — ≤ 0,24
Iodine Number
C18:3 and
≤ 120 — ≤ 115 ≤ 115 — ≤ 125 —
higher unsatturated
acids
% mass ≤ 15 — — — — — —
Phosphor mg/kg ≤ 20 ≤ 20 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 10 —
Alkaline metals
(Na, K)
mg/kg — ≤ 10 ≤ 5 ≤ 5 — ≤ 10 —
* FAME : fatty acid methyl ester FAMAE: fatty acid mono alkyl ester
RME: rapeseed oil methyl ester VOME: vergetable oil methyl ester

4 Stand des Wissens 35
Tabelle 5: Mindestanforderungen an Fettsäuremethylester - Stand der Normungsarbeiten
vom März 2000 [50]
Ohne Gewähr, beschriebene Kenngrößen, Grenzwerte und Prüfverfahren
können sich bei Fortsetzung der Arbeiten wieder ändern!
Parameter Range Unit Method
Ester content ≥ 96,5 % (m/m) ISO 5508
Density at 15 °C 860 - 900 kg/m³ EN ISO 12185
Viscosity at 40 °C 3,5 - 5,0 mm²/s EN ISO 3104
Viscosity (-20 °C) ≤ 48 mm²/s EN ISO 3104
Flash point ≥ 110 °C EN 22719
CFPP see EN 590 °C EN 116
Sulphur content ≤ 0,001 % (m/m) EN ISO 14596
Conradson Carbon Residue
(CCR)
10 % distillation residue
≤ 0,3 % (m/m)
EN ISO 10370
Distillation:
ASTM D1160
Cetane number ≥ 51 — prEN ISO 5165
Sulfated ash ≤ 0,02 % ISO 3987 (96)
Water content ≤ 0,05 % (m/m) EN ISO 12937
Total contamination ≤ 24 mg/kg prEN 12662
Copper corrosion (3h at 50 °C) class 1 rating EN ISO 2160
Oxidation stability ? h ISO 6886
Thermal stability ? h
no appropriate method
available
Acid number ≤ 0,5 mg KOH/g
ISO 660
EN 12634
Iodine number ≤ 125 — ISO 3961
Polyunsaturated methyl esters:
C18:3
≤ 12 % (m/m) NF T60 703
Methanol content ≤ 0,2 % (m/m)
NF T60 701
E DIN 51608
Monoglyceride content ≤ 0,8 % (m/m) NF T60 704
Diglyceride content ≤ 0,2 % (m/m) NF T60 704
Triglyceride content ≤ 0,2 % (m/m) NF T60 704
Free glycerol ≤ 0,02 % (m/m)
NF T60 704
UNI 22054
Total glycerol ≤ 0,25 % (m/m) NF T60 704
Alkaline metals (Na, K) ≤ 5 mg/kg NF T60 706-1, -2
Phosphorus content ≤ 10 mg/kg NF T60 705

36 4 Stand des Wissens
4.4 Qualitätsanforderungen an Rapsöl als Speiseöl
Für die Nutzung von Rapsöl als Speiseöl sind in den Leitsätzen für Speisefette
und Speiseöle [6] und im Codex Alimentarius, „Draft Standard for named vegetable
oils“ [12] verschiedene Qualitätskriterien festgeschrieben.
Die Leitsätze für Speisefette und Speiseöle enthalten neben einer Begriffsbestimmung
in Zusammenhang mit der Herstellung von Speisefetten und Speiseölen
(zum Beispiel nativ, raffiniert, kaltgepresst...) eine Auflistung von Beschaffenheitsmerkmalen.
Neben einer sensorischen Beurteilung werden auch unterschiedliche
Kenngrößen herangezogen. Die Kenngrößen und ihre Grenzwerte sind in
Tabelle 6 aufgeführt. Die Fettsäurezusammensetzung von Rapsöl ist im Anhang
zu den besonderen Beurteilungsmerkmalen aufgeführt und orientiert sich am Codex
Alimentarius, „Draft Standard for named vegetable oils“ von 1996.
Tabelle 6: Beschaffenheitsmerkmale von Speisefetten und Speiseölen nach
den Leitsätzen für Speisefette und Speiseöle [6]
Kenngröße Methode Einheit
Säurezahl
Peroxidzahl
Flüchtige
Bestandteile
(105 °C)
unlösliche
Verunreinigungen
DGF C-V 2*
L 13.00-5**
DGF C-VI 6a*
L 13.00-6**
DGF C-III 12* %
DGF C-III 11a*
DGF C-III 11b*
L 13.00-3**
L 13.00-4**
* DGF-Einheitsmethoden
** Amtliche Sammlung nach § 35 LMBG
native und
nicht raffinierte
Speisefette
und -öle
raffinierte
Speisefette
und -öle
mg KOH/g < 4,0 < 0,6
meq O/g < 10,0 < 5,0
%
pflanzliche Speisefette und -öle
0,2
pflanzliche Speisefette und -öle
0,05

4 Stand des Wissens 37
Es wird darauf hingewiesen, dass Rapsöl (Rüböl) nicht mehr als 5 % Erucasäure
(nach der Erucasäureverordnung vom 24. Mai 1977 (BGBl. I S. 782) in der jeweils
geltenden Fassung) bezogen auf den Gesamtanteil an Fettsäuren enthalten darf.
Als Rohstoffe für Rapsöl sind Raps oder Rübsen (Brassica napus L oder Brassica
rapa L) genannt.
Für die Verwendung von Pflanzenölen als Lebensmittel hat das Komitee Fette und
Öle des FAO/WHO Codex Alimentarius, einen Standard-Entwurf erarbeitet. Der
Apendix II der Alinorm 99/17 [12] der Comission Codex Alimentarius enthält einen
„Draft Standard for named vagetable oils“, in dem verschiedene Qualitätskriterien
für Pflanzenöle, die der menschlichen Ernährung dienen, aufgeführt sind; unter
anderem auch für Rapsöl (aus Brassica napus L., Brassica campestris L., Brassica
juncea L. und Brassica tournefortii Gouan species) und erucasäurearmes
Rapsöl (aus Brassica napus L., Brassica campestris L., Brassica juncea L. species).
Erucasäurearmes Rapsöl ist hierbei definiert als ein Rapsöl mit einem Erucasäuregehalt
kleiner 2 % Anteil am Gesamtfettsäuregehalt.
Die Begriffe „edible vegetable oil“, „virgin oil“ und „cold pressed oil“ werden definiert:
„Edible vegetable oils“ (Pflanzenöl-Speiseöl) sind Nahrungsmittel, die primär aus
Glyceriden aus Fettsäuren pflanzlicher Herkunft zusammengesetzt sind. Sie können
kleine Mengen natürlich im Fett und Öl enthaltener anderer Lipide, wie
Phosphatide, unverseifbare Bestandteile und freie Fettsäuren enthalten.
„Virgin oils“ (naturbelassene Öle) werden durch mechanische Verfahren zum Beispiel
Schälen oder Pressen und durch Wärmebehandlung erzeugt, ohne das Wesen
der Öle zu verändern. Sie können ausschließlich durch Waschen mit Wasser,
Sedimentation, Filtration und Zentrifugation gereinigt werden.

38 4 Stand des Wissens
„Cold Pressed Oils“ (kaltgepresste Öle) werden durch mechanische Verfahren,
zum Beispiel Schälen oder Pressen, und ohne eine Wärmebehandlung erzeugt,
ohne das Wesen der Öle zu verändern. Sie können ausschließlich durch Waschen
mit Wasser, Sedimentation, Filtration und Zentrifugation gereinigt werden.
Für die Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff möglicherweise relevante
Kennwerte sind im Folgenden aufgeführt.
Für Rapsöl und erucasäurearmes Rapsöl sind die in Tabelle 7 dargestellten Fettsäuremuster
(gemäß IUPAC 2.301, 2.302 und 2.304 oder ISO 5508 (1990), ISO
5509 (1999)) gefordert.
Tabelle 7: Fettsäurezusammensetzung von Rapsöl und erucasäurearmem
Rapsöl, ermittelt durch Gas-Flüssigkeits-Chromatographie als prozentuale
Anteile, nach der Alinorm 99/17 [12]
Fettsäure Rapsöl
Rapsöl mit geringem
Erucasäuregehalt
prozentualer Anteil [%] am Gesamtfettsäuregehalt
C6:0 n.n. n.n.
C8:0 n.n. n.n.
C10:0 n.n. n.n.
C12:0 n.n. n.n.
C14:0 n.n. - 0,2 n.n. - 0,2
C16:0 1,5 - 6,0 2,5 - 7,0
C16:1 n.n. - 3,0 n.n. - 0,6
C17:0 n.n. - 0,1 n.n. - 0,3
C17:1 n.n. - 0,1 n.n. - 0,3
C18:0 0,5 - 3,1 0,8 - 3,0
C18:1 8,0 - 60,0 51,0 - 70,0
C18:2 11,0 - 23,0 15,0 - 30,0
C18:3 5,0 - 13,0 5,0 - 14,0
C20:0 n.n. - 0,3 0,2 - 1,2
C20:1 3,0 - 15,0 0,1 - 4,3
C20:2 n.n. - 1,0 n.n. - 0,1
C22:0 n.n. - 2,0 n.n. - 0,6
C22:1 > 2,0 - 60,0 n.n. - 2,0
C22:2 n.n. - 2,0 n.n. - 0,1
C24:0 n.n. - 2,0 n.n. - 0,3
C24:1 n.n. - 3,0 n.n. - 0,4
n.n.: nicht nachweisbar, definiert als ≤ 0,05 %

4 Stand des Wissens 39
Der Gehalt der Schwermetalle Blei (Pb) (gemäß IUPAC 2.632, AOAC 994.02 oder
ISO (1994)) und Arsen (As) (gemäß AOAC 952.13, IUPAC 3.136. AOAC 942.17
oder AOAC 985.16) wird auf jeweils maximal 0,1 mg/kg begrenzt.
Die Pestizid-Rückstände werden durch andere Vorschriften des Codex Alimentarius
reglementiert.
Weitere Qualitätskriterien als freiwillige Grundlage für Handelspartner sind in
Tabelle 8 aufgeführt.
Tabelle 8: Weitere Qualitätskriterien für Pflanzenöle nach der Alinorm 99/17
[12]
Qualitätskriterium Methode Einheit maximaler Wert
Anteil flüchtiger
Stoffe bei 105 °C
IUPAC 2.601
ISO 662 (1988)
Masse-% 0,2
Unlösliche Verunreinigungen
IUPAC 2.604
ISO 663 (1999)
Masse-% 0,05
Gehalt an Seifen BS 684 Section 2.5 Masse-% 0,005
Eisen
ISO 8294 (1994)
IUPAC 2.631
AOAC 990.05
mg/kg
1,5 *
5,0 **
Kupfer
ISO 8294 (1994)
IUPAC 2.631
AOAC 990.05
mg/kg
0,1 *
0,4 **
Säurezahl
IUPAC 2.201
ISO 660 (1996)
KOH/g
0,6 *
4,0 ***
Peroxidzahl
IUPAC 2.501
AOCS Cd 8b-90 (97)
ISO 3961 (1998)
meq O/kg
10,0 *
15,0 ***
* refined oils
** virgin oils
*** cold pressed and virgin oils
Für die Zusammensetzung von erucasäurearmem Rapsöl ist angegeben, dass der
Crismer-Wert (gemäß AOCS Cb 4-35 (97) und AOCS Ca 5a-40 (97)) zwischen 67
und 70 und der Anteil von Brassicasterol (gemäß ISO 6799 (1991) oder IUPAC
2.403) am Gesamtsterolgehalt größer als 5 % sein soll.
Chemische und physikalische Charakteristika von rohem Rapsöl und rohem erucasäurearmem
Rapsöl sind in Tabelle 9 aufgeführt.

40 4 Stand des Wissens
Tabelle 9: Chemische und physikalische Charakteristika von rohem Rapsöl
und rohem, erucasäurearmem Rapsöl nach der Alinorm 99/17 [12]
Qualitäts-
kriterium
relative Dichte IUPAC 2.101
Methode Einheit Rapsöl
Brechungs- IUPAC 2.102
index
ISO 6320 (1995)
Verseifungs- IUPAC 2.202
zahl
ISO 3657 (1988)
AOCS Cd 1b-87
Iodzahl*
(97)
IUPAC 2.401 1-5
ISO 3596-1 (1988
Anteil
und Änderung 1997)
Unverseifbares
ISO 3596-2 (1988
und Änderung 1999)
* berechnet aus der Fettsäurezusammensetzung
x °C/
Wasser
bei 20 °C
N D 40
°C
mg
KOH/g
0,910 - 0,920
x=20
Rapsöl
mit geringem
Erucasäuregehalt
0,914 - 0,920
x=20
1,465 - 1,469 1,465 - 1,467
168 - 181 182 - 193
— 94 - 120 105 - 126
g/kg ≤ 20 ≤ 20
Die für die Verwendung von Rapsöl beziehungsweise erucasäurearmem Rapsöl
als Speiseöl aufgeführten Qualitätsanforderungen geben für die Standardisierung
von Rapsöl als Kraftstoff Hinweise bei der Auswahl der Kenngrößen, der Prüfverfahren
und bei der Festlegung der Grenzwerte.
4.5 Kennwerte von Pflanzenöl, Fettsäuremethylester und Dieselkraftstoff
Die Zusammenstellung gibt einen Überblick über Kennwerte, die zur Beschreibung
von Kraftstoffen herangezogen und bei der Charakterisierung von Pflanzenölen
verwendet werden. Diese Auflistung ist das Ergebnis einer Literaturstudie [9] [10]
[11] [13] [50] [53] und Normenrecherche sowie verschiedener Expertengespräche
und Arbeitskreissitzungen. Tabelle 10 gibt einen Überblick über die Verwendung
von Kennwerten bei der Normung von Dieselkraftstoff und Fettsäuremethylester
sowie über fettchemische Kennwerte, die Pflanzenöle beschreiben. Im Anschluss
an die Tabelle werden die Kennwerte näher erläutert.

4 Stand des Wissens 41
Tabelle 10: Kennwerte, die bei Dieselkraftstoff, Fettsäuremethylester und Pflanzenöl
Anwendung finden (alphabetisch)
Kennwerte Kommentar
Alkalimetalle
Asche
Ablagerungen an Einspritzdüsen,
Heißkorrosion im
Motor, Katalysatorgift
Oxidasche, Gehalt anorganischer
Fremdstoffe
Beispiele für
Prüfverfahren
Einheit
Anwendung
DieselkraftstoffFettsäuremethylester
NF T60 706-1, -2 mg/kg 8
DIN EN ISO
6245
Pflanzenöl
Masse-%
% (m/m) 8 8
Azidität siehe Neutralisationszahl DIN EN ISO 660 Masse-%
Winkelverhältnis zwischen
% (m/m) 8 8
Brechungsindex einfallendem und ausfallendem
Lichtstrahl
niedrigste Temperatur, bei
DGF C-IV 5 (52) — 8
Brennpunkt
der Flüssigkeit nach Annäherung
einer Flamme dauerhaft
brennt
Beurteilung der Zündwillig-
DGF C-IV 8 (52) °C 8
Cetanindex keit ohne Messung der Cetanzahl
EN ISO 4264 — 8
Cetanzahl Maß für die Zündwilligkeit
niedrigste Temperatur, bei
EN ISO 5165 — 8 8
CFPP
der Dieselkraftstoff noch
fließt und filtergängig ist
EN 116 °C 8 8
Cloudpoint
Temperatur, bei der Paraffinkristalle
sichtbar werden
EN 23015 °C 8
Destillation
Eckpunkte des Siedeverlaufs
Messwert zur Bestimmung
prEN ISO 3405
% (V/V)
°C 8
Dichte
der Masse eines Kraftstoffvolumens
bei bestimmter
Temperatur
EN ISO 3675
EN ISO 12185
kg/m³ 8 8 8
Diglyceride
Maß für die Vollständigkeit
der Umesterung
NF T60 704 % (m/m) 8
Ester Spezifikation von FAME ISO 5508 % (m/m) 8
Fettsäuremuster Fettsäureverteilung
Temperatur, bei der ein
DGF C-VI 10a
(98)
% 8 8
Flammpunkt
durch Fremdzündung entflammbares
Dampf-Luft-
Gemisch entsteht
EN 22719 °C 8 8 8
Freies Glycerin
Maß für die Vollständigkeit
der Umesterung
NF T60 704
UNI 22054
% (m/m) 8
Gesamtglycerin
Maß für die Vollständigkeit
der Umesterung
NF T60 704 % (m/m) 8
Gesamtverschmutzung
ungelöste Fremdstoffe im
Kraftstoff
Energie, die bei der
EN 12662 mg/kg 8 8 8
Heizwert Verbrennung freigesetzt
werden kann
DIN 51900-3 kJ/kg 8 8 8
Tabelle wird auf folgender Seite fortgesetzt

42 4 Stand des Wissens
Fortsetzung von Tabelle 10
Iodzahl
Maß für die Anzahl der Doppelbindungen
DIN 53241-1
ISO 3961
g/100g
—
8 8
Koksrückstand
Maß für Verkokungsneigung,
z.B. an Einspritzdüsen
EN ISO 10370 Masse-%
% (m/m) 8 8 8
Korrosionswirkung
auf Kupfer
Maß für korrosive Wirkung
des Kraftstoffs
EN ISO 2160 — 8 8
Lubricity
Mehrfachunge-
Schmierfähigkeit des Dieselkraftstoffs
ISO 12156-1 µm 8
sättigteMethylester C18:3 und
höher
Ablagerungen im Brennraum
und an Einspritzdüsen
NF T60 703 % (m/m) 8
Methanol
Rückstand aus der Umesterung
Maß für die Vollständigkeit
NF T 60 701
E DIN 51608
% (m/m) 8
Monoglyceride der Umesterung, führt zu
Problemen mit Kupferlagern
NF T60 704 % (m/m) 8
Neutralisationszahl
Gehalt an freien Fettsäuren
DIN EN ISO 660
EN12634
mg
KOH/g 8 8
Oxidationsstabilität
Verklebung, Verharzung,
Wechselwirkung mit Motorenöl
EN ISO 12205
ISO 6886
g/m³
h 8 8 8
Peroxidzahl
Maß für den oxidativen Verderb
ISO 3960
DGF C-VI 6a
(98)
mmol
O2/kg
8
Phosphor
Polycyclische
Ablagerungen im Brennraum,
Katalysatorgift
ASTM D3231-99
NF T60 705
mg/kg 8 8
aromatische
Kohlenwasserstoffe
Polyaromaten erhöhen die
Partikelemissionen
niedrigste Temperatur, bei
IP 391/95 % (m/m) 8
Pourpoint der Öl noch fließt, unter festgelegter
Abkühlung
DIN ISO 3016 °C 8
Rauchpunkt
Aerosol-Bildung bei bestimmter
Temperatur
DGF C-IV 9 (84) °C 8
Säurezahl siehe Neutralisationszahl DIN EN ISO 660
mg
KOH/g 8 8
Schwefel
Verbrennung zu SO2 und
Anlagerung an Partikel
EN ISO 14596
ASTM D5453-93
mg/kg 8 8 8
Sulfatasche Gehalt an Erdalkalimetallen ISO 3987 % 8
Tocopherole natürliche Antioxidantien GC, HPLC ppm 8
Triglyceride
Maß für die Vollständigkeit
der Umesterung
der Teil eines Öles, der nach
NF T60 704 % (m/m) 8
Unverseifbares
der Verseifung mit einem
Lösungsmittel extrahierbar
ist
DGF C-III 1a (77)
DGF C-III 1b (77)
Masse-%
% (m/m)
8
Verseifungszahl
Maß für freie und gebundene
Säuren
DGF C-V 3 (77)
mg
KOH/g
8
Viskosität
Kraftstoff-Förderverhalten
und -Zerstäubung
Filterverstopfung bei niedri-
EN ISO 3104 mm²/s 8 8 8
Wasser
gen Temperaturen, Beschleunigung
der Alterung
bei FAME und Pflanzenöl
prEN ISO 12937 Masse-%
% (m/m) 8 8 8

Alkalimetalle
4 Stand des Wissens 43
Alkalimetalle, zum Beispiel Natrium und Kalium, können bei der Verbrennung
Heißkorrosion sowie Ablagerungen an Einspritzdüsen hervorrufen und wirken als
Katalysatorgift. Bei der Herstellung von FAME wird Natronlauge oder Kalilauge als
Katalysator für die Umesterung eingesetzt. Reste des Katalysators können im
FAME verbleiben. Die natürlicherweise in Pflanzenölen auftretenden Alkalimetallgehalte
sind sehr gering.
Asche (Oxidasche)
Der Aschegehalt, oder Oxidaschegehalt, beschreibt den Anteil anorganischer
Feststoffe im Kraftstoff. Hohe Aschegehalte können zum Beispiel durch Eintrag
von Staub in den Kraftstoff verursacht werden. Mit zunehmendem Aschegehalt
steigt die Gefahr, dass Abrasion in der Einspritzpumpe, in den Einspritzdüsen und
im Brennraum auftritt. Der Aschegehalt wird bestimmt durch Entzünden und Abbrennen
einer Probe bis Asche und Kohlenstoff zurückbleiben. Der Rückstand
wird in einem Muffelofen verascht, gekühlt und gewogen.
Brechungsindex
Der Brechungsindex ist das Verhältnis zwischen dem Sinus des einfallenden
Lichtstrahls und dem des ausfallenden Lichtstrahls beim Durchgang durch ein optisches
Medium. Der Brechungsindex dient zur Charakterisierung und Identifizierung
von Ölen.
Brennpunkt
Der Brennpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der die Oberfläche einer Flüssigkeit
nach kurzer Annäherung einer Flamme dauerhaft brennt. Der Brennpunkt
liegt oberhalb des Flammpunkts.

44 4 Stand des Wissens
Cetanindex
Der Cetanindex kann aus Kraftstoffdichte und Siedeverhalten berechnet werden.
Er erlaubt eine Beurteilung der Zündwilligkeit, ohne die Cetanzahl zu messen. Für
die Entwicklung der empirischen Gleichung zur Berechnung des Cetanindex für
Dieselkraftstoff wurden rund 1200 Dieselkraftstoffproben ausgewertet.
Ansatzpunkt ist, dass mit steigender Dichte, hervorgerufen durch einen zunehmenden
Anteil an Crackprodukten mit Doppelbindungen, die Cetanzahl sinkt und
mit Zunahme schwersiedender Komponenten (größere Kettenlängen der Moleküle)
die Cetanzahl steigt. Die Berechnungsformel muss ständig geänderten Raffineriestandards
angepasst werden. Abweichungen zwischen berechnetem Cetanindex
und gemessener Cetanzahl ergeben sich sowohl durch Ungenauigkeiten in
der empirischen Berechnungsformel als auch durch Streuung bei der Messung der
Cetanzahl. Die Cetanzahl von Kraftstoffen, die mit Zündbeschleunigern additiviert
wurden, kann über den Cetanindex nicht dargestellt werden.
Cetanzahl
Die Cetanzahl ist ein Maß für die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoff. Die Messung
der Cetanzahl erfolgt in einem genormten Einzylinder-Prüfmotor (CFR- oder
BASF-Prüfmotor) unter jeweils konstantem Zündverzug zwischen Kraftstoffeinspritzung
und Verbrennungsbeginn. Der CFR-Motor und der BASF-Motor unterscheiden
sich in der Art und Weise, wie der Zündverzug konstant gehalten wird.
Ermittelt wird zunächst die Motoreinstellung für den zu messenden Dieselkraftstoff,
bei welcher der vorgegebene Zündverzug erreicht wird. Zum Vergleich wird
ein Kraftstoffgemisch aus Cetan (C16H34) und α-Methyl-Naphtalin (C11H10) heran-
gezogen, das diese entsprechende Motoreinstellung erfordert. Für den Ver-
gleichskraftstoff Cetan ist die Cetanzahl 100 definiert, für α-Methyl-Naphtalin, die
Cetanzahl 0. Eine Mischung aus x % Cetan und (100-x) % α-Methyl-Naphtalin
entspricht einer Cetanzahl x des Dieselkraftstoffs. Für die Ermittlung der Zündwilligkeit
von Pflanzenölkraftstoff steht kein geeigneter Prüfmotor zur Verfügung.
Kraftstoffe mit geringer Zündwilligkeit bewirken einen höheren Zündverzug, was
ein schlechteres Kaltstartverhalten, höhere Druckspitzen und damit höhere Abgasemissionen
und Geräuschemissionen zur Folge haben kann.

CFPP (Cold Filter Plugging Point)
4 Stand des Wissens 45
Mit dem CFPP lässt sich die Temperatur voraussagen, bei der Dieselkraftstoff
noch störungsfrei fließt und filtergängig ist. Gemessen wird der Durchgang durch
ein Sieb mit 45 µm Maschenweite und einer Drahtstärke von 32 µm bei einer Abkühlrate
von etwa 1 °K/min. Bei Dieselkraftstoffen ohne Kälteschutzadditivierung,
liegt der CFPP nur geringfügig unter dem Cloudpoint. Die Anforderungen an den
CFPP variieren mit der Jahreszeit. Wenn durch Motorabwärme oder Filterheizung
Kraftstofffilter erwärmt werden, ist ein sicherer Betrieb auch bei niedrigeren Temperaturen
als durch den CFPP angezeigt möglich. Bei sehr niedrigen CFPP-
Werten täuscht der CFPP jedoch oft ein besseres Kälteverhalten vor als tatsächlich
gegeben.
Die Fahrbarkeitsgrenze moderner Diesel-Pkw korreliert nicht ausreichend mit dem
Kennwert CFPP. An der Verbesserung der CFPP-Bestimmungsmethode, beziehungsweise
an Alternativmethoden wird gearbeitet [49].
Cloudpoint
Der Cloudpoint beschreibt die Temperatur bei Abkühlung von Dieselkraftstoff, bei
der erstmals Paraffinkristalle (als „Wolke“) sichtbar werden. Eine Aussage zur
Pump- und Filtrierfähigkeit ist nur möglich, wenn dem Kraftstoff keine Additive zur
Fließverbesserung zugesetzt wurden. Die Aussage zum Kälteverhalten von Dieselkraftstoffen
in Fahrzeugen ist begrenzt.
Destillation
Dieselkraftstoff besteht aus Kohlenwasserstoffgemischen, die im Bereich von 170
bis 380 °C sieden. Destillation in der Anforderungsnorm für Dieselkraftstoff beschreibt
als Eckpunkte des Siedeverlaufs den Volumenanteil, der bei Erwärmung
der Flüssigkeit bis zu einer bestimmten Temperatur verdampft ist, beziehungsweise
die Temperatur, bei der ein bestimmter Volumenanteil der Flüssigkeit verdampft
ist. Die Ermittlung eines Siedeverlaufs bei Pflanzenölen und FAME ist
problematisch, da Crackprozesse den Siedeverlauf stören.

46 4 Stand des Wissens
Dichte
Die gemessene Dichte dient zur Ermittlung der Masse eines Kraftstoffvolumens
bei einer bestimmten Temperatur. Mit zunehmendem Kohlenstoffgehalt, also zunehmender
Kettenlänge, und steigender Anzahl Doppelbindungen nimmt die Dichte
zu. Bei einem eingestellten maximalen Einspritzvolumen eines Dieselmotors
wird bei zunehmender Dichte des Kraftstoffs der volumetrische Kraftstoffverbrauch
gesenkt, gleichzeitig erhöhen sich aber die Partikel- und Rußemissionen. Anhand
der Dichte lassen sich Pflanzenöle voneinander unterscheiden.
Diglyceride
Der Gehalt an Diglyceriden ist ein Maß für die Vollständigkeit der Umesterung von
Triglyceriden. Ein hoher Gehalt an Diglyceriden kann zu Verschleiß im Einspritzsystem
und zu Verkokungen im Brennraum führen.
Ester
Der Gehalt an Ester ist für die Beschreibung von FAME notwendig, um FAME eindeutig
zu charakterisieren und Vermischungen mit anderen Kraftstoffen aufzudecken.
Fettsäuremuster
Das Fettsäuremuster, beziehungsweise die Fettsäureverteilung, gibt Aufschluss
darüber, welche Fettsäuren und in welchen Anteilen diese in einem Pflanzenöl
oder in FAME enthalten sind. Daraus lassen sich zum Beispiel die Anfälligkeit für
Oxidation und Polymerisation, mögliche Wechselwirkungen mit dem Motorenöl
oder die Neigung zu Ablagerungen im Brennraum ableiten. Die Analyse des Fettsäuremusters
erfolgt durch Gaschromatographie.

Flammpunkt
4 Stand des Wissens 47
Der Flammpunkt ist die gemessene Temperatur bei der in einem geschlossenen
Gefäß sich Dämpfe entwickeln, die zu einem durch Fremdzündung entflammbaren
Dampf-Luft-Gemisch führen. Der Flammpunkt hat vor allem Bedeutung bei der
Einstufung von Flüssigkeiten in Gefahrenklassen nach der Verordnung über
brennbare Flüssigkeiten (VbF). Entsprechend der Gefahrenklasse müssen Sicherheitsvorkehrungen
für Lagerung und Transport getroffen werden. Bereits geringfügige
Mischungen verschiedener Kraftstoffe, zum Beispiel durch den Transport,
haben Abweichungen vom charakteristischen Flammpunkt zu Folge.
Freies Glycerin
Der Gehalt an freiem Glycerin ist ein Maß für die Vollständigkeit der Umesterung
von Triglyceriden. Ein hoher Gehalt an Glycerin kann zu Verschleiß im Einspritzsystem
und zu Verkokungen im Brennraum führen.
Gesamtglycerin
Der Gehalt an Gesamtglycerin ist ein Maß für die Vollständigkeit der Umesterung
von Triglyceriden. Ein hoher Gehalt an Glycerin kann zu Verschleiß im Einspritzsystem
und zu Verkokungen im Brennraum führen.
Gesamtverschmutzung
Die Gesamtverschmutzung ist der Massenanteil ungelöster Fremdstoffe (Partikel)
im Kraftstoff. Die Bestimmung erfolgt durch Filtration der Probe über eine Membran
mit einer mittleren Porenweite von 0,8 µm. Der Rückstand wird mit Lösungsmittel
gewaschen, anschließend getrocknet und gewogen. Hohe Fremdstoffgehalte
führen zu Filterverstopfung, Verstopfung von Einspritzdüsen und verursachen
möglicherweise Abrasion an Einspritzpumpe und -düsen sowie Ablagerungen im
Verbrennungsraum.

48 4 Stand des Wissens
Heizwert
Der Heizwert ist der Messwert für die Wärme (Energie), die bei der vollständigen
Verbrennung pro Volumen oder Masse freigesetzt werden kann. Die Messung erfolgt
im Bombenkalorimeter. Beim Heizwert wird unterschieden zwischen dem oberen
Heizwert und unteren Heizwert. Der obere Heizwert, oder Brennwert,
schließt die Energie, die bei der Kondensation des bei der Verbrennung entstehenden
Wasserdampfs freigesetzt wird, mit ein und ist deshalb höher als der untere
Heizwert. Der untere Heizwert errechnet sich aus dem oberen Heizwert abzüglich
der Verdampfungswärme des Wassers. Für die Beschreibung von Kraftstoffen
wird der für die motorische Verbrennung relevante untere Heizwert herangezogen.
Iodzahl
Die Iodzahl ist ein Maß für die Anzahl an Doppelbindungen der Fettsäuremoleküle.
Der Kennwert gibt an, wie viel Gramm Iod von 100 g Öl oder Fettsäuren gebunden
werden. Die Bestimmung der Iodzahl erfolgt durch Titration. Je niedriger die Iodzahl
ist, desto höher ist der Sättigungsgrad der Moleküle. Die Iodzahl ist ein charakteristisches
Merkmal für unterschiedliche Pflanzenöle. Sie gibt Aufschluss über
die Neigung zu Ablagerungen im Brennraum und an Einspritzdüsen bei der motorischen
Verbrennung. Außerdem erhöht ein zunehmender Anteil ungesättigter
Fettsäuren die Gefahr der Polymerisation des Motorenöls, wenn der Kraftstoff in
das Motorenöl eingetragen wird. Von der Iodzahl lässt sich die Gefahr des oxidativen
Verderbs (zum Beispiel „Verharzung“) während der Lagerung ableiten.
Koksrückstand
Durch Verschwelen der letzten 10 % des Destillationsrückstands wird der Koksrückstand
von Dieselkraftstoff und FAME ermittelt. Bei Pflanzenöl erfolgt die Bestimmung
des Koksrückstands an der Gesamtprobe. Dabei wird die Verbrennung
von Kraftstoff an einer Oberfläche ohne Sauerstoff simuliert. Der Koksrückstand
besteht aus organischen und anorganischen Bestandteilen und ist ein Maß für die
Verkokungsneigung des Kraftstoffs an den Einspritzdüsen und Rückstandsbildung
im Verbrennungsraum. Kraftstoffadditive, wie zum Beispiel Zündbeschleuniger,
können den Koksrückstand erhöhen und zu Fehlinterpretationen führen.

Korrosionswirkung auf Kupfer
4 Stand des Wissens 49
Bei Vorhandensein von freiem Wasser, zum Beispiel Kondenswasser durch längere
Lagerung mit Temperaturwechsel, können Kraftstoffe korrosiv wirken. Zur Ermittlung
der Korrosionswirkung auf Kupfer wird der auf 50 °C erwärmte Kraftstoff
über drei Stunden mit einem Kupferstreifen in Berührung gebracht und danach der
Kupferstreifen bonitiert. Additive können den Korrosionsschutz verbessern.
Lubricity
Der Kennwert Lubricity beschreibt die Schmierfähigkeit von Dieselkraftstoff. Durch
die Entschwefelung verliert Dieselkraftstoff an Schmierfähigkeit, weil bei dem Raffinationsverfahren,
bei dem Schwefel aus dem Kraftstoff entfernt wird, auch der
Anteil polarer Verbindungen im Kraftstoff vermindert wird. Bei Schwefelgehalten
um 0,05 % tritt bei fossilem Dieselkraftstoff langfristig Verschleiß auf, bei Schwefelgehalten
im Bereich weniger ppm tritt bereits kurzfristig Verschleiß an Einspritzpumpen
und Pumpe-Düse-Systemen auf. Die Lubricity beschreibt den Verschleiß
an einer Kugel, die 75 Minuten auf einer Stahlplatte im Flüssigkeitsbad bei 60 °C
und unter konstanter Anpresskraft gerieben wurde. Pflanzenöl und FAME weisen
trotz geringer Schwefelgehalte eine sehr gute Schmierfähigkeit auf.
Mehrfach ungesättigte Methylester C18:3 und höher
Mehrfach ungesättigte Methylester können zu Ablagerungen im Brennraum und
an Einspritzdüsen führen. Außerdem besteht das Risiko einer Motorenöl-
Unverträglichkeit (Neigung zu Polymerisation), wenn Kraftstoff mit einem hohen
Anteil ungesättigter Fettsäuren im Ester in das Motorenöl eingetragen wird. Die
Analyse des Anteils dieser mehrfach ungesättigten Methylester in FAME erlaubt
exaktere Aussagen, als durch Rückschluss über die Iodzahl möglich sind.
Methanol
Methanol ist ein Ausgangsprodukt bei der FAME-Herstellung und kann als Rückstand
im FAME verbleiben. Mit steigendem Methanolgehalt sinkt der Flammpunkt.

50 4 Stand des Wissens
Monoglyceride
Der Gehalt an Monoglyceriden ist ein Maß für die Vollständigkeit der Umesterung
von Triglyceriden. Monoglyceride können an Kupferlagerschalen und im Einspritzsystem
Verschleiß verursachen und zu Verkokungen im Brennraum führen.
Neutralisationszahl
Die Neutralisationszahl beziehungsweise Säurezahl ist ein Maß für den Gehalt an
freien Fettsäuren im Pflanzenöl oder FAME und beschreibt die Menge Kalilauge,
die für die Neutralisation der freien Fettsäuren erforderlich ist. Die Säurezahl ist
stark vom Raffinationsgrad und dem Alterungsgrad eines Öles abhängig. Durch
Wasser im Öl sowie Mikroorganismen und Enzyme, kann eine hydrolytische Spaltung
der Triglyceride auftreten und zu einem Anstieg der Neutralisationszahl führen.
Saure Verbindungen im Kraftstoff führen zu Korrosion, Verschleiß und Rückstandsbildung
im Motor. Freie Fettsäuren können außerdem mit basischen Komponenten
des Motorenöls reagieren.
Oxidationsstabilität
Bei der Lagerung von Kraftstoffen können Oxidations- und Polymerisationsvorgänge
einsetzen, die zur Bildung unlöslicher Verbindungen führen und dadurch
Filterverstopfung hervorrufen können. Außerdem können zwischen dem gealterten
Kraftstoff und dem Motorenöl Wechselwirkungen auftreten. Die Oxidationsstabilität
von Dieselkraftstoff wird gemessen, indem über 16 Stunden bei einer Temperatur
von 95 °C in einem offenen Gefäß der Kraftstoff mit 3 l/h Sauerstoff belüftet wird.
Anschließend wird der Anteil löslicher und unlöslicher Harzstoffe bestimmt. Die
Oxidationsstabilität von FAME und Rapsöl wird bestimmt, indem bei konstanter
Temperatur in einem geschlossenen Gefäß ein gereinigter Luftstrom durch die
Kraftstoff-Probe geleitet wird. Die freiwerdenden flüchtigen Zersetzungsprodukte
werden in ein Gefäß mit entmineralisiertem oder destilliertem Wasser überführt, in
dem die Leitfähigkeit gemessen wird. Der Messwert für die Oxidationsstabilität ist
das Ende der Induktionsperiode, nach der es zu einem schnellen Anstieg der Leitfähigkeit
durch die Zersetzungsprodukte kommt. Die Oxidationsstabilität ist ein
Kennwert, der den Alterungszustand und gleichzeitig die Lagerfähigkeit von FAME
und Pflanzenöl beschreibt.

Peroxidzahl
4 Stand des Wissens 51
Die Peroxidzahl stellt ein Maß für den Gehalt eines Öles an peroxidisch gebundenem
Sauerstoff, insbesondere an Hydroperoxiden, dar. Sie spiegelt den Verdorbenheitsgrad
(Ranzidität) eines Öls wieder und ist gleichzeitig Indiz für den Wirkungsverlust
fetteigener Antioxidantien. Während des oxidativen Verderbs des Öls
steigt die Peroxidzahl zunächst an und fällt nach Erreichen des Maximumwerts
wieder ab, was die Interpretation der Messwerte erschwert. Bei der Peroxidzahl
handelt es sich um eine dynamische Größe, welche stark von der Vorgeschichte
des Untersuchungsmaterials abhängt. Es gibt Hinweise, dass oxidativ verdorbene
Pflanzenöle bei der motorischen Verbrennung sich negativ auf das Motorenöl
auswirken können. Oxidativer Verderb tritt zumeist bei der Lagerung auf und wird
gefördert durch das Vorhandensein von Sauerstoff, Licht, erhöhten Temperaturen
und katalytisch wirkenden Metallen. Eine Viskositätserhöhung im Öl und die Neigung
zu Verharzungen können die Folge sein.
Phosphor
Phosphor liegt in Pflanzenölen und FAME in Form von Phospholipiden vor. Mit
steigendem Anteil an Phospholipiden verringert sich die Oxidationsstabilität, außerdem
neigen Phospholipide zur Hydratisierung (Quellung in Wasser) und können
dadurch zum Beispiel Filterverstopfung hervorrufen. Phosphor senkt die
Verbrennungstemperatur, kann im Brennraum zu Ablagerungen führen und möglicherweise
eine Änderung des Emissionsverhaltens hervorrufen. Oxidationskatalysatoren
weisen zudem eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Phosphorverbindungen
hinsichtlich ihrer Umsetzrate beziehungsweise Dauerfunktion auf. Die Phosphorgehalte
in Pflanzenölen sind vom Raffinationsgrad abhängig. Phosphorgehalte
in nicht raffinierten Pflanzenölen können durch entsprechende Prozessführung
niedrig gehalten werden [59].

52 4 Stand des Wissens
Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
Gemäß der Norm EN 590 werden polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
definiert als der Gesamtgehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen abzüglich
des Gehalts an mono-aromatischen Kohlenwasserstoffen. Die Analyse erfolgt mit
Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie. Polyaromaten im Dieselkraftstoff führen
zu einer Erhöhung der Partikelemission.
Pourpoint
Der Pourpoint wird bei unterschiedlichen Mineralölprodukten angewendet. Er beschreibt
die Temperatur, bei der das Mineralöl, das unter festgelegten Bedingungen
abgekühlt wurde, gerade noch fließt. Die Fließfähigkeit wird in Temperaturschritten
von 3 K überprüft. Als Probengefäße werden spezielle Pourpointgefäße
verwendet. Durch die Abkühlung des Mineralöls bilden sich Paraffinwachs-
Kristalle, welche die Fließfähigkeit beeinträchtigen. Der Pourpoint gilt als erreicht,
wenn bei Waagerechthalten des Probengefäßes über fünf Sekunden keinerlei Bewegung
des Kraftstoffs zu beobachten ist. Der Pourpoint kann durch vorangegangene
Wärmebehandlung des Kraftstoffs großen Abweichungen unterworfen sein.
Rauchpunkt
Der Rauchpunkt beschreibt die Temperatur, bei der an einer Pflanzenölprobe, die
unter definierten Bedingungen erhitzt wird, Rauchentwicklung einsetzt. Aus dem
Rauchpunkt lässt sich die Anwesenheit von leicht flüchtigen Bestandteilen ableiten,
die nach Überschreiten einer bestimmten Temperatur Aerosole (Rauch
und/oder Nebel) bilden. Die Methode dient vor allem zur Beurteilung von Frittierfetten.
Säurezahl
siehe Neutralisationszahl

Schwefel
4 Stand des Wissens 53
Der Schwefelgehalt im Dieselkraftstoff ist abhängig vom Schwefelgehalt des eingesetzten
Rohöls. Ohne Entschwefelung läge der Schwefelgehalt von Dieselkraftstoff
zwischen 0,2 bis > 1 %. Der Schwefelgehalt im FAME ist abhängig vom Ausgangsprodukt.
Pflanzenöle weisen einen von Natur aus geringen Schwefelgehalt
auf, der jedoch möglicherweise durch den Ölsaatenanbau, über die Schwefel-
Düngung, beeinflusst wird. Bei der Kraftstoffverbrennung werden mehr als 95 %
des Schwefels zu SO2 umgesetzt. Der verbleibende Schwefel wird an Partikel angelagert.
Im Oxidationskatalysator steigt in Abhängigkeit von Katalysatortyp und
Katalysatortemperatur der Anteil des Schwefels, der zu SO3 umgesetzt wird. Aus
SO3 und Wasserdampf bilden sich Schwefelsäuretröpfchen, die sich am Ruß anlagern
und zur Erhöhung der Gesamtpartikelmasse führen. Schwefelverbindungen
können sich an die katalytisch aktive Schicht des Katalysators anlagern und bewirken
dadurch eine irreversible Verminderung der Umsetzrate. Katalysatorkonzepte
zur Verminderung der Partikelemissionen erfordern deshalb neue Katalysatortechniken
oder extrem niedrige Schwefelgehalte im Kraftstoff.
Sulfatasche
Unter Sulfatasche versteht man den mineralischen Rückstand, der beim Veraschen
und einer Behandlung mit Schwefelsäure als Sulfat verbleibt. Die Sulfatasche
stammt aus anorganischen Fremdstoffen. Bei der Analytik von FAME wird
nicht die Asche, sondern die Sulfatasche bestimmt, um Natrium- und Kaliumreste,
die vom Katalysator bei der Umesterung stammen können, mit zu erfassen.
Tocopherole
Tocopherole (Vitamin E) liegen in zahlreichen Verbindungen vor und sind natürliche
Antioxidantien, wirken sich also positiv auf die Haltbarkeit der Öle aus. 30 bis
40 % des Tocopherolgehalts gehen bei der Raffination verloren.

54 4 Stand des Wissens
Triglyceride
Fette und Öle bestehen aus Triglyceriden. Triglyceride sind Ester von Fettsäuren
mit dem dreiwertigen Alkohol Glycerin. Bei der Umesterung werden die Triglyceride
durch Zugabe von Methanol unter Verwendung eines Katalysators in Glycerin
und Fettsäuremethylester gespalten. Der Gehalt an Triglyceriden ist ein Maß für
die Vollständigkeit der Umesterung.
Unverseifbares
Unter dem Unverseifbaren ist der nach Verseifen mit einem Lösungsmittel (Diethylether
oder Petrolether) extrahierbare Anteil eines Öles zu verstehen. Bei Pflanzenölen
besteht dieser im Wesentlichen aus verschiedenen Phytosterinen. Im unverseifbaren
Anteil können Fremdverunreinigungen nachgewiesen werden, wie
zum Beispiel Mineralöle und Biozide.
Verseifungszahl
Die Verseifungszahl beschreibt die Menge Kalilauge, welche zur Neutralisation der
freien Säuren und zur Hydrolyse der Ester im Öl erforderlich ist. Da von den Fettsäuren
jeweils ein Molekül KOH gebunden wird, ist die Verseifungszahl indirekt ein
Maß für das durchschnittliche Molekulargewicht der Triglyceride und somit eine
charakteristische Kenngröße. Bei Ölen mit einem hohen Anteil an kurzkettigen
Fettsäuren als Esterkomponenten treten hohe Verseifungszahlen auf und umgekehrt.
Die Verseifungszahl ist also umso größer, je kleiner das durchschnittliche
Molekulargewicht der Fettsäuren ist. In der Motorentechnik ist die Verseifungszahl
von geringem Interesse, wird aber zur Beschreibung der Lagerfähigkeit herangezogen.
Besser eignen sich dazu jedoch Oxidationsstabilität und Neutralisationszahl.

Viskosität
4 Stand des Wissens 55
Die Viskosität des Kraftstoffs nimmt Einfluss auf das Förderverhalten und die Zerstäubung
des Kraftstoffs an den Einspritzdüsen (Tröpfchenspektrum und Geometrie
des Einspritzstrahls). Die Viskosität ist in hohem Maße temperatur- und druckabhängig.
Dies ist besonders bei den vorherrschenden hohen Drücken in modernen
Einspritzsystemen zu berücksichtigen. Hohe Viskositäten führen durch das
verschlechterte Fließ-, Pump- und Zerstäubungsverhalten zu Kaltstartproblemen.
Zu geringe Viskositäten erschweren den Heißstart, führen zu Leistungsverlust bei
hohen Temperaturen und zu Pumpenverschleiß. Es wird unterschieden zwischen
dynamischer Viskosität und kinematischer Viskosität. Bei Kraftstoffen wird die kinematische
Viskosität ermittelt. Die kinematische Viskosität ist der Quotient aus
der dynamischen Viskosität und der Dichte der Flüssigkeit. Mit dem Viskosimeter
(zum Beispiel nach Ubbelohde) wird die Zeit gemessen, die eine Probemenge bei
einer bestimmten Temperatur benötigt, um durch eine definierte Kapillare zu fließen.
Wasser
In Rohölen enthaltene geringe Wassermengen und beim Raffinationsprozess eingetragenes
Wasser bestimmen den Wassergehalt in Dieselkraftstoff. Der Wassergehalt
in FAME wird durch den Wassergehalt im Ausgangsprodukt und den Umesterungsprozess
bestimmt. Der Wassergehalt im Pflanzenöl wird hauptsächlich
durch die Saatfeuchte beeinflusst und bei Pflanzenölraffinaten zusätzlich durch die
Raffinationsschritte. Bei allen Kraftstoffen kann der Wassergehalt durch Lagerung
und Transport ansteigen. Bei niedrigen Temperaturen führt Wasser durch Kristallbildung
möglicherweise zu Filterverstopfung. In modernen Einspritzsystemen kann
durch die vorherrschenden hohen Drücke freies Wasser auftreten, das im Einspritzsystem
zu Schäden führen kann. An der Grenzschicht zwischen freiem Wasser
und Kraftstoff können Mikroorganismen wachsen, die Filter verstopfen können.
Mikroorganismen beschleunigen außerdem die Ölalterung. Generell ist Wasser bei
der motorischen Verbrennung nicht von Nachteil. Bei der Verbrennung von Kraftstoff/Wasser-Emulsionen
sinkt die Verbrennungstemperatur, was eine Senkung
der NOx-Emissionen zur Folge hat. Die Wassergehaltsbestimmung erfolgt zum
Beispiel durch Titrieren mit Karl-Fischer-Reagenz.

56 5 Methodisches Vorgehen
5 Methodisches Vorgehen
5.1 Begutachtung des vorläufigen RK-Standards vom 22.08.1996 und
Zusammenstellung des Handlungsbedarfs
Im Rahmen einer Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“
am 02.03.1999 wird der Handlungsbedarf für das weitere Vorgehen bei der
Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff zusammengestellt. Als Arbeitsgrundlage
dient der „Vorläufige Standard für Rapsöl als Kraftstoff vom 22.08.1996“, wie im
Anhang 1 aufgeführt. Eingeladen werden hierzu Spezialisten aus den Bereichen
Pflanzenöl und Motorentechnik:
• Firmen, die pflanzenöltaugliche Motoren herstellen beziehungsweise Dieselmotoren
auf Pflanzenölbetrieb umrüsten
• Betreiber von Ölgewinnungsanlagen und Anbieter von Pflanzenöl
• Komponentenhersteller für Ölgewinnungsanlagen
• Planungsbüros für Ölgewinnungsanlagen und Pflanzenöl-BHKW
• Wissenschaftler
• Vertreter der zuständigen Ministerien
• Behörden und Verbände
Zunächst wird durch Vorträge zum Thema der Stand des Wissens für alle Teilnehmer
aufgearbeitet, im zweiten Teil der Veranstaltung werden die einzelnen
Kennwerte und Inhaltsstoffe diskutiert und offene Fragen und Anregungen gesammelt.
Am Ende der Veranstaltung wird ein „neuer“ vorläufiger Standard für
Pflanzenöl als Kraftstoff verabschiedet und im Internet sowie in Veröffentlichungen
publiziert. Ein ausführliches Protokoll zur Arbeitskreissitzung wird erstellt, in dem
der Stand der Standardisierungsbemühungen dokumentiert wird. Das Protokoll zur
5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises ist im Anhang 3 nachzulesen.

5.2 Überprüfung von Grenzwerten
5 Methodisches Vorgehen 57
Die Überprüfung von Grenzwerten erfolgt nach zwei Kriterien: zum einen, ob die
festgelegten Qualitäten des Kraftstoffs für einen sicheren motorischen Betrieb ausreichend
sind, zum anderen, ob die geforderten Qualitäten auch von den Ölmühlen,
und insbesondere von dezentralen Ölmühlen, mit einem vertretbaren Aufwand
erzeugt werden können.
Eine Überprüfung der Kennwerte im Bezug auf ihren Einfluss auf das Emissionsverhalten
pflanzenöltauglicher Motoren kann innerhalb dieses Projektes nicht erfolgen.
Die Wissensbasis aus der Literatur zu diesen Zusammenhängen ist zu gering
und innerhalb dieses Untersuchungsvorhabens können keine Emissionsmessungen
durchgeführt werden. Zur Erfassung des Einflusses bestimmter Kraftstoffqualitätskriterien
auf den motorischen Betrieb sind die Motorenhersteller aufgerufen,
ihren Kenntnisstand offen zu legen. Außerdem werden Literaturrecherchen
vorgenommen und Expertengespräche geführt.
Um die Einhaltbarkeit der vorgeschlagenen Grenzwerte durch die Ölmühlenbetreiber
zu überprüfen, werden zunächst Daten von Rapsölproben, die der Landtechnik
Weihenstephan vorliegen, neu ausgewertet. Die Daten der Rapsölproben
stammen aus einem Ringversuch [61], bei dem an 23 bayerischen Ölgewinnungsanlagen
mit einer einheitlichen Charge Rapssaat Rapsöl produziert wurde. Als
Rapssaat wurde die Sorte Idol aus dem Erntejahr 1996 verwendet. Bei den aufgeführten
Ölpressen handelt es sich von den Herstellern A, B, E und F um sogenannte
Seiherstab-Schneckenpressen, von den Herstellern C und D um Lochzylinder-Schneckenpressen.
Weitere Analysedaten werden an Rapsölproben aus
der Praxis, die bei Ölmühlen und aus Tankanlagen von pflanzenölbetriebenen
BHKW entnommen wurden, erhoben. Zusätzlich werden speziell hergestellte
Rapsölproben aus unterschiedlichen Rapssorten von verschiedenen Standorten
und Anbauvarianten nach den Vorgaben des Qualitätsstandards analysiert.
Die Rapsölproben lassen sich wie folgt in Gruppen einteilen:

58 5 Methodisches Vorgehen
I Rapsölproben aus der Praxis, zum Beispiel Probenahme aus Kraftstofftanks
von Blockheizkraftwerken, Probenahme bei Ölmühlen, zum Teil Vorgeschichte
der Proben ungewiss, Rapssorte unbekannt
II Rapsölproben aus der Ölgewinnungsanlage der Bayerischen Landesanstalt
für Landtechnik, Weihenstephan, unter Dokumentation wichtiger Prozessparameter
der Ölgewinnung, bekannte Herkunft der Rapssaat, bekannte Rapssorte
(Idol Erntejahr 1996 und 1997, Wotan Erntejahr 1997 und 1998, Mohikan
Erntejahr 1999)
III Rapsölproben aus der Ölgewinnungsanlage der Bayerischen Landesanstalt
für Landtechnik von Rapssaat aus Anbauversuchen der Bayerischen Landesanstalt
für Bodenkultur und Pflanzenbau, bekannte Herkunft, bekannte Sorten,
Sommerraps, Winterraps, HighOleic-Raps (Rapssaat mit hohem Ölsäureanteil),
verschiedene Düngestufen, verschiedene Bestandesdichten, die speziellen
Eigenschaften der Rapssaaten sind in Kapitel 5.2.1, S. 59 aufgeführt
IV Rapsölvollraffinat
V erucasäurehaltiges Rapsöl
VI Rapsölproben mit Verunreinigungen in definierten Beimischungen (Wasser,
Dieselkraftstoff, Ottokraftstoff, Fettsäuremethylester), die speziellen Mischungen
sind in Kapitel 5.2.3, S. 66 aufgeführt
Der Analysenplan für die jeweiligen Probengruppen ist in Tabelle 11 zusammengestellt.

Tabelle 11: Analysenplan für die Rapsölproben-Gruppen
5 Methodisches Vorgehen 59
Proben-Gruppe
Analysen Rapssaat I II III IV V VI
Ölgehalt, TKG, Feuchte... ✔ ✔
Fettsäuremuster ✔ ✔
Analysen Rapsöl
charakteristische Eigenschaften ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
variable Eigenschaften ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔
Elemente ✔
5.2.1 Eigenschaften der verarbeiteten Rapssaaten
In Tabelle 12 bis Tabelle 15 sind die verwendeten Rapssaaten aus den Anbauversuchen
der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau beschrieben,
die Anbaubedingungen zusammengestellt und die Eigenschaften der
Rapssaaten charakterisiert. Diese ausführliche Dokumentation erfolgt, um eventuell
die Ursachen von Auffälligkeiten bei Rapsölproben besser nachvollziehen zu
können.
Tabelle 16, Tabelle 17 und Abbildung 2 zeigen die Eigenschaften der verarbeiteten
Rapssaaten aus den Beständen der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik.

60 5 Methodisches Vorgehen
Tabelle 12: Kurzbeschreibung der Rapssaaten aus den Anbauversuchen der
Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau [8]
Nr. Sorte Ernte Saatzeitpunkt Saatdichte
Pflanzenschutz
Düngung
1 Express WR normal 70 Körner/m² —
2 Express WR normal 70 Körner/m² Folicur 0,5 l/ha
Derosal 0,5 l/ha
20 kg N/ha
als Blattdüngung
3 Artus 1) WR normal 50 Körner/m² —
4 Artus 1) WR normal 50 Körner/m² Folicur 0,5 l/ha
Derosal 0,5 l/ha
20 kg N/ha
als Blattdüngung
5 Zenith WR normal 70 Körner/m² —
6 Zenith WR normal 70 Körner/m² Folicur 0,5 l/ha
Derosal 0,5 l/ha
20 kg N/ha
als Blattdüngung
7 Pronto 1) WR normal 50 Körner/m² —
8 Pronto 1) WR normal 50 Körner/m² Folicur 0,5 l/ha
Derosal 0,5 l/ha
20 kg N/ha
als Blattdüngung
9 Rapid WR normal 70 Körner/m² —
10 Artus 1) WR spät 60 Körner/m² —
11 Artus 1) WR spät 100 Körner/m² —
12 Rapid WR spät 60 Körner/m² —
13 Rapid WR spät 100 Körner/m² —
14 Star SR — 120 Körner/m² 50 kg N/ha
15 Star SR — 120 Körner/m² 100 kg N/ha
16 Star SR — 120 Körner/m² 150 kg N/ha
17 Star SR — 120 Körner/m² 200 kg N/ha
18 Star SR — 120 Körner/m² 250 kg N/ha
19 Hyola 401 1)2) SR — 120 Körner/m² 50 kg N/ha
20 Hyola 401 1)2) SR — 120 Körner/m² 100 kg N/ha
21 Hyola 401 1)2) SR — 120 Körner/m² 150 kg N/ha
22 Hyola 401 1)2) SR — 120 Körner/m² 200 kg N/ha
23 Hyola 401 1)2) SR — 120 Körner/m² 250 kg N/ha
1) restaurierte Hybride WR: Winterraps
2) hoch ölsäurehaltig SR: Sommerraps

5 Methodisches Vorgehen 61
Tabelle 13: Standortbeschreibung und Anbaubedingungen der Rapssaaten aus
den Anbauversuchen der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur
und Pflanzenbau [8]
Standortbeschreibung und
Anbaubedingungen
Winterraps Sommerraps
Versuchsort Frankendorf Pulling
Niederschlag [mm]
langjähriges Jahresmittel
878 814
mittlere Tagestemperatur [°C]
langjähriges Jahresmittel
7,5 7,7
Höhe über NN [m] 450 450
Bodenart uL* tL**
Bodenzahl 80 48
Nmin 0-90 [kg/ha] 28 58
P2O5 [mg/100g] 21 20
K2O 26 11
pH-Wert 6,8 7,5
Vorfrucht Sommergerste Hafer
Aussaat normal
20.08.1998
26.03.1999
spät
10.09.1998
Ernte 17.07.1999 09.08.1999
* uL: schluffiger Lehm ** tL: toniger Lehm
Tabelle 14: Düngung und Pflanzenschutz bei den Rapssaaten aus den Anbauversuchen
der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und
Pflanzenbau [8]
Pflanzenbaul. Maßnahmen Winterraps Sommerraps
Düngung
Nmin-Gehalt [kg/ha] 28 58
N Düngung [kg/ha] 100 (04.03.1999)
60 (31.03.1999)
Σ=160
bis 100 kg N/ha: Bor-
Ammonsulfatsalpeter
(12.04.1999)
über 150 - 250 kg
N/ha: zusätzlich Kalkammonsalpeter
(18.05.1999)
P2O5 [kg/ha] 140 (17.08.1998) 120 (24.03.1999)
K2O [kg/ha] 180 (17.08.1998) 180 (24.03.1999)
MgO [kg/ha] 104 (17.08.1998) —
Pflanzenschutz
Butisan Top [l/ha] 2,0 (01.09.1998) 2,0 (13.04.1999)
Folicur E [l/ha] 1,0 (26.04.1999) Mischprobe aus
verschiedenen
Behandlungsstufen
Dexis flüssig [l/ha] 0,3 (16.03.1999) 0,3 (13.05.1999)
0,3 (25.05.1999)
Karate [l/ha] 0,1 (01.04.1999) 0,2 (23.04.1999)
Karate WG [l/ha] 0,1 (26.04.1999) 0,1 (31.05.1999)

62 5 Methodisches Vorgehen
Tabelle 15: Eigenschaften bei den Rapssaaten aus den Anbauversuchen der
Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur und Pflanzenbau [8] und
eigene Analysen
Nr. Sorte Ertrag
dt/ha
TKG
g
TS
Ernte
%
TS
Probe
%
TKG
b.V.
g
Feuchte
b.V.
%
Ölgehalt
%
Sclerotinia
*
1 Express 46,7 4,4 89,1 95,2 3,97 7,93 42,8 1
2 Express 48,8 4,3 89,6 95,7 4,02 6,99 42,4 1
3 Artus 55,4 4,8 87,9 95,0 4,59 9,98 39,8 2
4 Artus 60,8 4,9 86,5 95,7 4,74 8,26 39,0 2
5 Zenith 49,3 5,1 88,5 95,1 4,87 6,89 42,2 3
6 Zenith 54,5 5,1 88,4 95,8 4,82 7,67 42,1 3
7 Pronto 53,0 4,7 87,2 95,1 4,17 7,76 40,6 3
8 Pronto 56,8 4,8 86,0 95,8 4,15 7,34 41,7 3
9 Rapid 47,5 4,7 88,8 95,3 4,33 7,16 42,0 2
10 Artus 40,9 4,3 87,0 94,7 4,17 8,20 39,6 3
11 Artus 38,8 4,5 86,3 94,5 4,16 7,65 39,1 3
12 Rapid 44,2 4,1 88,7 94,7 3,97 6,95 40,9 2
13 Rapid 37,6 4,1 88,7 94,5 4,03 7,03 41,3 2
14 Star 27,4 3,2 n.e. 95,5 3,30 7,47 48,1 2
15 Star 32,1 3,3 n.e. 96,1 3,42 5,51 48,6 2
16 Star 36,0 3,4 n.e. 95,6 3,27 6,98 47,1 3
17 Star 37,2 3,3 n.e. 95,6 3,12 6,32 44,0 3
18 Star 38,7 3,1 n.e. 96,3 3,26 6,59 42,6 4
19 Hyola 25,0 3,3 n.e. 96,2 3,46 n.e. 47,8 2
20 Hyola 30,0 3,5 n.e. 95,2 3,55 6,86 47,0 2
21 Hyola 37,3 3,5 n.e. 94,8 3,62 6,87 46,6 2
22 Hyola 39,4 3,5 n.e. 94,7 3,62 6,34 45,3 2
23 Hyola 37,5 3,5 n.e. 95,7 3,25 6,76 44,7 3
Nr.: die Probencodierung bezieht sich auf Tabelle 12
TKG Tausendkorngewicht
TS Trockensubstanz
b.V. bei der Verarbeitung
* Bonitur: 1 geringer Befall bis 9 starker Befall
n.e. nicht ermittelt

5 Methodisches Vorgehen 63
Tabelle 16: Eigenschaften der Rapssaaten aus Beständen der Bayerischen
Landesanstalt für Landtechnik
Nr. Sorte Erntejahr
TKG
b.V.
g
Feuchte
b.V.
Masse-%
Ölgehalt
Masse-%
24 Wotan 1998 4,27 7,77 43,38
25 Mohikan 1999 3,92 6,81 42,00
26 Idol 1996 3,80 7,90 44,13
27 Wotan 1997 3,64 8,11 43,43
28 Idol 1997 3,80 7,36 39,47
29 Express 1999 4,81 7,34 n.e.
TKG Tausendkorngewicht
b.V. bei der Verarbeitung
n.e. nicht ermittelt
Tabelle 17: Fettsäuremuster von Rapssaaten aus Beständen der Bayerischen
Landesanstalt für Landtechnik
C 14:0 Myristinsäure
C16:0 Palmitinsäure
C16:1 Palmitoleinsäure
C18:0 Stearinsäure
C18:1 Ölsäure
C18:2 Linolsäure
Idol 96 0,1 4,7 0,2 2,6 59,4 20,0 9,2 0,7 2,1 0,4 n.n. 0,5 n.n.
Idol 97 n.n. 3,2 0,3 1,6 60,3 22,5 9,2 0,6 1,5 0,2 0,1 0,1 n.n.
Wotan 97 0,1 3,8 0,3 1,3 63,6 20,5 8,9 0,3 0,1 0,2 n.n. 0,1 n.n.
Wotan 98 0,1 3,6 0,3 1,4 61,2 21,7 9,2 0,5 1,3 0,2 0,1 0,1 n.n.
Mohikan 99 n.n. 4,5 0,2 1,6 62,8 20,9 6,2 0,4 1,2 0,2 n.n. 0,1 0,1
n.n. nicht nachweisbar
Die Fettsäureverteilung der verschiedenen Rapssaaten aus den Beständen der
Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik, Weihenstephan ist in Abbildung 2
dargestellt.
C18:3 Linolensäure
C20:0 Arachinsäure
C20:1 Eicosensäure
C22:0 Behensäure
C22:1 Erucasäure
C24:0 Lignocerinsäure
C 24:1 Nervonsäure

64 5 Methodisches Vorgehen
Anteil
65
55
45
35
25
15
% Idol 1996
5
4
3
2
1
0
C14:0
C16:0
C16:1
C18:0
C18:1
C18:2
C18:3
C20:0
C20:1
C22:0
C22:1
C24:0
C24:1
Fettsäuren
Idol 1997
Wotan 1997
Wotan 1998
Mohikan 1999
Abbildung 2: Fettsäureverteilung von Rapssaaten aus Beständen der Bayerischen
Landesanstalt für Landtechnik
5.2.2 Verarbeitung der Rapssaaten
Die in Kapitel 5.2.1 beschriebenen insgesamt 29 Rapssaaten wurden in der Ölgewinnungsanlage
der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik verarbeitet. Bei
der Ölgewinnungsanlage handelt es sich um eine Doppelspindelpresse Typ Komet
DD 85 G, der Firma IBG Monforts. Die Ölgewinnungsanlage ist bei WIDMANN
(1994) [59] ausführlich beschrieben. Die Verarbeitung der Rapsproben erfolgt nur
mit einer Spindel der Presse und einer Pressdüse mit einer Bohrung von 8 mm
Durchmesser. Um den Einfluss der Rapssaat auf die Ölqualität zu erfassen, werden
die Einflussgrößen der Ölsaatenverarbeitung sowohl bei der Pressung als
auch bei der Reinigung möglichst konstant gehalten. Als Parameter für die Ölpressung
werden die Pressendrehzahl (40 min -1 ) und die Presskopftemperatur
(60 °C) vorgegeben. Die Presskopftemperatur wird durch Beheizung oder Kühlung
über ein Wasserbad geregelt. Zur Überwachung des Ölgewinnungsprozesses
werden wichtige Prozessparameter über die Datenerfassung der Ölgewinnungsanlage
aufgezeichnet. Die Prozessparameter bei der Ölpressung der verarbeiteten
Rapssaaten zeigt Tabelle 18.

5 Methodisches Vorgehen 65
Tabelle 18: Prozessparameter bei der Ölsaatenverarbeitung (Mittelwerte und
Standardabweichung)
Nr.
Drehzahl
Presse
min -1
Presskopftemperatur
°C
Saattemperatur
°C
Ölaustrittstemperatur
°C
Abpressgrad
*
%
Restölgehalt
im Pk.*
%
⎺x s ⎺x s ⎺x s ⎺x s
1 40,0 0,13 59,3 1,29 18,4 0,86 33,6 0,81 76,3 15,1
2 40,0 0,23 61,2 0,70 20,1 0,98 37,3 0,68 79,4 13,2
3 40,0 0,05 59,4 2,21 15,4 1,03 29,4 1,55 69,9 16,6
4 40,0 0,02 60,2 1,11 15,0 1,29 31,4 1,17 69,7 16,2
5 40,0 0,25 60,0 0,29 16,7 0,60 31,9 0,74 77,2 14,3
6 39,9 0,80 61,0 0,58 19,2 0,94 35,2 0,63 78,2 13,7
7 40,0 0,04 59,8 1,49 17,6 0,82 34,3 1,06 71,5 16,3
8 40,0 0,24 60,4 0,73 18,0 0,63 33,3 0,41 69,1 18,1
9 40,0 0,30 60,1 1,02 16,1 0,82 32,4 1,23 76,2 14,7
10 40,0 0,26 59,1 2,18 15,0 0,78 30,5 0,74 72,0 15,5
11 40,1 0,25 59,5 1,41 13,2 0,95 30,4 0,89 75,9 13,4
12 40,0 0,27 69,6 0,51 14,9 0,55 31,9 0,73 79,0 12,7
13 40,1 0,07 59,2 4,31 17,3 1,50 32,9 1,12 n.e. n.e.
14 40,0 0,47 59,1 1,67 19,1 0,40 32,4 1,48 61,4 26,3
15 40,0 0,23 59,6 0,93 19,6 0,70 36,7 0,66 72,9 20,4
16 40,0 0,25 60,7 0,73 18,8 0,44 35,2 0,52 69,9 21,1
17 40,0 0,09 61,2 0,91 17,6 0,62 34,6 0,88 71,5 18,3
18 40,0 0,23 61,6 1,31 19,2 0,96 35,7 1,37 71,5 17,5
19 n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e.
20 40,0 0,33 60,0 0,65 17,3 0,62 34,3 0,72 72,7 19,5
21 n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e. n.e.
22 40,0 0,24 59,9 0,61 17,5 0,61 36,7 0,54 72,6 18,5
23 40,0 0,22 61,3 1,08 17,0 1,10 36,8 1,28 71,8 18,5
24 40,0 0,10 60,6 0,39 13,5 1,09 30,7 1,08 73,7 17,0
25 40,0 0,26 60,2 0,47 14,4 0,78 31,9 1,00 87,5 8,3
26 39,8 2,26 60,8 0,29 15,7 1,26 32,7 0,85 78,5 14,5
27 40,0 0,28 60,1 0,27 13,7 0,72 29,6 0,90 74,5 16,4
28 40,0 0,25 60,8 0,31 14,9 0,89 31,7 0,84 78,3 12,4
29 40,1 0,05 59,5 1,41 19,9 0,65 33,7 0,82 81,0 12,3
* berechnet
Pk Presskuchen
n.e. nicht ermittelt
Die Rapsprobe mit der Nummer 19 konnte nicht verarbeitet werden, da die Probenmenge
zu gering war. Bei den Rapsproben 13 und 21 kam es zu einem teilweisen
oder vollständigen Ausfall des Datenerfassungsprogramms, so dass die
Messdaten nicht ausgewertet werden konnten.

66 5 Methodisches Vorgehen
Die Reinigung der gewonnenen Ölproben erfolgte bei allen Proben durch Sedimentation
und anschließende Filtration. Nachdem die Partikel über einen Zeitraum
von 1-2 Wochen in den Probeflaschen (2 l Volumen) bei einer Lagertemperatur
von 5 °C sedimentierten, wurde der Überstand über eine Cellulose-Acetat-
Membran, mit einem mittleren Porendurchmesser von 8 µm, filtriert. Alle Ölproben
weisen nach der Reinigung eine Gesamtverschmutzung unterhalb des Grenzwerts
von 25 mg/kg auf, mit Ausnahme des Rapsöls Nr. 29 mit einer Gesamtverschmutzung
von 38 mg/kg. Diese Probe ist auffällig durch schlechte Filtrierbarkeit und
einem vermutlich hohen Anteil Feinpartikel. Bis zur Analyse werden die Ölproben
bei 5 °C gelagert.
5.2.3 Rapsölproben mit Verunreinigungen in definierten Beimischungen
Um den Einfluss von Verunreinigungen durch andere Kraftstoffe und Wasser, die
vor allem durch Lagerung und Transport in Rapsölkraftstoff auftreten können, auf
bestimmte Kennwerte zu ermitteln, wurden Rapsölproben gezielt mit Wasser, Dieselkraftstoff,
Ottokraftstoff und Rapsölmethylester vermischt.
Folgende Rapsölproben werden hergestellt:
Zumischung von Wasser:
0,05 Masse-%, 0,20 Masse-% und 0,30 Masse-%
Zumischung von Dieselkraftstoff (Diesel):
0,5 Masse-%; 1,0 Masse-%, 5,0 Masse-%, 10,0 Masse-%
Zumischung von Ottokraftstoff (Benzin):
0,5 Masse-%; 1,0 Masse-%, 5,0 Masse-%, 10,0 Masse-%
Zumischung von Rapsölmethylester (RME):
0,5 Masse-%; 1,0 Masse-%, 5,0 Masse-%, 10,0 Masse-%
Die Eigenschaften des Rapsöls und der Kraftstoffe (Praxisproben), die zur Herstellung
der Mischungen verwendet wurden, sind in Tabelle 19 aufgelistet.

5 Methodisches Vorgehen 67
Tabelle 19: Eigenschaften des Rapsöls und der Kraftstoffe (Praxisproben) zur
Herstellung der Rapsöl/Kraftstoff-Mischungen
Kennwert Prüfmethode Einheit Rapsöl RME Diesel Benzin
Dichte (15 °C) EN ISO 12185 kg/m³ 919,8 883,4 824,4 761,4
Flammpunkt
nach P.-M.
EN 22719 °C 238 172 64 < -20
Heizwert
Kinematische
DIN 51900-3 kJ/kg 37855 39784 43145 30823
Viskosität
(40 °C)
DIN 51562-1 mm²/s 35,009 4,527 2,331 0,484
Koksrückstand
DIN EN ISO
10370
Masse-% 0,35 < 0,01 < 0,01 < 0,01
Wassergehalt pr EN ISO 12937 mg/kg 371 206 36 46
Schwefel- EN 24260 Masse-%
0,028 0,015
gehalt ASTM D5453 mg/kg 9 2
5.3 Überprüfung von Prüfverfahren
Verschiedene Prüfverfahren, welche zunächst im Standard vom 22.08.1996 festgelegt
wurden, sind inzwischen weiter entwickelt oder in internationale Normen
übergeführt worden, oder es stehen inzwischen neue Prüfverfahren zur Verfügung.
Bisher ausgewählte Prüfverfahren, bei denen sich Änderungen ergeben haben,
werden im Rahmen der Möglichkeiten auf ihre Anwendbarkeit überprüft. Die
Durchführung von Ringversuchen bei Analyselabors zur Bestimmung der Wiederholbarkeit
und Vergleichbarkeit von Prüfverfahren für die Anwendung bei Rapsöl
konnte im Rahmen des Untersuchungsvorhabens nicht erfolgen. Die Überprüfung
beschränkt sich deshalb auf die Beobachtung der Wiederholbarkeit.

68 5 Methodisches Vorgehen
5.4 Anpassung oder Entwicklung von Prüfverfahren
Um einen sicheren motorischen Betrieb im Winter garantieren zu können, ist es
notwendig, das Verhalten von Rapsöl bei Einwirkung niedriger Temperaturen zu
kennen und einen Grenzwert für das Kälteverhalten festzulegen. Für die Be-
schreibung des Kälteverhaltens von Rapsöl stehen derzeit jedoch keine geeigneten
Prüfverfahren zur Verfügung. Kenngrößen wie Pourpoint, Cloudpoint und
CFPP-Wert, die in der Dieselkraftstoff-Norm verwendet werden, sind für Mineralölprodukte
entwickelt worden und liefern für Rapsöl keine verlässlichen Werte.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollte ein Prüfverfahren und Prüfkriterien
entwickelt werden, welche die Beschreibung des Kälteverhaltens von Rapsöl ermöglichen.
Dabei sollen im Idealfall Prüfgeräte eingesetzt werden, die in Analyselabors
üblicherweise zur Verfügung stehen.
Von der Firma ASG wurde bereits vor geraumer Zeit ein Prüfverfahren angedacht,
das die Pumpfähigkeit von Pflanzenöl durch ein Filter simuliert. Durch kontinuierliche
Abkühlung der Prüfflüssigkeit soll die Temperatur ermittelt werden, bei der das
Pflanzenöl nicht mehr pumpfähig ist. Für diese Prüfmethode sollen zunächst die
Materialien (Pumpe, Filter, Leitungen...) ausgewählt werden, die für den Laboraufbau
geeignet sind. Anschließend werden durch Versuche geeignete Prozessparameter
(Volumenstrom, Temperaturgradient...) festgelegt, die sich so nahe wie
möglich an den Bedingungen in der Praxis orientieren. Abschließend soll die Überprüfung
der Praxisnähe des Prüfverfahrens in einem Prüfstandsversuch und
die Festlegung eines Grenzwerts erfolgen.
Ein zweites Prüfverfahren stellt möglicherweise die Rotationsviskosimetrie dar.
Rotationsviskosimeter werden zur Messung der dynamischen Viskosität von
Schmierölen eingesetzt. Zunächst soll überprüft werden, ob mit diesem Prüfverfahren,
zum Beispiel durch Ermittlung eines Viskositätsverlaufs, das Kälteverhalten
von Rapsöl ausreichend beschrieben werden kann. Eine Aufgabe besteht darin,
den Temperaturgradienten zu ermitteln, der praxisnah die Abkühlung des
Kraftstoffs in einem Fahrzeug beschreibt. Die Festlegung eines Grenzwerts steht
am Ende der Arbeiten.

5 Methodisches Vorgehen 69
Die Cetanzahl stellt ein wichtiges Kriterium für die Beurteilung von Kraftstoffen für
Dieselmotoren dar. Wie bereits im Kapitel 4.5 erwähnt, steht für die Ermittlung der
Cetanzahl von Rapsöl kein an den Betrieb mit Pflanzenöl angepasster Prüfmotor
zur Verfügung. Die Cetanzahlen für Rapsöl, die im CFR-Prüfmotor oder im BASF-
Prüfmotor ermittelt wurden sind deshalb nicht aussagekräftig und lassen keinen
Vergleich mit der Cetanzahl von Dieselkraftstoff oder FAME zu [58]. Zu einer ähnlichen
Einschätzung kommt HEMMERLEIN (1991) [38]. Er stellt fest, dass die Messergebnisse
für die Cetanzahl von Rapsöl deutlich niedriger sind als die für Dieselkraftstoff.
Untersuchungen hätten jedoch gezeigt, dass im realen Motorbetrieb
Zündverzug und Verbrennungsverlauf ähnlich seien.
Im Rahmen des Untersuchungsvorhabens sollte ein Prüfverfahren recherchiert
werden, mit dem eine mit Dieselkraftstoff vergleichbare Cetanzahl für Rapsölkraftstoff
ermittelt werden kann.
5.5 Festlegung von Grenzwerten
Wie bereits erwähnt, müssen für das Kälteverhalten, sofern ein Prüfverfahren entwickelt
werden kann, aber auch für die Oxidationsstabilität Grenzwerte festgelegt
werden. Strittige Grenzwerte werden überprüft und gegebenenfalls neu gefasst.
Die Diskussion und Festlegung der Grenzwerte erfolgt bei den bereits genannten
Sitzungen des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“ zu den die
Expertenkreise geladen werden.

70 5 Methodisches Vorgehen
5.6 Entwicklung von Schnelltests
Für verschiedene Kenngrößen, wie kinematische Viskosität, Wassergehalt, Neutralisationszahl,
Gesamtverschmutzung und Phosphorgehalt sollen, sofern möglich,
Schnelltests entwickelt werden. Dies soll durch Literaturrecherche und Einbringung
der Erfahrungen aus der Laborpraxis der Firma ASG geschehen. Die
Schnelltests werden bei mehreren Ölproben durchgeführt und die Ergebnisse mit
den Werten der Prüfverfahren verglichen. Die Aussagekraft der Schnelltests wird
bewertet und gegebenenfalls wird der Test modifiziert.
5.7 Verabschiedung des Qualitätsstandards für Rapsöl als Kraftstoff
Im Rahmen einer weiteren Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“
werden die im Untersuchungsvorhaben erarbeiteten Ergebnisse
zu den jeweiligen Kennwerten dem Expertenkreis vorgestellt und diskutiert. Ziel
dieser Veranstaltung soll es sein, einen allgemein anerkannten Qualitätsstandard
für Rapsöl als Kraftstoff zu verabschieden. Der Qualitätsstandard wird über die
Presse und im Internet publiziert. Zur Arbeitskreissitzung wird ein ausführliches
Protokoll erstellt und veröffentlicht.
Die beteiligten Hersteller und Umrüster pflanzenöltauglicher Motoren werden gebeten,
innerhalb einer Einspruchsfrist den Qualitätsstandard zu ratifizieren.

6 Ergebnisse
6 Ergebnisse 71
Nachdem weitere Anregungen und Anmerkungen zur Standardisierung von Rapsöl
als Kraftstoff in einer Arbeitskreissitzung gesammelt werden konnten, wurde der
Handlungsbedarf für das Untersuchungsvorhaben festgelegt. Im Folgenden sind
nun die Ergebnisse der Laboranalysen der verschiedenen Rapsölkraftstoffe dargestellt.
Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Kennwerten werden anhand
von Grafiken diskutiert. Die Arbeiten zur Anpassung und Entwicklung neuer Prüfverfahren
und Schnelltests werden vorgestellt. Abschließend werden Hinweise zur
Probenahme und Probenlagerung von Rapsölkraftstoff gegeben.
Der am 23.05.2000 verabschiedete „Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff“ ist
in Abbildung 3, S. 73, dargestellt.
6.1 Handlungsbedarf als Ergebnis der 5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises
„Dezentrale Pflanzenölgewinnung“
Am 02.03.1999 fand die 5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“
zum Thema Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff in Freising-Weihenstephan
statt. Zu der Veranstaltung wurde ein ausführliches Protokoll
erstellt, in dem der Handlungsbedarf für das weitere Vorgehen zusammengefasst
ist. Allen Teilnehmern der Arbeitskreissitzung sowie anderen Interessierten wurde
das Protokoll als Diskussionsgrundlage zugeschickt und für die Öffentlichkeit im
Internet publiziert. Das Protokoll ist im Anhang 4 beigefügt. Die Anmerkungen und
Anregungen aus dem Arbeitskreis wurden im Arbeitsprogramm des Untersuchungsvorhabens
so weit wie möglich berücksichtigt.
Die Arbeitskreissitzung führte zu einer Aktualisierung des „Vorläufigen Qualitätsstandards
für Rapsöl als Kraftstoff“. Diese aktualisierte Fassung wurde im Internet
sowie auf Tagungen [54] [62] [63] publiziert und ist im Anhang 2 aufgeführt.
Im Folgenden werden nun der Qualitätsstandard und die einzelnen Analysenwerte
verschiedener Rapsölproben dargestellt.

72 6 Ergebnisse
6.2 Kennwerte und Grenzwerte für Rapsölkraftstoff
Die Kennwerte und Prüfverfahren wurden aus einer Vielzahl von Kennwerten, beschrieben
in Kapitel 4.5, S. 40, nach folgenden Kriterien ausgewählt:
� Aussagekraft des Kennwerts für Rapsöl als Kraftstoff
� Vergleichbarkeit des Kennwerts mit anderen Kraftstoffen
� Anwendbarkeit der zur Verfügung stehenden Prüfverfahren für Rapsöl
Die Auswahl der Prüfverfahren erfolgte nach den Kriterien
� Eignung für Rapsöl
� Vergleichbarkeit mit Dieselkraftstoff und FAME
� hohes Auflösevermögen bei der Analyse
� Verbreitung des Prüfverfahrens
Die Festlegung der Grenzwerte erfolgte nach den Kriterien:
� sicherer motorischer Betrieb
� Abgrenzung von Rapsöl zu anderen Pflanzenölen, Altfetten und Mischungen
von Rapsöl mit anderen Flüssigkeiten
� Grenzen der Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit des Prüfverfahrens
Sowohl die Kennwerte als auch die dazugehörigen Grenzwerte wurden in den Arbeitskreissitzungen
diskutiert. Die Diskussionsbeiträge, und somit der Hergang der
Einigung auf Kennwerte und Grenzwerte, sind in den Protokollen im Anhang
nachzuvollziehen.
Die Ergebnisse aus den Arbeitskreissitzungen und der Begleitforschung wurden
im „Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)“ zusammengefasst.
Der Standard wurde am 23.05.2000 in Straubing verabschiedet und
im Internet publiziert und veröffentlicht [55]. Darüber hinaus wurde inzwischen in
verschiedenen Medien, zum Beispiel MTZ [7] und VDI-Nachrichten [52], über den
Qualitätsstandard berichtet. Abbildung 3 zeigt den „Qualitätsstandard für Rapsöl
als Kraftstoff“ vom 23.05.2000.

LTV-Arbeitskreis Dezentrale
Pflanzenölgewinnung, Weihenstephan
Qualitätsstandard für Rapsöl als
Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)
05/2000
6 Ergebnisse 73
in Zusammenarbeit
mit:
Eigenschaften / Inhaltsstoffe Einheiten Grenzwerte Prüfverfahren
min. max.
für Rapsöl charakteristische Eigenschaften
Dichte (15 °C) kg/m³ 900 930
DIN EN ISO 3675
DIN EN ISO 12185
Flammpunkt nach P.-M. °C 220 DIN EN 22719
Heizwert kJ/kg 35000 DIN 51900-3
Kinematische Viskosität (40 °C) mm²/s 38 DIN EN ISO 3104
Kälteverhalten
Zündwilligkeit (Cetanzahl)
Rotationsviskosimetrie
(Prüfbedingungen
werden erarbeitet)
Prüfverfahren
wird evaluiert
Koksrückstand Masse-% 0,40 DIN EN ISO 10370
Iodzahl g/100 g 100 120 DIN 53241-1
Schwefelgehalt mg/kg 20 ASTM D5453-93
variable Eigenschaften
Gesamtverschmutzung mg/kg 25 DIN EN 12662
Neutralisationszahl mg KOH/g 2,0 DIN EN ISO 660
Oxidationsstabilität (110 °C) h 5,0 ISO 6886
Phosphorgehalt mg/kg 15 ASTM D3231-99
Aschegehalt Masse-% 0,01 DIN EN ISO 6245
Wassergehalt Masse-% 0,075 pr EN ISO 12937
Abbildung 3: Der Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff

74 6 Ergebnisse
Die festgelegten Kennwerte lassen sich untergliedern in Kennwerte, die für Rapsöl
„charakteristisch“ sind und Kennwerte, die für Rapsöl „variabel“ sind. Charakteristische
Kennwerte von Rapsöl sind naturgegeben und deshalb einer nur geringen
Schwankung unterworfen. Variable Kennwerte werden zum Beispiel von Anbau,
Ernte und Lagerung der Saat, von der Ölgewinnung und Lagerung und Transport
des Öles beeinflusst und unterliegen größeren Schwankungen.
Die zu den einzelnen Kennwerten dargestellten Analysenwerte stammen von Öl-
proben, die den in Kapitel 5.2, S. 57 beschriebenen Gruppen I-VII zuzuordnen
sind: Praxis-Rapsölproben (Gruppe I), Rapsölproben aus der Ölgewinnungsanlage
der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik (Gruppe II), Rapsölproben von
Ölsaaten aus Anbauversuchen der Bayerischen Landesanstalt für Bodenkultur
und Pflanzenbau (Gruppe III), Rapsölvollraffinat (Gruppe IV), erucasäurehaltiges
Rapsöl (Gruppe V) und Rapsölproben mit Verunreinigungen in definierter Beimi-
schung (Gruppe VII). Die Kennwerte von Rapsölproben der Gruppe III zeigen
hauptsächlich den Einfluss der Rapssaat auf die Ölqualität.
Zusätzlich sind zu einigen Kenngrößen Analysedaten von Rapsölproben aus dem
unter Kapitel 5.2 genannten Ringversuch aufgeführt. Die Daten aus dem Ringversuch
beziehen sich auf Rapsöle, die in 23 Ölgewinnungsanlagen hergestellt wurden
und aus einer einheitlichen Charge Rapssaat stammen. Die Streuung der
Rapsölkennwerte dieser Ölproben spiegelt hauptsächlich den Einfluss der Ölgewinnungsanlage
auf die Rapsölqualität wider.
In den Darstellungen sind die Grenzwerte für die einzelnen Kennwerte, gemäß
dem am 23.05.2000 verabschiedeten „Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff“,
eingezeichnet. Die Herkunft der Rapsölproben ist durch Buchstaben gekennzeichnet.
Die Blockheizkraftwerke A, B und D werden von den Ölmühlen A, B und D
beliefert. Bei der Rapsölprobe R handelt es sich um Rapsölvollraffinat. Mit * gekennzeichnete
Rapsölproben sind hochölsäurehaltig, mit ** gekennzeichnete Proben
sind erucasäurehaltig.

6 Ergebnisse 75
Folgende Kennwerte, Prüfverfahren und Grenzwerte wurden für die Standardisierung
von Rapsöl als Kraftstoff ausgewählt:

76 6 Ergebnisse
6.2.1 Dichte (15 °C)
Grenzwerte: min.: 900,0 kg/m³ max.: 930,0 kg/m³
Prüfverfahren: DIN EN ISO 3675 [18] und DIN EN ISO 12185 [22]
Bei den genannten Prüfverfahren handelt es sich um das Aräometerverfahren und
um das U-Rohr-Oszillationsverfahren. Beim Aräometerverfahren liegt die Wiederholbarkeit
bei 0,5 kg/m³ und die Vergleichbarkeit bei 1,2 kg/m³. Die gewählten
Prüfverfahren stimmen mit den Prüfverfahren der Norm für Dieselkraftstoff und der
geplanten FAME-Norm überein.
Die Dichte ist eine für Rapsöl typische Eigenschaft und dient vor allem dazu,
Rapsöl zu charakterisieren und zu identifizieren. Über die Dichte können Vermischungen
zum Beispiel mit anderen Pflanzenölen aber auch mit anderen Kraftstoffen
aufgedeckt werden. Die Dichte ist eine wichtige physikalische Größe für den
Umschlag und den Handel mit Rapsölkraftstoff.
Abbildung 4 zeigt die Dichte für Rapsölkraftstoffe von Proben aus Ölmühlen und
Proben, die bei rapsölbetriebenen Blockheizkraftwerken entnommen wurden. Die
Grenzwerte werden von allen Proben sehr gut eingehalten. Die mit * gekennzeichnete
hochölsäurehaltige Rapsölprobe zeigt keine Abweichung in der Dichte. Bei
der mit ** gekennzeichneten erucasäurehaltigen Rapsölprobe ist in einem Fall die
Dichte geringfügig niedriger als der Durchschnitt der untersuchten Proben.
Die Änderung der Dichte von Rapsöl bei Zumischung verschiedener Kraftstoffe ist
in Abbildung 5 dargestellt. Eine Zumischung von Dieselkraftstoff zu Rapsöl wird
durch Unterschreiten des Minimum-Grenzwerts für die Dichte, ab einem Massenanteil
von etwa 20 % erkennbar, bei Ottokraftstoff ab etwa 15 % und bei Rapsölmethylester
erst ab 55 %. Eine Verunreinigung durch Wasser macht sich ab
13 Masse-% Zumischung zu Rapsöl durch Überschreiten des Grenzwerts von
930 kg/m³ bemerkbar. Ab ca. 0,3 Masse-% ist jedoch Wasser in Rapsöl bereits als
freies Wasser sichtbar.

Dichte (15 °C)
960
kg/m³ 950
940
930
920
910
900
890
880
~
x = 920,0
x - = 919,9
s = 1,3
6 Ergebnisse 77
max.
Grenzwert
870
A A* B D** R B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 4: Dichte (15 °C) (DIN EN ISO 3675) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
Dichte (15 °C)
960
kg/m³
930
900
870
840
810
780
750
Benzin
Diesel
RME
0 10 20 30 40 50 60 70 Masse-% 80 90 100
Beimischung zu Rapsöl
min.
max.
Grenzwert
min.
Abbildung 5: Änderung der Dichte (15 °C) (DIN EN ISO 12185) von Rapsöl durch
Zumischung von anderen Kraftstoffen

78 6 Ergebnisse
6.2.2 Flammpunkt nach Pensky-Martens
Grenzwert: min.: 220 °C
Prüfverfahren: DIN EN ISO 22719 [23]
Bei der Prüfung des Flammpunkts wird mit einer konstanten geringen Heizrate
unter Rühren die Probe in einem geschlossenen Tiegel aufgeheizt. Eine kleine
Flamme wird durch eine Öffnung in festgelegten Temperaturintervallen bei unterbrochenem
Rührvorgang eingebracht. Zwischen den Zündversuchen bleibt der
Deckel des Tiegels geschlossen. Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur,
korrigiert auf einen Luftdruck von 101,3 kPa, bei der sich unter Einwirkung der
Zündflamme das Gemisch aus Dampf und Luft über der Probe entzündet. Die
Wiederholbarkeit liegt für den Bereich des Flammpunkts von Rapsöl bei 6 °K, die
Vergleichbarkeit bei 8,5 °K. Das Prüfverfahren ist sowohl in der Norm für Dieselkraftstoff
als auch in der geplanten FAME-Norm vorgeschrieben.
Der Flammpunkt ist für Rapsöl eine charakteristische Eigenschaft und dient vor
allem dazu, Vermischungen zum Beispiel mit anderen Kraftstoffen zu erkennen.
Der Flammpunkt lässt außerdem Rückschlüsse zu, welche Sicherheitsvorschriften
bei Transport und Lagerung berücksichtigt werden müssen. Nach der Verordnung
über brennbare Flüssigkeiten (VbF) [5], wird Rapsöl nicht in eine Gefahrenklasse
eingestuft. In der Literatur häufig genannte Messwerte für den Flammpunkt von
Rapsöl > 300 °C wurden mit einem Prüfverfahren „im offenen Tiegel“ bestimmt.
Abbildung 6 zeigt Messwerte für den Flammpunkt verschiedener Rapsöle. Der
Grenzwert von mindestens 220 °C wird von den untersuchten Proben sehr gut
eingehalten. Abbildung 7 zeigt deutlich, dass sich über den Kennwert Flammpunkt
Vermischungen von Rapsöl mit Dieselkraftstoff oder Ottokraftstoff bereits ab Anteilen
von 0,5 Masse-% durch Unterschreiten des Grenzwerts erkennen lassen. Die
Beimischung von RME zu Rapsöl lässt sich über den Flammpunkt weniger gut
erkennen. Die in Kapitel 5.2.3 beschriebene Zumischung von Wasser, führte erwartungsgemäß
zu keiner Veränderung des Flammpunkts.

Flammpunkt
6 Ergebnisse 79
260
255 °C
250
245
240
235
230
~
x = 228,5
x - = 231,4
s = 8,2
225
Grenzwert
220
215
210
205
200
min.
A A* B C D D** E F R B D** D
Herkunft Ölmühle Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 6: Flammpunkt nach P.-.M. (DIN EN 22719) im geschlossenen Tiegel
von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft
Flammpunkt
260
°C 240
Grenzwert
220
200
180
160
min.
140
Benzin
120
Diesel
100
80
60
40
20
RME
0
< - 20°C
-20
0 10 20 30 40 50 60 70 Masse-% 80 90 100
Beimischung zu Rapsöl
Abbildung 7: Änderung des Flammpunkts (DIN EN 22719) von Rapsöl durch Zumischung
von anderen Kraftstoffen

80 6 Ergebnisse
6.2.3 Heizwert
Grenzwert: min.: 35000 kJ/kg
Prüfverfahren: DIN 51900-3 [36]
Die Messung des Heizwerts erfolgt im Bombenkaloriemeter. In der DIN 51900-1
[35] ist für die Bestimmung des oberen Heizwerts (Brennwert), aus der der untere
Heizwert berechnet wird, für flüssige Brennstoffe eine Wiederholbarkeit von
140 kJ/kg und eine Vergleichbarkeit von 400 kJ/kg angegeben.
Der Heizwert ist für Rapsöl eine charakteristische Eigenschaft und unterliegt bestimmten
natürlichen Schwankungen. Der (untere) Heizwert von Rapsöl beschreibt
die Wärmeenergie, die bei der vollständigen Verbrennung von Rapsöl freigesetzt
werden kann, ohne Berücksichtigung der Kondensationsenergie des bei der
Verbrennung entstehenden Wasserdampfs. Der Heizwert dient hauptsächlich als
beschreibende physikalische Größe für den Energiegehalt. In gewissem Rahmen
können Vermischungen zum Beispiel mit anderen Kraftstoffen über den Heizwert
aufgedeckt werden.
Abbildung 8 zeigt den Heizwert von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft.
Der Median der 15 untersuchten Proben liegt mit 38200 kJ/kg deutlich über dem
Grenzwert von 35000 kJ/kg. Wassergehalte in Massenkonzentrationen, in denen
das Wasser nicht als freies Wasser (bis ca. 0,3 Masse-% Wasser) vorliegt, führten
bei den Mischungsproben zu einer unwesentlichen Verringerung des Heizwerts
um ca. 500 kJ/kg.

Heizwert
6 Ergebnisse 81
42000
41000 kJ/kg
40000
39000
38000
37000
~
x = 38200
x - = 38701
s = 1263
36000
Grenzwert
35000
34000
33000
32000
31000
30000
min.
A A* B D** R B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 8: Heizwert (DIN 51900-3) von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft
6.2.4 Kinematische Viskosität (40 °C)
Grenzwert: max.: 38 mm²/s
Prüfverfahren: DIN EN ISO 3104 [17]
Die kinematische Viskosität ist definiert als Fließwiderstand einer Flüssigkeit unter
Einwirkung der Schwerkraft. Die Bestimmung der kinematischen Viskosität erfolgt
durch Messung der Durchflusszeit eines bestimmten Flüssigkeitsvolumens durch
die Glaskapillare eines kalibrierten Viskosimeters bei einer bestimmten Temperatur,
unter Einfluss der Schwerkraft. Die Bestimmbarkeit liegt, berechnet für den
Grenzwert von 38 mm²/s, bei 0,076 mm²/s (0,20 %) und die Wiederholbarkeit bei
0,0418 mm²/s (0,11 %). Das genannte Prüfverfahren wird in der Norm für Dieselkraftstoff
und nach derzeitigem Stand in der FAME-Norm vorgeschrieben.
Die kinematische Viskosität ist eine für Rapsöl charakteristische Eigenschaft und
wird durch die Zusammensetzung der Fettsäuren bestimmt. Sie ist stark temperatur-
und druckabhängig. Die im Vergleich zu Dieselkraftstoff etwa um den Faktor
10 höhere Viskosität von Rapsöl wird bei pflanzenöltauglichen Motoren durch direkte
oder indirekte Erwärmung des Rapsölkraftstoffs gesenkt.

82 6 Ergebnisse
Die kinematische Viskosität unterscheidet sich von der dynamischen Viskosität,
die zur Beschreibung des Kälteverhaltens herangezogen wird. Die dynamische
Viskosität ist das Produkt aus kinematischer Viskosität und Dichte der Flüssigkeit.
Die Viskosität von Rapsöl kann sich als Folge von Oxidations- und Polymerisationsvorgängen,
zum Beispiel während der Lagerung, verändern.
Bei der thermischen Polymerisierung, bei Temperaturen über 250 °C, dimerisieren
(intermolekular) oder zyklisieren Fettsäuren (intramolekular). Oxidative Polymerisierung
tritt auf, wenn Rapsöl unter Luftkontakt (Sauerstoff) hohen Temperaturen
ausgesetzt ist. Dabei kommt es zu einer Viskositätserhöhung und intensiveren
Färbung des Öls. Diese Vorgänge sind zum Beispiel beim Gebrauch von Rapsöl
als Frittieröl zu beobachten. Bei der oxidativen Polymerisierung werden einzelne
Fettsäuremoleküle über Sauerstoffbrücken intra- oder intermolekular miteinander
verknüpft. Danach kann es unter Abspaltung des Sauerstoffs zu Zyklisierung, Dimerisierung
und Polymerisierung kommen [11].
Abbildung 9 zeigt die kinematische Viskosität von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft. Eine Probe eines erucasäurereichen Rapsöls, gekennzeichnet
mit **, weist im Vergleich zu den anderen Ölproben eine deutlich höhere Viskosität
auf. Der Grenzwert wird jedoch von allen untersuchten Proben eingehalten. Rapsöle
unterschiedlicher Raffinationsstufen unterscheiden sich nicht in der Viskosität,
wie bereits in Kapitel 4.1 erwähnt wurde. Abbildung 1, S. 30 zeigt nahezu deckungsgleiche
Kurvenverläufe für die Viskosität von kaltgepresstem Rapsöl,
Rapsöl superdegummed (entschleimt) und Rapsöl vollraffiniert bei unterschiedlichen
Temperaturen. In Abbildung 10 ist dargestellt, wie sich die kinematische Viskosität
von Rapsöl durch Zumischung von anderen Kraftstoffen ändert. Es ist zu
erkennen, dass bereits die Zumischung von 10 Masse-% Dieselkraftstoff die kinematische
Viskosität von Rapsöl um mehr als 25 % senkt. Die Zumischung von
Diesel zu Rapsölkraftstoff wird von einigen Herstellern und Umrüstern pflanzenöltauglicher
Motoren zur Verbesserung des Kaltstartverhaltens im Winter empfohlen.

kin. Viskosität (40 °C)
40,00
mm²/s 39,00
38,00
37,00
36,00
35,00
34,00
33,00
32,00
31,00
30,00
~
x = 34,94
x - = 35,09
s = 0,91
A A* B
Herkunft Ölmühle
D**
6 Ergebnisse 83
R
B D** D
Herkunft BHKW
Grenzwert
max.
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 9: Kinematische Viskosität (40 °C) (DIN EN ISO 3104) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft
kin. Viskosität (40 °C)
40,00
mm²/s 35,00
30,00
25,00
20,00
15,00
10,00
5,00
Benzin
Diesel
RME
0,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Beimischung zu Rapsöl
Grenzwert
max.
Abbildung 10: Änderung der kinematischen Viskosität (40 °C) (DIN EN ISO 3104)
von Rapsöl durch Zumischung von anderen Kraftstoffen

84 6 Ergebnisse
6.2.5 Kälteverhalten
Die Prüfbedingungen und ein Grenzwert sind noch nicht festgelegt. Der Stand der
Arbeiten zur Beschreibung des Kälteverhaltens durch Rotationsviskosimetrie ist in
Kapitel 6.5.1, S. 129 dargestellt.
6.2.6 Zündwilligkeit (Cetanzahl)
Die Cetanzahl beschreibt die Zündwilligkeit, also die Eigenschaft des Kraftstoffs,
eine Selbstzündung einzuleiten. Zur Bestimmung der Cetanzahl von Rapsöl muss
ein auf den Rapsölkraftstoff angepasster Prüfmotor eingesetzt werden, der jedoch
nicht zur Verfügung steht. Bisher ermittelte Cetanzahlen für Rapsölkraftstoff im
Bereich von 39 [58] sind mit der von Dieselkraftstoff nicht vergleichbar. Ein alternatives
Prüfverfahren zur Messung der Cetanzahl wird in Kapitel 6.5.2, S. 133 vorgestellt.
Dieses Prüfverfahren muss jedoch auf seine Eignung und Anwendbarkeit
für Rapsölkraftstoff sowie die Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit Dieselkraftstoff
überprüft werden.
6.2.7 Koksrückstand
Grenzwert: max.: 0,40 Masse-%
Prüfverfahren: DIN EN ISO 10370 [21]
Bei dem Mikroverfahren zur Bestimmung des Koksrückstandes wird eine Ölprobe
in einem Glasbecher unter einem Inertgasstrom (Stickstoff) unter festgelegten Bedingungen
und bestimmter Zeit auf 500 °C erhitzt. Flüchtige Bestandteile, die sich
bei der Verschwelung bilden, werden durch den Stickstoffstrom entfernt. Der zurückbleibende
koksartige Rückstand wird ausgewogen. Das Prüfverfahren ist anwendbar
für Koksrückstandsmengen von 0,10 % bis 30 % Massenanteil, als
Rückstand der Verdampfung beziehungsweise der Pyrolyse der Probe. Bei Proben
mit einer Koksrückstandsmenge von mehr als 10 % liefert dieses Prüfverfahren
gleiche Ergebnisse wie das Conradson-Verfahren (ISO 6615). Aschebildende
Bestandteile sind im Prüfergebnis mit enthalten.

6 Ergebnisse 85
Das Prüfverfahren ist auch in der Norm für Dieselkraftstoff und in der geplanten
FAME-Norm vorgeschrieben. Die Wiederholbarkeit liegt für den Grenzwert von
0,4 Masse-% bei 0,04 Masse-%, die Vergleichbarkeit bei 0,13 Masse-%.
Der Koksrückstand von Rapsölkraftstoff wird zu den charakteristischen Eigenschaften
gezählt. Der Koksrückstand beschreibt die Tendenz eines Kraftstoffs, bei
der Verbrennung kohlenstoffhaltige Ablagerungen zu bilden. Organische Nitrate im
Kraftstoff können zu besonders hohen Koksrückständen führen.
Abbildung 11 zeigt den Koksrückstand von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft.
Der Grenzwert für Rapsölkraftstoff wird von allen Proben eingehalten. Der
Median der untersuchten Proben liegt bei 0,31 Masse-%. Bei den Ölproben aus
dem Ringversuch, dargestellt in Abbildung 12, zeigt sich, dass der Einfluss von der
Ölgewinnungsanlage auf den Koksrückstand gering ist. Die Analysenwerte variieren
mit einer Standardabweichung von 0,03 um den Mittelwert von 0,33 Masse-%.
Die hergestellten Mischungen von Rapsöl mit bis zu 10 % anderen Kraftstoffen
zeigen keine Abweichungen beim Koksrückstand, die über das Intervall der Wiederholbarkeit
hinausgehen.
1,00
Masse-% 0,90
Koksrückstand
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
~
x = 0,31
x - = 0,28
s = 0,06
A
A*B C DD** E F R A B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Grenzwert
max.
Abbildung 11: Koksrückstand (DIN EN ISO 10370) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

86 6 Ergebnisse
1,00
Masse-% 0,90
0,80
0,70
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
Koksrückstand
~
x = 0,34
x - = 0,33
s = 0,03
Hersteller A Typ 1
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 3
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 6
Hersteller B
Ölgewinnungsanlage
Hersteller C Typ 1
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller D
Hersteller E
Hersteller E
Hersteller F
Grenzwert
max.
Abbildung 12: Koksrückstand (DIN EN ISO 10370) von Rapsölproben aus dem
Ringversuch mit einer Charge Rapssaat
6.2.8 Iodzahl
Grenzwert: min.: 100 g/100 g
max.: 120 g/100 g
Prüfverfahren: DIN 53241-1 [37]
Bei dem Prüfverfahren handelt es sich um das Verfahren zur Bestimmung der Iodzahl
mit Wijs-Lösung. Die Iodzahl gibt darüber Aufschluss, welche Menge Halogen,
ausgedrückt in g Iod, an der Probe angelagert wird. Die Iodzahlbestimmung
erfolgt durch Titration mit der Wijs-lösung. Die Wiederholbarkeit beträgt
2 g Iod/100 g und die Vergleichbarkeit 5 g Iod/100 g.
Die Iodzahl ist eine für Rapsöl charakteristische Eigenschaft und beschreibt die
durchschnittliche Anzahl Doppelbindungen der Fettsäuremoleküle. Eine hohe Anzahl
Doppelbindungen verringert die Oxidationsstabilität. Die Iodzahl dient dazu,
Vermischungen von Rapsöl mit anderen Pflanzenölen und Fetten auszuschließen.

6 Ergebnisse 87
Abbildung 13 zeigt die Iodzahl von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft. Der
maximale Grenzwert wird von zwei Proben überschritten. Eine der Proben ist erucasäurehaltiges
Rapsöl, in der Abbildung mit ** gekennzeichnet. Der Median der
Iodzahl liegt bei 115 g/100 g. BOCKISCH 1993 [11] nennt für die Iodzahl nach Wijs
von erucasäurearmem Rapsöl einen Bereich von 110 bis 126 und für erucasäurereiches
Rapsöl einen Bereich von 94 bis 120 g/100 g. Von den Rapsölproben der
Gruppe III, dargestellt in Abbildung 14, überschreiten drei den maximalen Grenz-
wert für die Iodzahl und einmal wird der minimale Grenzwert der Iodzahl unterschritten.
Der Median der Rapsölproben dieser Versuchsreihe liegt bei
115 g/100 g. Eine Gegenüberstellung der Fettsäuremuster ausgewählter Ölproben
zeigt Abbildung 15. Dargestellt sind die Fettsäuremuster der Rapsölproben Wotan
98, Express 99 und der hochölsäurehaltigen Rapsprobe „Hyola 250 kg N“ der
Abbildung 14 sowie das Fettsäuremuster der erucasäurehaltigen Rapsölprobe
„Herkunft Ölmühle D**“ in Abbildung 13. Eindeutige Zusammenhänge zwischen
den analysierten Fettsäuremustern und der gemessenen Iodzahl sind nicht erkennbar.
150
g/100 145g
140
135
130
125
120
115
110
105
100
95
90
Iodzahl
~
x = 115,0
x - = 115,5
s = 1,6
A
B C D D** E F R B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
max.
Grenzwert
min.
Abbildung 13: Iodzahl (DIN 53241-1) von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft

88 6 Ergebnisse
150
g/100 145g
140
135
130
125
120
115
110
105
100
95
90
Iodzahl
~
x = 115,0
x - = 113,9
s = 7,0
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express m.B.
Artus m.B.
Zenith m.B.
Rapsölproben
Pronto m.B.
Artus 60 K.
Rapid 60 K.
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 250 kg N
max.
Grenzwert
min.
Abbildung 14: Einfluss von Sorte und Anbau auf die Iodzahl (DIN 53241-1) von
Rapsöl
Anteil
70
60 %
50
40
30
20
15
10
5
0
C14:0
C16:0
C16:1
C18:0
C18:1
C18:2
C18:3
Fettsäuren
C20:0
C20:1
Wotan 1998
Express 1999
erucasäurehaltig
hochölsäurehaltig
C22:0
C22:1
Abbildung 15: Fettsäuremuster (DGF C-VI 10a (81)) ausgewählter Rapsölproben

6.2.9 Schwefelgehalt
Grenzwert: max.: 20 mg/kg
Prüfverfahren: ASTM D5453-93 [2]
6 Ergebnisse 89
Die Messung des Schwefelgehalts nach oben genannter Norm folgt dem Prinzip
der Fluoreszenzspektroskopie. Der Messbereich der Methode liegt zwischen
1,0 mg/kg und 8000 mg/kg Schwefel. Die Wiederholbarkeit beträgt für einen
Schwefelgehalt von 20 mg/kg 1,2 mg/kg und die Vergleichbarkeit 3,5 mg/kg.
Der Schwefelgehalt ist eine für Rapsöl charakteristische Eigenschaft und hat aus
Umweltgesichtspunkten (Emissionen) und in seiner Wirkung als Katalysatorgift
besondere Bedeutung. Der natürlicherweise geringe Schwefelgehalt in Rapsölkraftstoff
ist als Vorteil gegenüber Dieselkraftstoff zu werten. Der noch im vorläufigen
Qualitätsstandard für Rapsöl vom 02.03.1999 angesetzte Grenzwert von maximal
10 mg/kg wird auf 20 mg/kg nach oben korrigiert. Es wird vermutet, dass
zukünftig, durch den Rückgang des Schwefeleintrags in den Boden durch sauren
Regen, beim Rapsanbau vermehrt Schwefel gedüngt werden muss. So kann nicht
ausgeschlossen werden, dass durch verstärkte Schwefeldüngung der Schwefelgehalt
im Rapsöl geringfügig ansteigt und ein Grenzwert von 10 mg/kg nicht mehr
eingehalten werden kann. Der Schwefelgehalt im Rapsölkraftstoff muss weiter beobachtet
werden.
Abbildung 16 zeigt den Schwefelgehalt von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft.
Der Grenzwert wird von allen Proben eingehalten. Der Median liegt bei
3,0 mg/kg. Bei den Sorten Star und Hyola in Abbildung 17 zeigt sich tendenziell,
dass mit zunehmender Stickstoffdüngung der Schwefelgehalt im Rapsöl zunimmt.
Die Schwefelgehalte in den Rapsölproben liegen jedoch weit unter dem Grenzwert;
der Median beträgt 5,0 mg/kg.

90 6 Ergebnisse
Schwefelgehalt
30
mg/kg
25
20
15
10
5
~
x = 3,0
x - = 4,0
s = 2,4
Grenzwert
max.
0
A B C DD**
E F G H K L R A B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 16: Schwefelgehalt (ASTM D5453-93) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
mg/kg 25
Schwefelgehalt
30
20
15
10
5
0
~
x = 5,0
x - = 4,9
s = 1,1
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express o.B.
Express m.B.
Artus o.B.
Artus m.B.
Zenith o.B.
Zenith m.B.
Pronto o.B.
Pronto m.B.
Rapid o.B.
Artus 60 K.
Artus 100 K.
Rapid 60 K.
Rapsölproben
Rapid 100 K.
Star 50 kg N
Star 100 kg N
Star 150 kg N
Star 200 kg N
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 150 kg N
Hyola 200 kg N
Hyola 250 kg N
Grenzwert
max.
Abbildung 17: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Schwefelgehalt (ASTM
D5453-93) von Rapsöl

6.2.10 Gesamtverschmutzung
Grenzwert: max.: 25 mg/kg
Prüfverfahren: DIN EN 12662 [28]
6 Ergebnisse 91
Beim Prüfverfahren DIN EN 12662 wird zur Bestimmung der Gesamtverschmutzung
(Verschmutzung) ein Probenteil über ein Membranfilter mit einer mittleren
Porenweite von 0,8 µm filtriert. Filter und Filterrückstand werden mit einem Lösungsmittel
gewaschen, getrocknet und gewogen. Die Massendifferenz entspricht
der Gesamtverschmutzung. Der Unterschied zwischen zwei Ergebnissen von
demselben Beobachter würden auf Dauer nur in einem von zwanzig Fällen 10 %
(relativ) des Mittelwerts überschreiten, bei unabhängigen Ergebnissen in einem
von zwanzig Fällen 30 % (relativ) des Mittelwertes überschreiten. Das Prüfverfahren
findet auch in der Diesel- und der geplanten FAME-Norm Anwendung.
Die Gesamtverschmutzung von Rapsölkraftstoff ist eine variable Eigenschaft und
starken Schwankungen unterworfen. Der Hauptanteil der Gesamtverschmutzung
stammt aus Rapskornbestandteilen, die bei der Pressung in das Öl gelangen und
durch das Reinigungsverfahren nicht abgetrennt wurden. Die Gesamtverschmutzung
stellt ein sehr wichtiges Qualitätskriterium für die Nutzung von Kraftstoffen
dar. Der Grenzwert lehnt sich an die Vorgaben aus der Norm für Dieselkraftstoff
und der geplanten FAME-Norm an.
Abbildung 18 zeigt die Gesamtverschmutzung von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft. Der Grenzwert wird von vielen Proben überschritten. Frühere Untersuchungen
zeigen aber, dass der Grenzwert durchaus eingehalten werden kann.
Bei der Lagerung von Kraftstoff sedimentieren die Feststoffpartikel, so dass Oberschichtproben
häufig eine geringere Gesamtverschmutzung aufweisen als zum
Beispiel Allschichtenproben (siehe auch Kapitel 6.7). Beim Ölgewinnungsverfahren
in dezentralen Anlagen ist die Ölreinigung zu optimieren. Sicherheitsfilter mit
definierter Porenweite können zur Qualitätssicherung beitragen.

92 6 Ergebnisse
350
mg/kg 325
300
275
250
225
200
175
150
125
100
75
~
x = 48,0
x - = 73,9
s = 72,6
50
Grenzwert
25
max.
0
A BD** GHK LR
A B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 18: Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
Gesamtverschmutzung
6.2.11 Neutralisationszahl
Grenzwert: max.: 2,0 mg KOH/g
Prüfverfahren: DIN EN ISO 660 [16]
Die Neutralisationszahl oder Säurezahl gibt die Menge an Kaliumhydroxid an, die
zur Neutralisierung der in 1 g Probe vorkommenden freien Fettsäuren erforderlich
ist. Zur Bestimmung der Neutralisationszahl wird die Ölprobe in einem Lösungsmittel
gelöst und mit einer Lösung von Natrium- oder Kaliumhydroxid unter Verwendung
eines Indikators titriert. Die Wiederholbarkeit wird mit 3 % angegeben,
die Vergleichbarkeit mit 15 %. Der Kennwert Säurezahl und das oben genannte
Prüfverfahren sollen auch in die FAME-Norm aufgenommen werden.
Die Neutralisationszahl von Rapsölkraftstoff ist eine variable Eigenschaft. Sie wird
beeinflusst zum Beispiel durch die Lagerbedingungen der Saat und des Öls. Die
Neutralisationszahl ist ein Maß für den Anteil freier Fettsäuren im Öl und lässt
Rückschlüsse auf den Fortgang der Ölalterung, zum Beispiel durch hydrolytische
Spaltung, zu.

6 Ergebnisse 93
Hydrolytische Spaltung setzt bei Vorhandensein von Mikroorganismen oder Enzymen
und Wasser ein und kann bereits in der Ölsaat auftreten. Kurzkettige Fettsäuren
werden leichter abgespalten als langkettige Fettsäuren.
Abbildung 19 zeigt die Neutralisationszahl von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft. Wie der Median von 0,96 mg KOH/g zeigt, ist der Grenzwert von
2,0 mg KOH/g gut einzuhalten. Auffällig sind die hohen Werte für die Neutralisationszahl
bei den Rapsölproben aus den Ölmühlen G und D. Die erucasäurehaltige
Ölprobe D** weist von den untersuchten Proben die höchste, das Rapsölvollraffinat
R die niedrigste Neutralisationszahl auf. Beide Rapsölproben aus dem Blockheizkraftwerk
D überschreiten den Grenzwert. Diese Proben wurden aus dem beheizten
Tagestank des Blockheizkraftwerks entnommen und waren vermutlich
durch die hohen Lagertemperaturen einer beschleunigten Alterung unterworfen
oder der Rapsölkraftstoff wies bereits ab Ölmühle D eine erhöhte Neutralisationszahl
auf. Von Interesse sind in diesem Zusammenhang auch die Werte für die Oxidationsstabilität
dieser beiden Ölproben, dargestellt in Abbildung 34, S. 108.
5,50
mg KOH/g 5,00
~
x = 0,96
x - = 1,30
4,50
4,00
3,50
3,00
s = 1,11
2,50
Grenzwert
2,00
1,50
1,00
0,50
max.
0,00
A BCDD** E F GH K L RA B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Neutralisationszahl
Abbildung 19: Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

94 6 Ergebnisse
5,50
mg KOH/g 5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
Neutralisationszahl
~
x = 0,93
-
x = 0,97
s = 0,66
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express o.B.
Express m.B.
Artus o.B.
Artus m.B.
Zenith o.B.
Zenith m.B.
Pronto o.B.
Pronto m.B.
Rapid o.B.
Artus 60 K.
Artus 100 K.
Rapid 60 K.
Rapid 100 K.
Star 50 kg N
Star 100 kg N
Star 150 kg N
Star 200 kg N
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 150 kg N
Hyola 200 kg N
Hyola 250 kg N
Rapsölproben
Grenzwert
max.
Abbildung 20: Einfluss von Sorte und Anbau auf die Neutralisationszahl (DIN EN
ISO 660) von Rapsöl
10,00
mg KOH/g 9,00
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
Neutralisationszahl
Hersteller A Typ 1
~
x = 2,88
-
x = 3,19
s = 1,02
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 3
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 6
Hersteller B
Ölgewinnungsanlage
Hersteller C Typ 1
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller D
Hersteller E
Hersteller E
Hersteller F
Grenzwert
(DIN EN
ISO 660)
max.
Abbildung 21: Neutralisationszahl (DIN 51558-1) von Rapsölproben aus dem
Ringversuch mit einer Charge Rapssaat

6 Ergebnisse 95
In Abbildung 20 ist der Einfluss von Sorte und Anbau auf den Kennwert Neutralisationszahl
dargestellt. Bei den Winterrapssorten der Behandlungsstufen mit und
ohne zusätzlichen Pflanzenschutz und Blattdüngung (m.B. und o.B.) besteht offensichtlich
die Tendenz, dass sich eine zusätzliche Blattdüngung positiv auf die
Ausreifung und damit auf den Gehalt freier Fettsäuren auswirkt. Auch die geringere
Saatdichte bei dem Anbauversuch mit den Sorten Artus und Rapid zeigt eine
günstige Wirkung auf die Neutralisationszahl. Rapsöle aus den Sommerrapssorten
Star und Hyola weisen insgesamt eine niedrigere Neutralisationszahl als die Winterrapssorten
auf.
Abbildung 21 zeigt, dass der Grenzwert von den Rapsölproben aus dem Ringversuch
nicht eingehalten wird. Es ist zu beachten, dass die Werte für die Neutralisationszahl
dieser Proben nach DIN 51558-1 [30] bestimmt worden sind und eventuell
nicht direkt mit den Analysewerten nach DIN EN ISO 660 vergleichbar sind.
Ursache für die hohen Neutralisationszahlen dieser Rapsölproben ist vermutlich,
dass das Öl bis zur Analyse als ungereinigtes Öl in die Probengefäße abgefüllt
und somit das Öl zusammen mit dem Sediment gelagert wurde. Die Bestimmung
erfolgte an einer Ölprobe entnommen aus dem Überstand. Im Sediment vorhandene
Enzyme aus den Samenbestandteilen beschleunigen die Ölalterung und erhöhen
den Anteil freier Fettsäuren im Öl.
6.2.12 Oxidationsstabilität (110 °C)
Grenzwert: 5,0 h
Prüfverfahren: ISO 6886 [41]
Das Prüfverfahren ISO 6886 dient zur Bestimmung der Oxidationsstabilität von
tierischen und pflanzlichen Fetten und Ölen. Der Kennwert Oxidationsstabilität ist
auch in der geplanten Anforderungsnorm für FAME aufgenommen. Zur Messung
der Oxidationsstabilität wird ein gereinigter Luftstrom in einem verschlossenen Gefäß
durch die Ölprobe geleitet, die auf eine bestimmte Temperatur erwärmt ist. Die
flüchtigen Zersetzungsprodukte, die durch die Oxidation freigesetzt werden, werden
zusammen mit der Luft in ein Gefäß mit entmineralisiertem oder destilliertem
Wasser überführt. Das Gefäß ist mit einer Elektrode zur Messung der Leitfähigkeit

96 6 Ergebnisse
ausgestattet. Gemessen wird das Ende der Induktionsperiode, der Moment, wenn
die Leitfähigkeit schnell ansteigt. Dieser plötzliche Anstieg wird verursacht durch
die Spaltung flüchtiger Carboxylsäuren, die durch den Oxidationsvorgang entstehen
und im Wasser adsorbiert werden. Das Messprinzip ist in Abbildung 22 dargestellt.
Für die Anwendung des Prüfverfahrens bei Rapsöl musste eine geeignete
Prüftemperatur festgelegt werden. Die Vorgehensweise ist in Kapitel 6.3.1, S. 107
beschrieben. Als Prüftemperatur wurde 110 °C gewählt.
gereinigte Luft
Reaktionsgefäß
Pflanzenöl
Heizblock
flüchtige
Zersetzungsprodukte
Leitfähigkeits-
Messzelle
entmineralisiertes
Wasser
Abbildung 22: Bestimmung der Oxidationsstabilität von Pflanzenölen - Messprinzip
nach ISO 6886
Die Oxidationsstabilität von Rapsölkraftstoff ist eine variable Eigenschaft und ist
abhängig vom Fettsäuremuster. Öle mit einem hohen Anteil ungesättigter Fettsäuren
sind sehr oxidationsanfällig. Die Dauer der Induktionsperiode und die relative
Oxidationsgeschwindigkeit verschiedener Fettsäuren zeigt Tabelle 20. Es ist zu
beachten, dass die in Tabelle 20 dargestellten Werte für die Dauer der Induktionsperiode
nicht vergleichbar sind mit Analysenwerten, die nach ISO 6886 ermittelt
wurden.

6 Ergebnisse 97
Die Oxidationsstabilität wird negativ beeinflusst zum Beispiel durch die Lagerung
der Saat und des Öls bei hohen Temperaturen, durch Lichteinwirkung auf das Öl,
durch Wasser und durch katalytisch wirkende Metalle, zum Beispiel Kupfer. Dadurch
können Oxidations- und Polymerisationsvorgänge einsetzen.
Die Autoxidation ist eine radikalische Kettenreaktion und läuft nach Ablauf der Induktionsperiode
zum Teil sehr schnell ab. Dabei entstehen Hydroperoxide, die
weiter zu Aldehyden, Ketonen und Fettsäuren reagieren. Pflanzliche Öle sind von
Natur aus vor Autoxidation durch Antioxidantien im Öl, zum Beispiel Tocopherole,
geschützt. Andere natürliche Antioxidantien wie zum Beispiel Carotinoide können
jedoch bei Lichteinwirkung prooxidativ wirken [10] [11].
Die Oxidationsstabilität ist ein Maß für die Voralterung des Rapsölkraftstoffs und
ist eine Kenngröße für eventuelle Wechselwirkungen zwischen dem Kraftstoff und
dem Motorenöl. Bei der Autoxidation entstehende Ketone und Aldehyde im Rapsöl
beeinflussen möglicherweise das Emissionsverhalten pflanzenöltauglicher Motoren.
Tabelle 20: Induktionsperiode und relative Oxidationsgeschwindigkeit von Fettsäuren
bei 25 °C nach BELITZ [10]
Fettsäure
Zahl der
Allylgruppen
Induktionsperiode
h
relative Oxidationsgeschwindigkeit
Stearinsäure C18:0 0 — 1
Ölsäure C18:1 (9) 1 82 100
Linolsäure C18:2 (9, 12) 2 19 1200
Linolensäure C18:3 (9, 12, 15) 3 1,34 2500
Abbildung 23 zeigt die Oxidationsstabilität bei 110 °C von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft. Der Grenzwert von 5 h wird sehr gut eingehalten wie der
Median mit 6,94 h bestätigt. Lediglich die zwei Rapsölproben D und D**, Herkunft
BHKW, weisen eine sehr geringe Oxidationsstabilität auf. Wie bereits in Kapitel
6.2.11 erwähnt, stammen diese Proben aus einem beheizten Kraftstofftank. Die
hohen Lagertemperaturen haben vermutlich die Alterung des Öles beschleunigt.
Die höchste Oxidationsstabilität weist das Vollraffinat R auf.

98 6 Ergebnisse
In Abbildung 24 ist dargestellt, wie sich verschiedene Rapssorten in ihrer Auswirkung
auf die Oxidationsstabilität des Rapsöls unterscheiden. Tendenziell scheinen
die Rapssorten Einfluss auf die Oxidationsstabilität der Öle zu nehmen. Die Oxidationsstabilität
der Öle aus Sommerrapssorten ist höher als die der Öle aus Winterrapssorten.
Möglicherweise nimmt die Oxidationsstabilität mit gesteigerter Stickstoffdüngung
ab. Durch Zumischung von 10 % RME und Dieselkraftstoff zu Rapsöl
wird die Oxidationsstabilität der Kraftstoffmischung beeinträchtigt. Die Analysenergebnisse
für die Kraftstoffmischungen sind in Abbildung 25 dargestellt.
Oxidationsstabilität (110 °C)
10,0
9,0 h
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
~
x = 6,94
x - = 6,76
s = 2,09
0,0
A BD** GHK LR
A B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Grenzwert
min.
Abbildung 23: Oxidationsstabilität (110 °C) (ISO 6886) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

Oxidationsstabilität (110 °C)
10,0
9,0 h
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
~
x = 6,79
-
x = 7,06
s = 1,37
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express o.B.
Express m.B.
Artus o.B.
Artus m.B.
Zenith o.B.
Zenith m.B.
Pronto o.B.
Pronto m.B.
Rapid o.B.
Artus 60 K.
Artus 100 K.
Rapsölproben
Rapid 60 K.
Rapid 100 K.
6 Ergebnisse 99
Star 50 kg N
Star 100 kg N
Star 150 kg N
Star 200 kg N
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 150 kg N
Hyola 200 kg N
Hyola 250 kg N
Grenzwert
min.
Abbildung 24: Einfluss von Sorte und Anbau auf die Oxidationsstabilität (ISO
6886) von Rapsöl
Oxidationsstabilität
10,00
9,00 h
8,00
7,00
6,00
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
bei 110 °C
bei 120 °C
100% Rapsöl (RÖ) 90% RÖ + 10% RME 90% RÖ + 10% DK
Kraftstoffmischungen
Grenzwert
für Rapsöl
bei 110 °C
min.
Abbildung 25: Änderung der Oxidationsstabilität (ISO 6886) von Rapsöl durch Zumischung
von anderen Kraftstoffen

100 6 Ergebnisse
6.2.13 Phosphorgehalt
Grenzwert: max.: 15 mg/kg
Prüfverfahren: ASTM D3231-99 [4]
Zur Messung des Phosphorgehalts in Rapsöl wird der organische Anteil in der
Probe durch starke Erhitzung in Gegenwart von Zinkoxid aufgeschlossen. Der
Rückstand wird in schwefliger Säure gelöst, Ammoniummolybdat und Hydraziniumsulfat
werden hinzugegeben. Spektralphotometrisch wird die Adsorption am
Molybdänblau-Komplex gemessen, die proportional zur Phosphorkonzentration in
der Probe verläuft. Im Prüfverfahren ASTM D3231-99 wird für den Phosphorgehalt
die Einheit mg/l verwendet. Der Messbereich des Prüfverfahrens liegt zwischen
0,2 mg/l und 40 mg/l. Die Wiederholbarkeit beträgt für den Grenzwert 1,05 mg/l,
die Reproduzierbarkeit 1,95 mg/l. In der geplanten FAME-Norm erfolgt die Bestimmung
von Phosphor nach der Methode NF T60-705 mit ICP.
Der Phosphorgehalt von Rapsölkraftstoff ist eine variable Eigenschaft. Er wird beeinflusst
durch Prozessparameter bei der Ölgewinnung. Ein hoher Phosphorgehalt
hat negative Auswirkungen auf die motorische Verbrennung durch die Bildung von
Ablagerungen. Außerdem ist Phosphor ein Katalysatorengift.
Abbildung 26 zeigt den Phosphorgehalt von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft.
Der Phosphorgehalt schwankt mit der hohen Standardabweichung von 15,6
um den Mittelwert von 11,8 mg/kg. Der Median liegt bei 5,0 mg/kg. Bei drei Proben
ist ein Phosphorgehalt im Öl nicht nachweisbar. In Abbildung 27 ist der Einfluss
von Sorte und Anbau auf den Phosphorgehalt dargestellt. Deutliche Sortenunterschiede
lassen sich nicht erkennen. Bei den zwei Messwerten, die über 40 mg/kg
aufweisen, wurde die Analyse wiederholt, um einen Analysefehler auszuschließen.
Diese beiden hohen Phosphorwerte sind nicht erklärbar. Der Median von
8,0 mg/kg der Proben aus den Anbauversuchen zeigt, dass der Grenzwert gut
einhaltbar ist. Auf sehr niedrigem Niveau liegen die Phosphorgehalte der Rapsölproben
aus dem Ringversuch, dargestellt in Abbildung 28. Es ist zu beachten,
dass zur Bestimmung des Phosphorgehalts das Prüfverfahren DIN 51363-1 [25]
angewandt wurde.

70
mg/kg 65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Phosphorgehalt
~
x = 5,0
-
x = 11,8
s = 15,6
n.n. n.n. n.n.
6 Ergebnisse 101
Grenzwert
max.
A BCDD** E F G H K L RA B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
n.n.: nicht nachweisbar * hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 26: Phosphorgehalt (ASTM D3231-99) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
50
mg/kg 45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Phosphorgehalt
~
x = 8,0
-
x = 10,7
s = 10,9
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express o.B.
Express m.B.
Artus o.B.
Artus m.B.
Zenith o.B.
Zenith m.B.
Pronto o.B.
Pronto m.B.
Rapid o.B.
Artus 60 K.
Artus 100 K.
Rapid 60 K.
Rapsölproben
Rapid 100 K.
Star 50 kg N
Star 100 kg N
Star 150 kg N
Star 200 kg N
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 150 kg N
Hyola 200 kg N
Hyola 250 kg N
Grenzwert
max.
Abbildung 27: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Phosphorgehalt (ASTM
D3231-99) von Rapsöl

102 6 Ergebnisse
50
mg/kg 45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Phosphorgehalt
~
x = 3
-
x = 2,3
s = 1,2
Hersteller A Typ 1
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 3
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
n.n. n.n. n.n.
Hersteller A Typ 6
Hersteller B
Hersteller C Typ 1
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller D
Hersteller E
Hersteller E
Hersteller F
Grenzwert
(ASTM
D3231-99)
max.
Ölgewinnungsanlage
n.n.: nicht nachweisbar
Abbildung 28: Phosphorgehalte (DIN 51363-1) von Rapsölproben aus dem Ringversuch
mit einer Charge Rapssaat
6.2.14 Aschegehalt
Grenzwert: max.: 0,01 Masse-%
Prüfverfahren: DIN EN ISO 6245 [20]
Das genannte Prüfverfahren ist anwendbar zur Bestimmung der Asche in Masseanteilen
von 0,001 % bis 0,180 %. Die Rapsölprobe wird in einem Gefäß angezündet
und abgebrannt, bis nur noch Asche und Kohlenstoff zurückbleiben. Der
kohlenstoffhaltige Rückstand wird in einem Muffelofen bei 775 °C verascht und
ausgewogen. Die Wiederholbarkeit liegt im Bereich des Grenzwertes bei
0,003 Masse-%, die Vergleichbarkeit bei 0,005 Masse-%. Der Kennwert und das
Prüfverfahren wird auch in der Norm für Dieselkraftstoff vorgeschrieben. In der
geplanten FAME-Norm wird als Kennwert die Sulfatasche und das Prüfverfahren
ISO 3987 [39] angegeben.
Die (Oxid)asche von Rapsölkraftstoff ist eine variable Eigenschaft. Sie beschreibt
den anorganischen Rückstand, der nach dem Veraschen des Öls zurückbleibt.

0,030
Masse-% 0,025
Asche
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
~
x = 0,004
x - = 0,005
s = 0,004
n.n.n.n.
A
A* BD** R A
6 Ergebnisse 103
B D** D
Grenzwert
max.
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
n.n.: nicht nachweisbar * hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 29: Aschegehalt (DIN EN ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
Asche
0,030
Masse-% 0,025
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
Hersteller A Typ 1
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 3
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 6
n.n.
Hersteller B
Ölgewinnungsanlage
Hersteller C Typ 1
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller D
Hersteller E
Hersteller E
Hersteller F
Grenzwert
max.
Abbildung 30: Aschegehalte (DIN EN ISO 6245) von Rapsölproben aus dem Ringversuch
mit einer Charge Rapssaat

104 6 Ergebnisse
Abbildung 29 zeigt die Aschegehalte von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft.
Der Grenzwert wird von drei Proben überschritten. Bei drei anderen Proben
liegt der Aschegehalt unter der Nachweisgrenze. Der Median liegt bei
0,004 Masse-%. Bei den Rapsölproben aus dem Ringversuch, dargestellt in
Abbildung 30, liegt der Median ebenfalls bei 0,004 Masse-%. Der Grenzwert ist
gut einhaltbar.
6.2.15 Wassergehalt
Grenzwert: max.: 0,075 Masse-%
Prüfverfahren: pr EN ISO 12937
Die Bestimmung des Wassergehalts erfolgt nach der Coulometrischen Karl-
Fischer-Titrations-Methode. Der Anwendungsbereich des Prüfverfahrens liegt zwischen
0,003 Masse-% und 0,100 Masse-%. Zur Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit
des Prüfverfahrens sind derzeit noch keine Daten bekannt. Das Prüfverfahren
ist sowohl in der Norm für Dieselkraftstoff als auch in der geplanten
FAME-Norm vorgeschrieben.
Der Wassergehalt von Rapsölkraftstoff ist eine variable Eigenschaft. Er wird beeinflusst
zum Beispiel durch den Zustand der verarbeiteten Saat sowie Lager- und
Transportbedingungen des Öls. In Gegenwart von Wasser kann bei Vorhandensein
von Mikroorganismen oder Enzymen Hydrolyse einsetzen und Oxidationsvorgänge
können beschleunigt ablaufen. Mit zunehmendem Wassergehalt steigt die
Mikroorganismenaktivität. Die Löslichkeit für Wasser in Fett bei 20 °C beträgt ca.
0,1 % [11]. Die Löslichkeit von Wasser in Rapsöl bei 30 °C liegt nach eigenen Untersuchungen
bei ca. 0,1 %.
Abbildung 31 zeigt den Wassergehalt von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft.
Der Grenzwert wird von allen Proben eingehalten. Den niedrigsten Wassergehalt
weist das Rapsölvollraffinat R auf. Der Median liegt bei 0,058 Masse-%.

Wassergehalt
0,125
Masse-%
0,100
0,075
0,050
0,025
~
x = 0,058
x - = 0,055
s = 0,010
6 Ergebnisse 105
Grenzwert
max.
0,000
A
B C DD** E F R A B D** D
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
* hochölsäurehaltig ** erucasäurehaltig R Vollraffinat
Abbildung 31: Wassergehalt (pr EN ISO 12937) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
0,125
Masse-%
Wassergehalt
0,100
0,075
0,050
0,025
0,000
~
x = 0,056
-
x = 0,055
s = 0,005
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express o.B.
Express m.B.
Artus o.B.
Artus m.B.
Zenith o.B.
Zenith m.B.
Pronto o.B.
Pronto m.B.
Rapid o.B.
Artus 60 K.
Artus 100 K.
Rapsölproben
Rapid 60 K.
Rapid 100 K.
Star 50 kg N
Star 100 kg N
Star 150 kg N
Star 200 kg N
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 150 kg N
Hyola 200 kg N
Hyola 250 kg N
Grenzwert
max.
Abbildung 32: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Wassergehalt (pr EN ISO
12937) von Rapsöl

106 6 Ergebnisse
Wassergehalt
1250
mg/kg 1000
750
500
250
0
~
x = 476
-
x = 502
s = 87
Hersteller A Typ 1
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 2
Hersteller A Typ 3
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 4
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 5
Hersteller A Typ 6
Hersteller B
Ölgewinnungsanlage
Hersteller C Typ 1
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller C Typ 2
Hersteller D
Hersteller E
Hersteller E
Hersteller F
Grenzwert
(pr EN ISO
12937)
max.
Abbildung 33: Wassergehalt (ASTM D1744-92) von Rapsölproben aus dem Ringversuch
mit einer Charge Rapssaat
Ein Einfluss der Sortenwahl und der Anbaubedingungen auf den Wassergehalt im
Öl kann nicht festgestellt werden. Die Analysenwerte zeigt Abbildung 32. Der Median
dieser Proben beträgt 0,056 Masse-%. Alle Proben liegen unterhalb des
Grenzwerts. Bei diesen Proben konnte kein Einfluss der Saatfeuchte auf den
Wassergehalt im Öl festgestellt werden. Der Feuchtegehalt der Saat zum Zeitpunkt
der Verarbeitung ist der Tabelle 15 und Tabelle 16 S. 62 und 63 zu entnehmen.
In Abbildung 33 sind die Wassergehalte der Rapsölproben aus dem Ringversuch
dargestellt. Die Wassergehalte wurden mit dem Prüfverfahren ASTM D1744-92 [1]
ermittelt und sind nur bedingt mit Wassergehalten vergleichbar, die mit pr EN ISO
12937 bestimmt wurden. Der Median der Analysenwerte beträgt 476 mg/kg. Die
analysierten Werte für die Rapsölproben zeigen, dass der Grenzwert sehr gut eingehalten
werden kann.

6 Ergebnisse 107
6.3 Eignung und Auswahl von Kennwerten und Prüfverfahren
Einige Kennwerte und Prüfverfahren, die nicht hinlänglich aus der Norm für Dieselkraftstoff
und von der FAME-Normierung bekannt sind, wurden auf ihre Aussagekraft
und Anwendbarkeit für die Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff untersucht.
Dies geschah im Rahmen der Möglichkeiten des Forschungsvorhabens.
Untersuchungen zur Auswirkung von Rapsöleigenschaften auf den motorischen
Betrieb und Ringversuche zur Überprüfung der Wiederholbarkeit und Vergleichbarkeit
von Prüfverfahren konnten nicht durchgeführt werden.
6.3.1 Oxidationsstabilität
Zur Beschreibung des oxidativen Fettverderbs stehen zwei verbreitete Prüfverfahren
zur Verfügung. Aus den Prüfverfahren Peroxidzahl und Oxidationsstabilität
muss ein geeignetes ausgewählt werden. Da es sich bei dem Prüfverfahren für
Oxidationsstabilität um ein Verfahren handelt, das bisher an Rapsöl nicht erprobt
worden ist, muss dieses auf seine Eignung für die Analyse von Rapsölkraftstoff
überprüft werden.
Wie bereits in Kapitel 4.5 erwähnt, ist die Peroxidzahl ein Maß für den Gehalt des
Rapsöls an peroxidisch gebundenem Sauerstoff, insbesondere an Hydroperoxiden.
Für die Bestimmung der Peroxidzahl wird das Prüfverfahren ISO 3960 beziehungsweise
DGF C-VI 6a (98) angewandt. Bei der Alterung des Öls durch Oxidation
nimmt die Peroxidzahl zunächst zu und nimmt nach Überschreiten eines maximalen
Werts wieder ab. Die Peroxidzahl ist darum kein geeigneter Kennwert um
eine weit fortgeschrittene Ölalterung durch Oxidationsvorgänge zu beschreiben.
Das Prüfverfahren ISO 6886 [41] zur Ermittlung der Oxidationsstabilität wird auch
bei der Normierung von FAME [50] herangezogen und derzeit in einem europäischen
Ringversuch auf Eignung für FAME überprüft. Für die Prüfung von
Rapsöl muss eine geeignete Prüftemperatur festgelegt werden. Die Norm gibt vor,
für gewöhnlich die Probe auf 100 °C zu erwärmen. Es ist aber auch möglich höhere
Temperaturen anzuwenden, diese sollten aber so ausgewählt werden, dass
Induktionszeiten zwischen 5 h und 10 h erreicht werden.

108 6 Ergebnisse
Wie Abbildung 34 zeigt, ist die Temperatur 110 °C besser geeignet als 120 °C, da
bei 110 °C die Induktionszeit mit einem Mittel von ca. 6 h im geforderten Wertebereich
liegt. Dahingegen beträgt die Induktionszeit bei 120 °C im Mittel ca. 3 h.
Die Prüftemperatur zur Ermittlung der Oxidationsstabilität von Rapsöl mit dem
Prüfverfahren ISO 6886 wird deshalb auf 110 °C festgelegt.
Oxidationsstabilität
10,0
9,0 h
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
bei 110 °C
bei 120 °C
0,0
A B A B D** D
** erucasäurehaltig
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
Abbildung 34: Oxidationsstabilität (ISO 6886) von Rapsölkraftstoffen ermittelt mit
der Prüftemperatur 110 °C und 120 °C
6.3.2 Aschegehalt
In der Norm für Dieselkraftstoff wird der Kennwert Asche (Oxidasche) vorgeschrieben,
in der FAME-Norm wird jedoch der Kennwert Sulfatasche gefordert. Mit
der Analyse der Sulfatasche sollen bei Fettsäuremethylester Einträge von Alkalimetallen,
die zum Beispiel von Katalysatoren bei der Umesterung stammen können,
erkannt werden. Im Rahmen der Möglichkeiten wurde überprüft, welcher der
beiden Kennwerte Oxidasche oder Sulfatasche besser als Qualitätskriterium für
Rapsölkraftstoff geeignet ist. Mit dem Prüfverfahren DIN EN ISO 6245 [40] wird
die Oxidasche bestimmt, mit dem Verfahren DIN 51575 [30] die Sulfatasche.

6 Ergebnisse 109
Das Prüfverfahren Sulfatasche hat bis zu einem Sulfataschegehalt von 1 Masse-%
eine Wiederholbarkeit von 0,04 Masse-% absolut und eine Vergleichbarkeit von
0,06 Masse-% absolut. Das Verfahren DIN 51575 ist technisch gleichwertig mit
dem Prüfverfahren ISO 3987. Das Prüfverfahren zur Bestimmung der Sulfatasche
reagiert sensibler auf Erdalkalimetalle. An einem Teil der Rapsölproben wurden
beide Kennwerte analysiert, die Ergebnisse sind in Abbildung 35, die Korrelation
der Analyseergebnisse in Abbildung 36 dargestellt. Die Analysenwerte für Asche
und Sulfatasche weichen an ein und der selben Probe voneinander ab. Dies ist
vermutlich mitbedingt durch die ungenügende Wiederholbarkeit des Prüfverfahrens
DIN 51575 bei geringen Sulfataschegehalten. An acht dieser Rapsölproben
wurde zusätzlich der Natrium- und Kaliumgehalt mit Atomemissionsspektroskopie
(AES) untersucht. Der Kalium- und Natriumgehalt müsste sich deutlich in der Asche
niederschlagen. Die Analyse der Kalium- und Natriumgehalte dieser Rapsölproben
ergab jedoch, dass der Elementgehalt jeweils unterhalb der Nachweisgrenze
von 1 mg/kg lag. Auch ein Zusammenhang mit den analysierten Phosphor-
Werten, dargestellt in Abbildung 37, kann nicht festgestellt werden.
Masse-% 0,025
Sulfatasche und Asche
0,030
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
Sulfatasche
Asche
n.n. n.n.
A B A
Herkunft Ölmühle
n.n.: nicht nachweisbar ** erucasäurehaltig
B D** D
Herkunft BHKW
Abbildung 35: Asche (DIN EN ISO 6245) und Sulfatasche (DIN 51575) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft

110 6 Ergebnisse
0,030
Masse-% 0,025
Asche
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
0,000 0,005 0,010 0,015
Sulfatasche
0,020 Masse-% 0,025 0,030
Abbildung 36: Korrelation zwischen Sulfatasche (DIN 51575) und Asche (DIN EN
ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft
Masse-% 0,018
Asche
0,020
0,016
0,014
0,012
0,010
0,008
0,006
0,004
0,002
0,000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 mg/kg 70 75
Phosphorgehalt
Abbildung 37: Korrelation zwischen Phosphorgehalt (ASTM D3231-99) und Asche
(DIN EN ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft

6 Ergebnisse 111
Abbildung 38 zeigt die Korrelation zwischen der Gesamtverschmutzung und der
Asche von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft. Eine Abhängigkeit der analysierten
Werte voneinander kann nicht festgestellt werden.
0,030
Masse-% 0,025
Asche
0,020
0,015
0,010
0,005
0,000
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 mg/kg 325 350
Gesamtverschmutzung
Abbildung 38: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN 51419 und DIN
EN 12662) und Asche (DIN EN ISO 6245) von Rapsölkraftstoffen
verschiedener Herkunft
Bei den Rapsölproben aus dem Ringversuch wurde die Oxidasche bestimmt, außerdem
die Gehalte an Kalium, Natrium und Calcium. Die Bestimmung des Kalium-,
Natrium- und Calciumgehalts erfolgte nach DIN 38406-22 [24]. Die Analysenwerte
für die Oxidasche sind in Abbildung 30 gezeigt. Die grafische Auftragung
der Korrelationen zwischen den Elementen Natrium sowie Calcium und der Oxidasche
anhand der Rapsölproben aus dem Ringversuch zeigen keine Abhängigkeit.
Die analysierten Kaliumgehalte liegen alle unter der Nachweisgrenze von
1 mg/kg. Die Oxidasche in Abhängigkeit vom Natrium- und Calcium-Gehalt ist in
Abbildung 39 und Abbildung 40 dargestellt.

112 6 Ergebnisse
Masse-% 0,009
Asche
0,010
0,008
0,007
0,006
0,005
0,004
0,003
0,002
0,001
0,000
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Natriumgehalt
3,5 4,0 mg/kg 4,5 5,0
Abbildung 39: Korrelation zwischen Natriumgehalt (DIN 38406-22) und Oxidasche
(DIN EN ISO 6245) von Rapsölproben aus dem Ringversuch mit einer
Charge Rapssaat
0,010
0,009
0,008
0,007
0,006
0,005
0,004
Asche Masse-%
0,003
0,002
0,001
0,000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 mg/kg 18 19 20
Calciumgehalt
Abbildung 40: Korrelation zwischen Calciumgehalt (DIN 38406-22) und Oxidasche
(EN ISO 6245) von Rapsölproben aus dem Ringversuch mit einer
Charge Rapssaat

6 Ergebnisse 113
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass der Gehalt an Alkalimetallen im Rapsöl
relativ gering ist und sich darum nicht merklich im Aschegehalt niederschlägt. Aus
diesem Grund ist es nicht erforderlich, als Kennwert die Sulfatasche, die sensibler
auf Alkalimetalle im Rapsöl reagiert, zu berücksichtigen. Zudem weist das Prüfverfahren
DIN 51575 zur Bestimmung der Sulfatasche eine schlechtere Wiederholbarkeit
im Vergleich zur Aschebestimmung nach DIN EN ISO 6245 auf.
Für die Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff wurde als Qualitätskriterium der
Kennwert Asche mit dem Prüfverfahren DIN EN ISO 6245 festgelegt. Der Grenzwert
von 0,1 Masse-% lehnt sich an den Grenzwert aus der Norm für Dieselkraftstoff
an.
6.3.3 Stickstoffgehalt
Bei Rapsöl handelt es sich um einen Kraftstoff pflanzlicher Herkunft, dessen Stickstoffgehalt
gewissen Schwankungen unterlegen ist. Als Einflussfaktoren auf den
Stickstoffgehalt kommen zum Beispiel die Rapssorte, der Anbaustandort, die
Düngung und Klimafaktoren in Frage. Stickstoff im Kraftstoff hat möglicherweise
Auswirkungen auf Stickoxid-Emissionen bei der motorischen Verbrennung. Stickstoffanalysen
in Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft zeigen, dass der Stickstoffgehalt
in den Rapsölproben mit einem Mittelwert von 4,9 mg/kg gering ist. Die
Bestimmung erfolgte mit dem Prüfverfahren ASTM D4629-96. Die Ergebnisse sind
in Abbildung 41 dargestellt. Die Analysenwerte der Rapsölproben der Gruppe III in
Abbildung 42 zeigen ähnlich niedrige Werte für den Stickstoffgehalt. Der Mittelwert
dieser Proben liegt bei 4,8 mg/kg bei einer Standardabweichung von 1,2. Ein Einfluss
der Stickstoffdüngung auf den Stickstoffgehalt im Öl kann nicht festgestellt
werden. Sowohl die Rapsöle von Rapssaaten aus Anbauversuchen mit Variation
der Blattdüngung, als auch die Öle von Rapssaaten mit Variation der Stickstoffdünung
zwischen 50 und 250 kg N/ha bei den Sorten Star und Hyola weisen keine
Besonderheiten auf.
Der Stickstoffgehalt stellt somit keinen Kennwert dar, der als Qualitätsanforderung
in einen Standard für Rapsöl als Kraftstoff einfließen muss. Zum einen ist der
Stickstoffgehalt gering, zum anderen sind die Auswirkungen des Stickstoffgehalts
im Rapsöl auf die Emissionsbildung zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht bekannt.

114 6 Ergebnisse
20
mg/kg 18
Stickstoffgehalt
16
14
12
10
8
6
4
2
0
~
x = 4,5
-
x = 4,9
s = 2,2
A B C D D** E F R A
B D**
Herkunft Ölmühle
Herkunft BHKW
** erucasäurehaltig
Abbildung 41: Stickstoffgehalt (ASTM D4629-96) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft
Stickstoffgehalt
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
~
mg/kg x = 5,0
-
x = 4,8
s = 1,2
Idol 96
Idol 97
Wotan 97
Wotan 98
Mohikan 99
Express 99
Express o.B.
Express m.B.
Artus o.B.
Artus m.B.
Zenith o.B.
Zenith m.B.
Pronto o.B.
Pronto m.B.
Rapid o.B.
Artus 60 K.
Rapsölproben
Abbildung 42: Einfluss von Sorte und Anbau auf den Stickstoffgehalt (ASTM
D4629-96) von Rapsöl
Artus 100 K.
Rapid 60 K.
Rapid 100 K.
Star 50 kg N
Star 100 kg N
Star 150 kg N
Star 200 kg N
Star 250 kg N
Hyola 100 kg N
Hyola 150 kg N
Hyola 200 kg N
Hyola 250 kg N

6.3.4 Elementgehalte
6 Ergebnisse 115
In einem Elementar-Screening wurden bei unterschiedlichen Rapsölproben verschiedene
chemische Elemente untersucht. Dadurch sollten auffällig hohe Elementgehalte
aufgedeckt werden, die möglicherweise in die Anforderungsliste für
Rapsöl als Kraftstoff mit eingehen müssen. Aufgrund der geringen Anzahl Messwerte
können die Ergebnisse nur als Anhaltspunkte dienen. Tabelle 21 zeigt eine
Zusammenstellung der Messwerte. Bei den Elementgehalten ergaben sich keine
auffällig hohen Werte für bestimmte Elemente. Die Gehalte an Zinn, Molybdän und
Calcium sollten jedoch an weiteren Rapsölproben untersucht werden.
Tabelle 21: Elementgehalte verschiedener Rapsölproben
Element Prüfmethode Einheit verschiedene Rapsöle
Aluminium AES mg/kg < 1
Arsen DIN EN ISO 11969 mg/kg 0,07
Barium AES mg/kg < 1
Blei AES mg/kg < 1
Bor AES mg/kg < 1
Calcium
AES
DIN 38406-22
mg/kg
3
4,5 – 31
Chlor DIN 51577-1 mg/kg < 10
Chrom AES mg/kg < 1
Eisen
AES
DIN 38406-22
mg/kg
< 1
< 0,5 – 3,2
Fluor DIN 38405-D19 mg/kg < 10
Kalium
AES
DIN 38406-22
mg/kg
< 1
< 1
Kupfer
AES
DIN 38406-22
mg/kg
< 1
< 0,5
Magnesium AES mg/kg < 1
Molybdän AES mg/kg 4
Natrium
AES
DIN 38406-22
mg/kg
< 1
0,7 – 2,6
Nickel AES mg/kg < 1
Silicium AES mg/kg 1
Zinn AES mg/kg 4
Zink AES mg/kg < 1
AES: Atomemissionspektroskopie

116 6 Ergebnisse
6.4 Korrelation zwischen Kennwerten
Wie bereits in Kapitel 6.3.2, S. 108 am Beispiel Asche dargestellt, stehen bestimmte
Eigenschaften und Kennwerte untereinander in Wechselbeziehung. Einige
für den Standard ausgewählte Kenngrößen beschreiben zum Teil lediglich eine
unterschiedliche Ausprägung eines Merkmals. Aufgrund chemisch-physikalischer
Zusammenhänge müsste sich zum Beispiel das Merkmal „Wassergehalt“ im
„Heizwert“ widerspiegeln.
Durch graphische Auftragung zweier Kenngrößen gegeneinander soll darum aufgezeigt
werden, ob zwischen verschiedenen Kenngrößen Wechselbeziehungen
bestehen. Dies soll dazu dienen, „überflüssige“ Kenngrößen im Standard zu erkennen
und gegebenenfalls nicht weiter zu berücksichtigen und Analysenwerte
besser interpretieren zu können.
Die in den folgenden Unterkapiteln getroffenen Aussagen beziehen sich nur auf
die untersuchten Praxisproben. Um allgemein gültige Abhängigkeiten zwischen
Kennwerten beschreiben zu können, müssten Rapsölkraftstoffe in abgestuften
Qualitäten untersucht werden.
Korrelationen zwischen Asche und anderen Kennwerten sind bereits in Kapitel
6.3.2 zusammengefasst.

6 Ergebnisse 117
6.4.1 Korrelation zwischen Neutralisationszahl und Oxidationsstabilität
Neutralisationszahl und Oxidationsstabilität sind Kennwerte für die Alterung von
Rapsölkraftstoff. Sie beschreiben jedoch unterschiedliche Vorgänge im Öl, die aber
zum Teil durch die gleichen Parameter, wie Temperatur, Licht und Wasser
beeinflusst werden.
Ein hoher Anteil freier Fettsäuren im Öl führt möglicherweise zu einer kurzen Induktionsperiode
bei der Messung der Oxidationsstabilität.
Die graphische Auswertung der Analysenwerte in Abbildung 43 zeigt keinen offensichtlichen
Zusammenhang zwischen Neutralisationszahl und Oxidationsstabilität.
Oxidationsstabilität (110 °C)
10,0
9,0 h
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 mg 4,5KOH/g 5,0 5,5
Neutralisationszahl
Abbildung 43: Korrelation zwischen Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660) und Oxidationsstabilität
(110 °C) (ISO 6886) von Rapsölproben

118 6 Ergebnisse
6.4.2 Korrelation zwischen Iodzahl und Oxidationsstabilität
Die Iodzahl beschreibt die durch das Fettsäuremuster gegebene Anzahl Doppelbindungen
in den Molekülen. Die Oxidationsstabilität beschreibt die Alterung des
Öles. Diese ist beeinflusst durch die Anzahl Doppelbindungen in den Molekülen.
Die Unterschiede werden jedoch im engen Spektrum, in dem die Iodzahl in den
vorliegenden Proben variiert, nicht deutlich. Zwischen Iodzahl und Oxidationsstabilität
besteht offenbar kein Zusammenhang. Die Analysenergebnisse sind in
Abbildung 44 aufgetragen.
Oxidationsstabilität (110 °C)
10,0
9,0 h
8,0
7,0
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
100 105 110 115
Iodzahl
120 125 g/100 g130
Abbildung 44: Korrelation zwischen Iodzahl (DIN 53241-1) und Oxidationsstabilität
(110 °C) (ISO 6886) von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft

6 Ergebnisse 119
6.4.3 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Neutralisationszahl
Enzyme aus Saatpartikeln können die Hydrolyse im Rapsöl beeinflussen. Die analysierte
Gesamtverschmutzung in den Rapsölproben korreliert jedoch nicht mit der
Neutralisationszahl, dem Maß für den Anteil freier Fettsäuren im Öl. Abbildung 43
zeigt die Abhängigkeit der Neutralisationszahl von der Gesamtverschmutzung bei
den Rapsölproben aus Ölgewinnungsanlagen und Blockheizkraftwerken.
5,50
mg KOH/g 5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 mg/kg 325 350
Gesamtverschmutzung
Neutralisationszahl
Abbildung 45: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) und
Neutralisationszahl (DIN EN ISO 660) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

120 6 Ergebnisse
6.4.4 Korrelation zwischen Wassergehalt und Neutralisationszahl
Wasser im Öl ist die Voraussetzung für die hydrolytische Spaltung von Triglyceriden
und somit dem Auftreten von freien Fettsäuren. Der Wassergehalt müsste
darum mit der Neutralisationszahl, dem Maß für den Anteil freier Fettsäuren, korrelieren.
Abbildung 46 zeigt für die untersuchten Proben, dass in den Konzentrationen
in denen Wasser gewöhnlich in Rapsöl auftritt, kein Zusammenhang mit der
Neutralisationszahl besteht.
5,50
mg KOH/g 5,00
4,50
4,00
3,50
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
0,000 0,010 0,020 0,030
Wasergehalt
0,040 0,050 Masse-% 0,060 0,070
Neutralisationszahl
Abbildung 46: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und Neutralisationszahl
(DIN EN ISO 660) von Rapsölproben

6.4.5 Korrelation zwischen Wassergehalt und Heizwert
6 Ergebnisse 121
Der Heizwert beschreibt den Energiegehalt des Rapsöls. Da der Energiegehalt
von Wasser geringer ist als der von Rapsöl, müsste der Heizwert einer Mischung
von Rapsöl und Wasser mit dem Wassergehalt korrelieren. Die natürlichen
Schwankungen des Heizwerts von Rapsölkraftstoff lassen jedoch die Abhängigkeit
vom Wassergehalt nicht erkennen. Außerdem nehmen die Messfehler der Prüfverfahren
zur Heizwertbestimmung beziehungsweise Wassergehaltsbestimmung Einfluss.
Abbildung 47 zeigt, dass im Bereich der analysierten Wassergehalte und
den ermittelten Heizwerten kein offensichtlicher Zusammenhang zwischen den
beiden Kennwerten besteht. In der Darstellung sind auch die Analysenwerte für
die speziell hergestellten Rapsöl/Wasser-Mischungen enthalten.
Heizwert
42000
41000 kJ/kg
40000
39000
38000
37000
36000
35000
34000
33000
32000
31000
30000
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 Masse-% 0,45 0,50
Wassergehalt
Abbildung 47: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und Heizwert
(DIN 51900-3) von Rapsölproben

122 6 Ergebnisse
6.4.6 Korrelation zwischen Wassergehalt und Flammpunkt
Der Wassergehalt im Rapsöl nimmt bei den analysierten Rapsölproben keinen
offensichtlichen Einfluss auf den Flammpunkt. Die Zusammenhänge sind in
Abbildung 48 dargestellt. Die Darstellung enthält auch die Analysenwerte für die
speziell hergestellten Rapsöl/Wasser-Mischungen. Es ist nicht bekannt, ob gebundenes
Wasser den Flammpunkt beeinflussen kann. Freies Wasser wird sicherlich
bei der Flammpunktmessung von Rapsölkraftstoff vor Erreichen des Flammpunkts
verdampfen und darum den Flammpunkt nicht beeinflussen.
Flammpunkt
260
255 °C
250
245
240
235
230
225
220
215
210
205
200
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 Masse-% 0,45 0,50
Wassergehalt
Abbildung 48: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und Flammpunkt
(DIN EN 22719) von Rapsölkraftstoffen verschiedener Herkunft

6 Ergebnisse 123
6.4.7 Korrelation zwischen Neutralisationszahl und Flammpunkt
Aus freien Fettsäuren entstehen bei der Erhitzung möglicherweise schneller
leichtentzündliche Zersetzungsprodukte als aus Triglyceriden. Die Neutralisationszahl
als Maß für den Anteil freier Fettsäuren im Öl könnte deshalb mit dem
Flammpunkt korrelieren. Abbildung 49 zeigt, dass bei den untersuchten Rapsölproben
zwischen der Neutralisationszahl und dem Flammpunkt kein offensichtlicher
Zusammenhang besteht.
Flammpunkt
260
255 °C
250
245
240
235
230
225
220
215
210
205
200
0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 mg KOH/g 5,00 5,50
Neutralisationszahl
Abbildung 49: Korrelation zwischen Neutralisationszahl (DIN EN 12662) und
Flammpunkt (DIN EN 22719) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

124 6 Ergebnisse
6.4.8 Korrelation zwischen kinematischer Viskosität und Flammpunkt
Die Viskosität stellt einen Kennwert dar, von dem vermutet wird, dass er auf den
Flammpunkt des Rapsölkraftstoffs Einfluss nimmt. Die Analysenwerte zeigen,
dass bei den untersuchten Rapsölproben zwischen der kinematischen Viskosität
und dem Flammpunkt keine Wechselbeziehungen festgestellt werden können. Die
Abhängigkeit ist in Abbildung 50 dargestellt.
Flammpunkt
260
255 °C
250
245
240
235
230
225
220
215
210
205
200
30,00 31,00 32,00 33,00 34,00 35,00 36,00 37,00 38,00 mm²/s 39,00 40,00
kin. Viskosität (40 °C)
Abbildung 50: Korrelation zwischen kinematischer Viskosität (DIN EN ISO 3104)
und Flammpunkt (DIN EN 22719) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

6 Ergebnisse 125
6.4.9 Korrelation zwischen Wassergehalt und kinematischer Viskosität
Abbildung 51 zeigt, dass zwischen den Kennwerten Wassergehalt und kinematischer
Viskosität der untersuchten Rapsölproben keine Abhängigkeit besteht. Die
Wassergehalte von Rapsölkraftstoff variieren in einem engen Bereich, in dem sich
der Wassergehalt auf die Viskosität offensichtlich nicht auswirkt. Die dargestellten
Analyseergebnisse stammen von Rapsölkraftstoffproben verschiedener Herkunft
und den speziell hergestellten Mischungen von Rapsöl mit Wasser.
40,00
39,00
38,00
37,00
36,00
35,00
34,00
33,00
32,00
31,00
30,00
0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 Masse-% 0,45 0,50
Wassergehalt
kin. Viskosität (40 °C) mm²/s
Abbildung 51: Korrelation zwischen Wassergehalt (pr EN ISO 12937) und kinematischer
Viskosität (40 °C) (DIN EN ISO 3104) von Rapsölproben

126 6 Ergebnisse
6.4.10 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Koksrückstand
Bei der Auftragung der Analysenergebnisse für die Gesamtverschmutzung gegen
den Koksrückstand zeigte sich für die untersuchten Rapsölproben, dass die beiden
Kennwerte nicht voneinander abhängig sind. In Abbildung 52 sind die Analysenergebnisse
der Kennwerte Gesamtverschmutzung und Koksrückstand gegenübergestellt.
Masse-% 0,45
Koksrückstand
0,50
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 mg/kg 325 350
Gesamtverschmutzung
Abbildung 52: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) und
Koksrückstand (DIN EN ISO 10370) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

6 Ergebnisse 127
6.4.11 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Phosphorgehalt
Phosphorverbindungen liegen in der Rapssaat hauptsächlich in den festen Samenbestandteilen
vor und gehen erst bei der Ölgewinnung in das Öl über. Bei
steigender Gesamtverschmutzung im Öl könnte deshalb der Phosphorgehalt ansteigen.
Abbildung 53 zeigt für die analysierten Rapsölproben, dass zwischen den
beiden Kennwerten keine Abhängigkeit besteht.
mg/kg 60
Phosphorgehalt
70
50
40
30
20
10
0
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 mg/kg 325 350
Gesamtverschmutzung
Abbildung 53: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) und
Phosphorgehalt (ASTM D3231-99) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

128 6 Ergebnisse
6.4.12 Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung und Schwefelgehalt
Ähnlich wie bei Phosphor treten Schwefelverbindungen hauptsächlich in den Samenbestandteilen
auf. Auch nach der Ölreinigung liegen Samenbestandteile im Öl
vor, die durch die Bestimmung der Gesamtverschmutzung nachweisbar sind. Wie
Abbildung 54 jedoch zeigt, besteht bei den untersuchten Rapsölen im Bereich der
geringen Schwefelgehalte kein Zusammenhang zwischen den Kennwerten Gesamtverschmutzung
und Schwefelgehalt.
mg/kg 9
Schwefelgehalt
10
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 mg/kg 325 350
Gesamtverschmutzung
Abbildung 54: Korrelation zwischen Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) und
Schwefelgehalt (ASTM D5453-93) von Rapsölkraftstoffen verschiedener
Herkunft

6.5 Prüfverfahren für Kälteverhalten und Zündwilligkeit
6 Ergebnisse 129
Im Folgenden werden die Ergebnisse zur Erarbeitung von Prüfverfahren für die
Ermittlung des Kälteverhaltens und der Zündwilligkeit vorgestellt.
6.5.1 Prüfverfahren für Kälteverhalten
Bearbeitet wurden zwei Verfahren zur Ermittlung des Kälteverhaltens, zum einen
die Simulation des Pumpverhaltens durch ein Filter definierter Porenweite und
kontinuierlicher Abkühlung des Rapsöls (Pumpverhalten nach ASG), zum anderen
die Messung der dynamischen Viskosität bei kontinuierlicher Abkühlung der Probe.
Die Arbeiten wurden von der Analytik-Service Gesellschaft, Augsburg, durchgeführt.
Die Entwicklung des Verfahrens zur Simulation des Pumpverhaltens durch ein Filter
gestaltete sich schwierig: Die Auswahl einer geeigneten Pumpe, die in einem
weiten Viskositätsbereich konstante Volumina fördert, erwies sich als problematisch,
ebenso die Wahl des geeigneten Filters. Außerdem bestanden Bedenken, in
welchem Maße das Messergebnis durch die Gesamtverschmutzung der Ölprobe
beeinflusst wird und wie aufwendig sich die Wahl praxisnaher Prüfparameter gestaltet.
Die Entwicklung des Verfahrens zur Simulation des Pumpverhaltens durch
ein Filter (Kälteverhalten nach ASG) wurde deshalb im Untersuchungsvorhaben
nicht weiter verfolgt, zumal bei der Ermittlung des Kälteverhaltens mittels Rotationsviskosimetrie
positive Ergebnisse erzielt werden konnten.
Bei diesem alternativen Verfahren werden mit einem Rotationsviskosimeter Viskositätsverläufe
bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Verweilzeiten
ermittelt. Ziel ist es, einen Verlauf der dynamischen Viskosität von Rapsöl bei einer
definierten Abkühlrate zu messen. Der Grenzwert wird vorgegeben durch die
Grenzviskosität, bei der Kraftstoffförderpumpen noch problemlos funktionieren.

130 6 Ergebnisse
Bei den Versuchen wurde ein Rotationsviskosimeter der Firma Haake verwendet.
Das Rotationsviskosimeter ist ein Messgerät, das in vielen Laboratorien zur Standardausrüstung
zählt und zum Beispiel bei der Messung der dynamischen Viskosität
von Motorölen verwendet wird. Das Gerät besteht aus einem Messkörper, der
in der Prüfflüssigkeit in einem temperierbaren Messbecher rotiert. Am Messkörper
wird das Drehmoment gemessen und daraus die dynamische Viskosität der Flüssigkeit
berechnet. Die Versuchseinrichtung mit ihren technischen Daten ist in
Abbildung 55 dargestellt. Die Viskosität wurde nach verschiedenen Verweilzeiten
bei Raumtemperatur, -5 °C, -10 °C und -20 °C ermittelt. Bei den ersten Messungen
ergab sich das Problem, dass durch Kondensation Wasser in die Messeinrichtung
gelangte. Dabei bildeten sich Eiskristalle, die schon in geringer Menge die
Viskosität der Probe veränderten. Als Abhilfe wurde die Messzelle mit einem Außenmantel
versehen, der mit Stickstoff gespült wurde. Es zeigte sich jedoch, dass
immer noch geringe Mengen Wasserdampf in die Messzelle diffundierten. Bei längeren
Verweilzeiten der Rapsölprobe bei bis zu -20 °C kommt es nach einiger Zeit
zu Messfehlern durch die Bildung von Eiskristallen. Durch weitere Optimierung der
Abdichtung konnte das Problem gelöst werden.
In einem nächsten Schritt wurde die Regelung für die Probenabkühlung programmiert.
Mit der zur Verfügung stehenden Gerätekonfiguration können nun Abkühlraten
zwischen ca. 0,05 K/min und 4 K/min realisiert werden.
Ra Ri L Messkörper
Messbecher
Flüssigkeit
Messkörper
Radius R i [mm] 19,36
Höhe L [mm] 58,08
Messbecher
Radius R a [mm] 21,0
Allgemein
Radienverhältnis Ra/Ri 1,0847
Spaltweite [mm] 1,64
Füllvolumen [cm3 ] 46,0
Abbildung 55: Aufbau und technische Daten des Rotationsviskosimeters

6 Ergebnisse 131
Abbildung 56 zeigt den Verlauf der dynamischen Viskosität von vier Rapsölproben
bei einer Abkühlrate von 0,5 K/min. Im unteren Temperaturbereich zeigen sich
deutlich Unterschiede zwischen Rapsölen aus konventionellen Rapssorten und
Rapsölen aus erucasäurehaltigen und hochölsäurehaltigen Rapssorten. In
Abbildung 57 ist zu sehen, dass bei einer höheren Abkühlrate von 2,5 K/min, die
dynamische Viskosität nicht so schnell ansteigt. Ein Unterschied im Kälteverhalten
zwischen eruca- und hochölsäurehaltigen Rapsölen zu Rapsölen aus konventionellen
Rapssorten ist zu erkennen. Abbildung 58 zeigt am Beispiel eines Rapsöls
der Rapssorte Mohikan, dass die Abkühlrate starken Einfluss auf das Kälteverhalten
nimmt: Je langsamer das Rapsöl abgekühlt wird, desto stärker steigt die dynamische
Viskosität im unteren Temperaturbereich.
700
600
500
400
300
200
Dynamische Viskosität mPas
hochölsäurehaltig, kaltgepresst
erucasäurehaltig, kaltgepresst
Sorte Mohikan, kaltgepresst
Vollraffinat
100
Abkühlrate: 0,5 K/min
0
-20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 °C 20
Temperatur
Abbildung 56: Dynamische Viskosität von Rapsöl, gemessen mit einem Rotationsviskosimeter,
bei einer Abkühlrate von 0,5 K/min

132 6 Ergebnisse
700
600
500
400
300
200
Dynamische Viskosität mPas
hochölsäurehaltig, kaltgepresst
erucasäurehaltig, kaltgepresst
Sorte Mohikan, kaltgepresst
Vollraffinat
100
Abkühlrate: 2,5 K/min
0
-26-24-22-20-18-16-14-12-10-8 -6 -4 -2 0
Temperatur
2 4 6 8 10 1214 16 °C 18 20
Abbildung 57: Dynamische Viskosität von Rapsöl, gemessen mit einem Rotationsviskosimeter,
bei einer Abkühlrate von 2,5 K/min
700
600
500
400
300
200
Dynamische Viskosität mPas
100
Abkühlrate 2,5 K/min
Abkühlrate 0,5 K/min
Abkühlrate 0,1 K/min
0
-20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 °C 20
Temperatur
Abbildung 58: Dynamische Viskosität von Rapsöl der Rapssorte Mohikan, gemessen
mit einem Rotationsviskosimeter, bei unterschiedlichen Abkühlraten

6 Ergebnisse 133
Zur weiteren Entwicklung des Prüfverfahrens ist es notwendig, eine praxisnahe
Abkühlrate, wie sie zum Beispiel in Kraftstoffleitungen im Winter auftritt, zu ermitteln.
Außerdem müssen bei den Herstellern von Kraftstoffförderpumpen die
Grenzviskositäten für den Betrieb der Pumpen recherchiert werden. Diese Arbeiten
konnten in der Laufzeit des Untersuchungsvorhabens nicht bewerkstelligt werden.
6.5.2 Prüfverfahren für Zündwilligkeit
Wie bereits in Kapitel 4.5 erwähnt erfolgt die Cetanzahlbestimmung von Dieselkraftstoff
nach DIN EN ISO 5165 [19], die Wiederholbarkeit des Prüfverfahrens
liegt bei 1,5 und die Vergleichbarkeit bei 2,5. Die Vergleichbarkeit von Ergebnissen,
die mit dem CFR-Motor und dem BASF-Prüfmotor ermittelt wurden, liegt
bei 3. Eine Bestimmung der Cetanzahl von Rapsölkraftstoff ist mit den üblichen
Prüfmotoren nicht möglich, da diese auf den Betrieb mit Dieselkraftstoff optimiert
sind. Eine Anpassung der Prüfmotoren für den Pflanzenölbetrieb ist aufwendig und
kostenintensiv, außerdem ist die Vergleichbarkeit der Ergebnisse für Rapsöl mit
den Ergebnissen für Dieselkraftstoff gering. Bei der Cetanzahlmessung von Rapsölkraftstoff
in den genannten, nicht auf Pflanzenöl optimierten Prüfmotoren, erfolgt
eine mangelhafte Einspritzung des Kraftstoffs. Dies führt zu einer unvollständigen
Verbrennung des eingespritzten Kraftstoffs. Zudem verkoken die Einspritzdüsen
bereits nach kurzer Prüfdauer. Eine annähernde Bestimmung der Cetanzahl im
BASF- oder CFR-Prüfmotor kann nur durch vorheriges Verdünnen des Rapsöls
mit dünnflüssigen Mineralölprodukten erreicht werden. Dies spiegelt jedoch nicht
die Verbrennung von Rapsölkraftstoff in einem Pflanzenölmotor wider.
Von der Firma Fueltech AS, Trondheim, Norwegen ist ein Messgerät „Fuel Ignition
Analyser“ (FIA) entwickelt worden, mit dem es möglich ist, die Zündqualität von
Kraftstoffen mit unterschiedlichster Viskosität zu messen. Die messbaren Kraftstoffe
reichen von niedrig viskosem Benzin bis hochviskosem Marine Schweröl
(HFO). Die Messeinrichtung gibt zur Hoffnung Anlass, dass damit der Zündverzug
und die Zündwilligkeit von Rapsölkraftstoff repräsentativ und reproduzierbar gemessen
werden kann.

134 6 Ergebnisse
Der FIA besteht aus einem beheizbaren Hochdruckzylinder, einem austauschbaren
Einspritzsystem, der Sensorik zur Aufnahme der Druckdaten sowie einer speziellen
Mikroprozessorsteuerung. Die Verbrennung des Kraftstoffs in der Prüfeinrichtung
erfolgt nach dem dieselmotorischen Prinzip. Zur Bestimmung der Zündwilligkeit
wird Kraftstoff in den Hochdruckzylinder eingespritzt, in dem sich verdichtete,
erhitzte Luft befindet. Die Temperatur des Hockdruckzylinders und damit die
Verbrennungstemperatur kann vorgewählt werden. Das Kraftstoff/Luft-Gemisch
zündet und verbrennt. Der Druckverlauf im Hochdruckzylinder bei der Verbrennung
wird gemessen und ausgewertet. Anhand von Zündverzug, Druckanstieg
und maximalem Druck wird ein Maß für die Zündwilligkeit des Kraftstoffs ermittelt.
Durch Kalibrierung der Prüfeinrichtung mit Referenzkraftstoffen mit bekannter Cetanzahl
ist es möglich, von der ermittelten FIA-CN (FIA-Cetanzahl) auf die Cetanzahl
zurückzuschließen, die mit einem Prüfmotor ermittelt wird.
Vorteile der Bestimmung der Cetanzahl mit dem FIA-Messgerät:
� die Messung hochviskoser Kraftstoffe ist möglich
� die Kraftstofftemperatur und somit die Viskosität des Kraftstoffs kann frei gewählt
werden
� die Temperatur des Verbrennungszylinders und damit die Motortemperatur
kann gewählt werden
� Messungen können vollautomatisiert durchgeführt und statistisch ausgewertet
werden
� das Volumen des benötigten Versuchskraftstoffes für eine Mehrfachmessung
beträgt nur 0,05 l im Gegensatz zum CFR- und BASF-Prüfmotor mit einem
Kraftstoffvolumen von 3 l
� anhand des Druckverlaufs im Zylinder kann zusätzlich das Verbrennungsverhalten
des Kraftstoffs untersucht werden
� verschiedene Einspritzsysteme und Einspritzdüsen können eingesetzt werden

6 Ergebnisse 135
Da die FIA-Prüfeinrichtung erst gegen Ende der Laufzeit des Untersuchungsvorhabens
publik wurde, konnten keine Testmessungen mit Rapsölkraftstoff mehr
durchgeführt werden. Außerdem sind noch Prüfparameter für die Messung von
Rapsölkraftstoff festzulegen. Für die Vergleichbarkeit der Ergebnisse muss eine
Kalibrierung mit Normkraftstoffen mit bekannter Cetanzahl erfolgen.
6.6 Schnelltests
Schnelltests sind zur laufenden Qualitätskontrolle geeignet, ersetzen aber nicht
eine Laboranalyse nach den aufgeführten Prüfbedingungen. Für die Kennwerte
Wassergehalt, Neutralisationszahl und Gesamtverschmutzung konnten Schnelltests
entwickelt werden, die eine grobe Abschätzung ermöglichen, ob die Grenzwerte
aus dem Qualitätsstandard eingehalten werden können. Für den Kennwert
Phosphorgehalt konnte keine praktikable Schnellbestimmungsmethode entwickelt
werden, da bei den erprobten Lösungsansätzen mit Chemikalien gearbeitet werden
müsste, die umfangreiche Sicherheitsvorkehrungen erfordern.
Die Schnelltests Wassergehalt, Neutralisationszahl und Phosphorgehalt wurden
von der Firma Analytik-Service Gesellschaft, Augsburg bearbeitet. Der Schnelltest
Gesamtverschmutzung wurde von der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik
entwickelt.
Die beschriebenen Schnelltests sollen in einem Schnelltestkoffer zusammengestellt
werden, der bei der Firma ASG Analytik-Service Gesellschaft, Augsburg zu
beziehen sein wird.

136 6 Ergebnisse
6.6.1 Schnelltest für Wassergehalt
Ziel bei der Entwicklung eines Schnelltests zur Wassergehaltsbestimmung ist es,
durch Zugabe einer Rapsölprobe zu einer bestimmten Menge Karl-Fischer Reagenz
anhand einer Farbumschlagsreaktion die Einhaltbarkeit des Grenzwerts zu
überprüfen.
In Anlehnung an DIN 51777-1 [34] (Karl-Fischer, direktes Verfahren) werden in
ersten Vorversuchen 10 ml einer Rapsölprobe mit einer Einwegspritze aufgenommen
und in ein Messglas überführt. Das Messglas ist von einem Schraubdeckel
mit Septum verschlossen. Mit einer zweiten Einwegspritze wird Karl-Fischer Reagenz
aufgenommen, mit der Nadel durch das Septum gestochen und das Reagenz
zur Rapsölprobe zugetropft und geschüttelt. Das Ende der Titration wird
durch einen Farbumschlag der Mischung angezeigt. Die verbrauchte Menge Reagenz
wird an der Spritze abgelesen und mit dem Reagenz-Titer multipliziert. Die
Vorversuche dienten dazu, zu prüfen, ob die ermittelten Wassergehalte für Probenvolumen
von 10 ml mit den nach pr EN ISO 12937 (coulometrisches Verfahren)
ermittelten Werten vergleichbar sind.
Tabelle 22 zeigt den Vergleich der Wasserbestimmung nach der coulometrischen
Methode pr EN ISO 12937 und dem Schnelltest an acht Rapsölproben. Es zeigt
sich, dass der Schnelltest zur Überprüfung des Grenzwerts (0,075 Masse-%) geeignet
ist und dass die Messwerte in der Größenordnung der Werte des ISO-
Prüfverfahrens liegen. Im Schnelltest ermittelte Werte weichen jedoch von den
analysierten Wassergehalten ab. Bei stärker gefärbten Ölen ist es außerdem
schwierig, den Farbumschlag in der geringen Probenmenge eindeutig festzustellen.
Hierin besteht eine Einschränkung des Schnelltests.

6 Ergebnisse 137
Tabelle 22: Vergleich von Wassergehalt in Rapsöl ermittelt nach Prüfverfahren
pr EN ISO 12937 und im Schnelltest
Wassergehalt nach Wassergehalt nach Schnelltest
Probennummer pr EN ISO 12937
[mg/kg]
[Masse-%] 1. Wiederholung 2. Wiederholung
1 0,075 0,070 0,071
2 0,060 0,062 0,064
3 0,071 0,072 0,070
4 0,038 0,034 0,036
5 0,082 0,081 0,079
6 0,091 0,093 0,093
7 0,097 0,095 0,094
8 0,049 0,044 0,042
Um die Praktikabilität zu verbessern wurde der Schnelltest in Anlehnung an
DIN 51777 weiterentwickelt: Ein 15 ml fassendes Headspace-Gläschen mit Lochdeckel
und Butylkautschukdichtung wird mit Karl-Fischer Reagenz befüllt. Das Volumen
des Karl-Fischer Einkomponentengemischs entspricht der Titermenge, die
bei einem Rapsölvolumen von 2 ml und einem Wassergehalt größer 0,075 Masse-
% einen Farbumschlag herbeiführt. Die Ausgangsfarbe des Karl-Fischer Reagenz
ist rot-braun, der Farbumschlag erfolgt in hellgelb. Mit einer Einwegspritze mit einem
Volumen von 2 ml wird eine Rapsölprobe von 2 ml aufgenommen. Die Spritzennadel
wird aufgesteckt und das Rapsölvolumen wird vollständig in das Gläschen
mit der Karl-Fischer Reagenz Vorlage eingespritzt. Die Mischung wird geschüttelt;
erfolgt ein Farbumschlag, liegt der Wassergehalt der Rapsölprobe über
dem Grenzwert nach dem RK-Qualitätsstandard. Tritt kein Farbumschlag ein,
kann weiter Kraftstoff zugetropft werden und so die Differenz zum Grenzwert abgeschätzt
werden.

138 6 Ergebnisse
Vorschrift zur Durchführung des Schnelltests Wassergehalt
1. Die Probenahme von Rapsölkraftstoff zur Ermittlung des Wassergehalts muss
in ein absolut trockenes, sauberes Gefäß mit dichtem Verschlussdeckel erfolgen.
Das Probengefäß aus Metall oder Glas muss vollständig befüllt werden.
2. Vor der Durchführung des Schnelltests wird geprüft, ob freies Wasser (zum
Beispiel Wasserlinse am Probengefäßboden) in der Probe vorliegt. Wird eine
Wasserlinse entdeckt, muss die Probe umso sorgfältiger homogenisiert werden.
Zur Homogenisierung wird die Rapsölprobe zum Beispiel fünf Minuten
kräftig geschüttelt.
3. Mit einer Einmalspritze werden ohne Kanüle genau 2 ml Rapsölprobe luftblasenfrei
eingesaugt. Dann wird eine Einmalkanüle aufgesetzt und die Probe
langsam in das Testglas mit dem Reagenz injiziert. Es wird beobachtet, ob ein
Farbumschlag von rot nach hellgelb stattfindet. Der Farbumschlag erfolgt bei
Rapsölproben mit einem Wassergehalt von 0,075 Masse-% exakt nach Zugabe
von 2 ml. Wird kein Farbumschlag beobachtet, wird der Grenzwert mit hoher
Wahrscheinlichkeit nicht überschritten.
4. Falls nach Zugabe von 2 ml Rapsölprobe kein Farbumschlag beobachtet wird,
sollte nochmals die Einwegspritze mit der Rapsölprobe befüllt werden und solange
Rapsöl in das Reagenz im Testgläschen langsam zugetropft werden, bis
der Farbumschlag eintritt. Die verbrauchte Rapsölmenge wird an der Spritze
abgelesen und anhand folgender Gleichung der Wassergehalt in der Rapsölprobe
abgeschätzt:
1
x = ⋅
y
0,
15
x: Wassergehalt der Rapsölprobe in Masse-%
y: Volumen der insgesamt zugetropften Rapsölprobe in ml
5. Das Testglas mit der Mischung aus Rapsöl und Karl-Fischer Reagenz muss
ordnungsgemäß entsorgt werden.

6 Ergebnisse 139
Der Wassergehalt in der Ölprobe und das Volumen Karl-Fischer Reagenz, das
einen Farbumschlag hervorruft, stehen in einem linearen Zusammenhang. Bei der
Durchführung des Schnelltests kann deshalb nicht nur die Einhaltung des Grenzwerts,
sondern auch annähernd der Wassergehalt der Ölprobe abgeschätzt werden.
Im Schnelltestkoffer werden die mit dem Karl-Fischer Reagenz befüllten Testgläschen
gebrauchsfertig zur Verfügung gestellt, so dass der Anwender nur noch das
Rapsölvolumen von 2 ml einspritzen und beobachten muss, ob ein Farbumschlag
erfolgt.
6.6.2 Schnelltest für Neutralisationszahl
Die Durchführung des Schnelltests Neutralisationszahl erfolgt analog zum Schnelltest
Wassergehalt. Beim Schnelltest Neutralisationszahl ist jedoch das Headspace-Gläschen
in Anlehnung an DIN EN ISO 660 [19] mit Natriumhydroxidlösung,
einem Lösungsmittelgemisch und dem Indikator p-Naphtolbenzein befüllt. Das Volumen
dieser Mischung beträgt 10 ml und führt bei Zugabe einer Rapsölprobe von
2 ml mit einer Neutralisationszahl größer gleich 2,0 mg KOH/g zu einem Farbumschlag
von blau nach rot.
Vorschrift zur Durchführung des Schnelltests Neutralisationszahl
1. Die Probenahme von Rapsölkraftstoff zur Ermittlung der Neutralisationszahl,
muss in ein trockenes, sauberes Gefäß erfolgen, das zu etwa 2/3 befüllt wird.
2. Die Rapsölprobe wird zum Beispiel durch fünfminütiges kräftiges Schütteln
homogenisiert.
3. Mit einer Einmalspritze werden ohne Kanüle genau 2 ml Rapsölprobe luftblasenfrei
eingesaugt. Dann wird eine Einmalkanüle aufgesetzt und die Probe
langsam in das Testglas mit dem Reagenz injiziert. Es wird beobachtet, ob ein
Farbumschlag von blau nach rot stattfindet. Der Farbumschlag erfolgt bei
Rapsölproben mit einer Neutralisationszahl von 2,0 mg KOH/g exakt nach Zugabe
von 2 ml. Wird kein Farbumschlag beobachtet, wird der Grenzwert mit
hoher Wahrscheinlichkeit nicht überschritten.

140 6 Ergebnisse
4. Falls nach Zugabe von 2 ml Rapsölprobe kein Farbumschlag beobachtet wird,
sollte nochmals die Einwegspritze mit der Rapsölprobe befüllt werden und so
lange Rapsöl in das Reagenz im Testgläschen langsam zugetropft werden, bis
der Farbumschlag eintritt. Die verbrauchte Rapsölmenge wird an der Spritze
abgelesen und anhand folgender Gleichung die Neutralisationszahl in der
Rapsölprobe abgeschätzt:
1
x = ⋅
y
x: Neutralisationszahl der Rapsölprobe in mg KOH/g
y: Volumen der insgesamt zugetropften Rapsölprobe in ml
5. Das Testglas mit der Mischung aus Rapsöl und der Testlösung muss ordnungsgemäß
entsorgt werden. Unverbrauchte Testlösung enthält freies Alkali
und darf deshalb nur mit Schutzbrille und Schutzausrüstung gehandhabt werden.
Im Schnelltestkoffer werden die gebrauchsfertig befüllten Testgläschen zur Verfügung
gestellt.
0,
4
6.6.3 Schnelltest für Gesamtverschmutzung
Bei der Entwicklung eines Schnelltests für Gesamtverschmutzung wurde versucht,
das Prüfverfahren DIN EN 12662 mit geringerem Probenvolumen und in vereinfachter
Form zu realisieren.
In Vorversuchen wird in einer 20 ml Einwegspritze aus einer repräsentativen, gut
homogenisierten Probe das Volumen für den Schnelltest aufgenommen. Auf die
Spritze wird ein Polycarbonat-Kunststofffilterhalter aufgesteckt, der mit einem
Membranfilter (Celluloseacetat, ∅ 25 mm, mittlere Porenweite 5 µm) bestückt ist.
Das gesamte Probenvolumen wird durch die Filtermembran gedrückt. Der Filterhalter
wird abgenommen und die Spritze wird mit Petrolether aufgezogen, anschließend
wird der Filterhalter wieder aufgesteckt. Das Petrolethervolumen wird
durch die Filtermembran gedrückt und damit der Rückstand auf der Membran ölfrei
gewaschen. Gegebenenfalls wird der Vorgang wiederholt.

6 Ergebnisse 141
Der Rückstand auf der ursprünglich weißen Membran (Filterfärbung) wird nach
Abdampfen des Lösungsmittels mit Abbildungen von Membranen bekannter Gesamtverschmutzung
verglichen und soll eine Entscheidung zulassen, ob der
Grenzwert von max. 25 mg/kg eingehalten werden kann.
Rapsölprobe 1 A
Filtermembran: 5 µm
Probevolumen: 20 ml
Lösungsmittel: 40 ml
Rapsölprobe 1 D
Filtermembran: 5 µm
Probevolumen: 10 ml
Lösungsmittel: 40 ml
Rapsölprobe 2 B
Filtermembran: 5 µm
Probevolumen: 20 ml
Lösungsmittel: 40 ml
Rapsölprobe 3 E
Filtermembran: 5 µm
Probevolumen: 10 ml
Lösungsmittel: 40 ml
Rapsölprobe 3 C
Filtermembran: 5 µm
Probevolumen: 20 ml
Lösungsmittel: 40 ml
Rapsölprobe 3 W F
Filtermembran: 5 µm
Probevolumen: 20 ml
Lösungsmittel: 40 ml
Abbildung 59: Filterfärbung beim Schnelltest Gesamtverschmutzung – Vorversuche
zum Vergleich verschiedener Rapsölproben und Verfahrensvarianten

142 6 Ergebnisse
Abbildung 59 zeigt erste Ergebnisse von Vorversuchen zur Praktikabilität des
Schnelltests. Die Rapsölproben 1 bis 3 weisen unterschiedliche Gesamtverschmutzungen
auf. Die Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662) von Rapsölprobe
1 beträgt 250 mg/kg von Rapsölprobe 2 190 mg/kg und von Rapsölprobe 3
5 mg/kg. Die Filterrückstände auf den Filtermembranen A, B und C lassen eine
abnehmende Gesamtverschmutzung von A nach C erkennen. Auch die Unterschiede
zwischen den Rückständen auf den Filtermembranen D und E sind deutlich.
Durch Filtermembran A und D wurde jeweils Rapsölprobe 1 gefiltert. Bei Filtermembran
A wurden 20 ml Probenvolumen, durch Filtermembran D 10 ml Probenvolumen
gedrückt. Größere Probenvolumina erfordern einen höheren Kraftaufwand
um die Probe durch die Filtermembran zu drücken. Darum ist der
Schnelltest auch nur für gereinigte Öle geeignet. Die Filtermembranen C und E
zeigen einen Vergleich der Probenvolumina 10 ml und 20 ml für ein Öl mit sehr
geringer Gesamtverschmutzung. Filtermembran F und C zeigen eine gute Wiederholbarkeit,
bei gleichen Versuchsparametern. Am Rand der Filtermembran zum
Beispiel bei C, E und F, an dem die Membran mit Hilfe einer Dichtung gegen den
Filterhalter abgedichtet wird, sind „Randeffekte“ wahrnehmbar. Beim Durchdrücken
des Öls oder/und Spülen des Filterrückstands werden die Partikel vermehrt
am Rand der Membran abgelagert. Die Partikel sind nicht mehr gleichmäßig über
die gesamte Filterfläche verteilt. Dies kann zu Fehlinterpretationen führen.
In den weiteren Arbeiten wurde systematisch der geeignete Porendurchmesser
der Filtermembran und das geeignete Probenvolumen bestimmt und anschließend
das günstigste Verhältnis von Probenvolumen und Lösungsmittelvolumen ermittelt.

Filtermembran
mittlerer
Porendurchmesser
in µm
Gesamtverschmutzung
nach DIN EN 12662
in mg/kg
Rapsölvolumen
in ml
Petrolethervolumen
in ml
9
10 20 30
10 20 30
1,2
10 20
10 20 30
51 250
10 20
20 30
6 Ergebnisse 143
9
10 20 30
10 20 30
5
51 250
10 20 30
20 30
10 20 30
10 20 30
Abbildung 60: Versuchsplan zur Entwicklung eines Schnelltests Gesamtverschmutzung
Der in DIN EN 12662 vorgeschriebene mittlere Porendurchmesser der Filter-
membran beträgt 0,8 µm. Filtermembranen der Größe ∅ 25 mm sind jedoch in
dieser Porosität nicht verfügbar. Darum wurde mit einer Filtermembran mit einem
mittleren Porendurchmesser von 1,2 µm geprüft, ob bessere Ergebnisse erzielt
werden können als mit Membranen mit einem mittleren Porendurchmesser von
5 µm. In Reihenversuchen wurden drei Rapsöle mit einer bekannten Gesamtverschmutzung
von 9 mg/kg, 51 mg/kg und 250 mg/kg im Schnelltest bestimmt. Der
Versuchsplan ist in Abbildung 60 dargestellt. Insgesamt wurden hierzu ca. 110
Schnelltests durchgeführt.
Ein Probenvolumen von 30 ml ist erforderlich, um deutliche Unterschiede zwischen
Rapsölen unterschiedlicher Gesamtverschmutzung zu erkennen. Es stellte
sich heraus, dass Filtermembranen mit einem mittleren Porendurchmesser von
1,2 µm nicht geeignet sind, die Verschmutzung einer 30 ml Rapsölprobe aufzunehmen.
Der Kraftaufwand wird zu groß, um die Probenmenge mit einer Einwegspritze
durch die Membran zu drücken.

144 6 Ergebnisse
Stark verschmutzte Rapsölproben erfordern auch bei der 5 µm Filtermembran einen
erheblichen Kraftaufwand beim Durchdrücken der Probe, der Vorgang kann
fünf Minuten und länger dauern. Ein Petrolethervolumen von 20 ml ist in der Regel
ausreichend, den Filterrückstand ölfrei zu waschen. Bevor mit Petrolether gewaschen
wird, sollte jedoch mehrmals mit Luft auf dem Filter haftendes Öl durch die
Membran gedrückt werden. Falls durch den durchsichtigen Spritzenvorsatzfilterhalter
zu sehen ist, dass nach dem Waschen mit 20 ml Lösungsmittel der Filterrückstand
noch nicht ölfrei ist, kann mit zusätzlichem Lösungsmittel gewaschen
werden. Die in den Vorversuchen aufgetretenen Randeffekte können weitgehend
vermieden werden, wenn die Spritze beim Durchdrücken der Rapsölprobe senkrecht
nach unten gehalten wird. Abbildung 61 zeigt den Filterrückstand im Schnelltest
von drei Rapsölproben unterschiedlicher Gesamtverschmutzung mit jeweils
drei Wiederholungen. In Abbildung 62 ist vergleichend dargestellt, wie sich verschiedene
Probenvolumina auf den Filterrückstand im Schnelltest Gesamtverschmutzung
auswirken.

6 Ergebnisse 145
Gesamtverschmutzung
(DIN EN 12662):
9 mg/kg
Gesamtverschmutzung
(DIN EN 12662):
51 mg/kg
Gesamtverschmutzung
(DIN EN 12662):
250 mg/kg
Filtermembran: 5 µm
Probenvolumen: 30 ml
Lösungsmittelvolumen: 20 ml
Abbildung 61: Filterrückstand dreier Rapsölproben mit unterschiedlicher Gesamtverschmutzung
im Schnelltest

146 6 Ergebnisse
Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662): 9 mg/kg
Probenvolumen: 10 ml
Probenvolumen: 20 ml
Probenvolumen: 30 ml
Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662): 51 mg/kg
Probenvolumen: 10 ml
Probenvolumen: 20 ml
Probenvolumen: 30 ml
Gesamtverschmutzung (DIN EN 12662): 250 mg/kg
Probenvolumen: 10 ml
Probenvolumen: 20 ml
Probenvolumen: 30 ml
Filter: 5 µm
Lösungsmittelvolumen: 20 ml
Abbildung 62: Schnelltest Gesamtverschmutzung – Auswirkung verschiedener
Probenvolumina auf den Filterrückstand

6 Ergebnisse 147
Im nächsten Schritt wurde die Wiederholbarkeit der Schnelltestbestimmung untersucht.
Mit ca. 30 Schnelltests wurden zusätzlich neun Rapsölproben unterschiedlicher
Gesamtverschmutzung mit je mindestens drei Wiederholungen geprüft.
Abschließend erfolgte die Erstellung eines Tableaus, anhand dessen die Zuordnung
der Rapsölproben zu einer bestimmten Gesamtverschmutzung erfolgen
kann. Abbildung 63 zeigt das Vergleichstableau zur Überprüfung der Einhaltbarkeit
des Grenzwerts von 25 mg/kg Gesamtverschmutzung mit dem Schnelltest Gesamtverschmutzung.
Proben mit einer Gesamtverschmutzung kleiner 25 mg/kg
hinterlassen nahezu keine Rückstände auf der Filtermembran.
Bei der Durchführung des Schnelltests ist besonders darauf hinzuweisen, dass die
Rapsölprobe vor der Untersuchung ausreichend homogenisiert wird. Es ist außerdem
zu empfehlen, dass an der zu untersuchenden Probe eine Mehrfachbestimmung
vorgenommen wird, da bei den Wiederholungen immer wieder leichte Abweichungen
aufgetreten sind. Der Filterrückstand weist zum Teil, bedingt durch
Alterung, unterschiedliche Färbung auf. Eine stärkere Färbung des Rückstands
darf aber nicht dazu führen, dass eine höhere Gesamtverschmutzung angenommen
wird. Bei der Zuordnung am Vergleichstableau sollte nur der tatsächliche
Rückstand berücksichtigt werden und nicht auch die Färbung des Rückstands.
Spritzenfiltervorsätze aus Polycarbonat sind vom Hersteller mit Silikondichtringen
ausgestattet. Silikon quillt jedoch bei Kontakt mit dem Lösungsmittel Petrolether.
Deshalb müssen die Dichtungen gegen rapsöl- und petroletherbeständige Elastomere
ausgetauscht werden. Spritzenfiltervorsätze aus Edelstahl sind meist mit
beständigen Teflondichtungen ausgerüstet, sind aber wesentlich teurer in der Anschaffung
als Filtervorsätze aus Kunststoff.
Alle nötigen Gerätschaften für die Durchführung des Schnelltests Gesamtverschmutzung
werden im Schnelltestkoffer zur Verfügung gestellt. Außerdem ist eine
genaue Vorgehensbeschreibung beigelegt.

148 6 Ergebnisse
Übliche Filterbeaufschlagung im Schnelltest
Gesamtverschmutzung
(DIN EN 12662)
(mg/kg)
9
24
Grenzwert: 25 mg/kg
34
37
51
Filter: 5 µm
Probenvolumen: 30 ml
Lösungsmittelvolumen: 20 ml
Abbildung 63: Vergleichstableau für den Schnelltest Gesamtverschmutzung – Gegenüberstellung
der Filterbeaufschlagung im Schnelltest und der
Gesamtverschmutzung ermittelt nach DIN EN 12662

6 Ergebnisse 149
Vorschrift zur Durchführung des Schnelltests Gesamtverschmutzung
1. Die Durchführung des Schnelltests ist nur in einem gut belüfteten Raum zulässig.
Das Lösungsmittel Petrolether ist flüchtig und als leicht entzündlicher, gesundheitsschädlicher
Stoff eingestuft. Feuerlöscheinrichtungen sind bereit zu
halten. Beim Umgang mit Petrolether, beziehungsweise mit petroletherhaltigen
Mischungen, sind Schutzbrille und Handschuhe, sowie geeignete Schutzkleidung
(Laborkittel) zu tragen.
2. Die Probenahme von Rapsölkraftstoff zur Ermittlung der Gesamtverschmutzung
muss in ein trockenes, absolut sauberes Gefäß mit dichtem Verschlussdeckel
erfolgen, das zu etwa 2/3 befüllt wird.
3. Alle benötigten Gerätschaften zur Durchführung des Schnelltests werden bereitgestellt.
Mit einer Filterpinzette wird eine Filtermembran (Celluloseacetat,
5 µm) entnommen und in den Spritzenfiltervorsatz gelegt. Anschließend wird
der Filtervorsatz zugeschraubt, wobei darauf zu achten ist, dass der Dichtring
richtig sitzt.
4. Die Rapsölprobe wird gut homogenisiert, zum Beispiel durch fünfminütiges
kräftiges Schütteln.
5. Die Probenflasche wird geöffnet und etwa 100 ml Probe werden möglichst zügig
in ein trockenes und sauberes 250 ml Becherglas geschüttet. Falls Zweifel
bestehen, ob das Becherglas absolut sauber ist, wird empfohlen, das Becherglas
ein- oder mehrmals mit der Rapsölprobe zu spülen und die Spülflüssigkeit
zu verwerfen.
6. Mit einer Einwegkunststoffspritze werden möglichst umgehend, ohne dass es
bei der Probe zu einer Entmischung kommt, 30 ml Probenvolumen aufgenommen.
7. Der mit einer Filtermembran bestückte Filtervorsatz wird auf die Spritze gesteckt
und die Rapsölprobe wird durch das Filter gedrückt. Dabei ist die Spritze
senkrecht nach unten zu halten, damit sich die Feststoffe möglichst gleichmäßig
auf der Filtermembran niederschlagen. Das Filtrat wird verworfen. Die
Spritze wird vom Filtervorsatz abgezogen.

150 6 Ergebnisse
8. Die Spritze wird mit Luft aufgezogen und die Luft wird nach erneutem Aufstecken
des Filtervorsatzes durch das Filter gedrückt. Der Vorgang wird gegebenenfalls
mehrfach wiederholt, bis keine flächigen Ölrückstände auf der Filtermembran
mehr zu erkennen sind. Dabei muss zum Luftaufziehen jeweils die
Spritze vom Filtervorsatz abgezogen werden.
9. Etwa 20 ml Petrolether werden aus der Vorratsflasche in ein 100 ml Becherglas
geschüttet. Die Spritze wird mit 20 ml Petrolether aufgezogen. Das Lösungsmittel
wird durch das Filter gedrückt, dabei muss die Spritze senkrecht
nach untern gehalten werden. Das Öl/Lösungsmittelgemisch wird in einer dicht
verschließbaren Flasche aufgefangen. Der Vorgang wird gegebenenfalls wiederholt,
bis zwischen Filtermembran und Filtergehäuse keine Ölspuren mehr
zu sehen sind. Die Spritze wird abgezogen.
10. Der Filterhalter wird vorsichtig geöffnet, die Filtermembran wird mit einer Pinzette
entnommen und auf eine Uhrglasschale oder Petrischale gelegt.
11. Nach ca. einer Minute ist das Lösungsmittel abgedampft und der Filterrückstand
kann mit den Abbildungen auf dem Tableau verglichen werden.
12. Glasgeräte werden am besten in einer Spülmaschine gründlich gereinigt und
getrocknet (fusselfrei!), die Einmalspritze wird weggeworfen.
13. Das Öl/Lösungsmittelgemisch sowie das restliche Lösungsmittel aus dem Becherglas
muss einer ordnungsgemäßen Entsorgung zugeführt werden.

6.6.4 Schnelltest für Phosphorgehalt
6 Ergebnisse 151
Phosphor liegt in Pflanzenölen in Form von Phospholipiden vor, freie Phosphate
sind nicht vorhanden. Mehrere Verfahren zur Bestimmung des Phosphorgehalts in
Pflanzenöl sind bekannt:
� DIN 51363-2 [26] Wellenlängendispersive Röntgenfloureszenz
� ASTM D3231-99 [4] Photometrische Bestimmung nach Veraschen der Probe
� E DIN 51363-3 [27] ICP-OES
Alle diese Bestimmungen benötigen jedoch einen hohen apparativen Aufwand und
können nur von geschultem Personal durchgeführt werden. Eine einfache Übertragung
eines dieser Bestimmungsverfahren auf einen Schnelltest ist nicht möglich.
Es wurde deshalb versucht, den Phosphorgehalt im Rapsölkraftstoff durch eine
Molybdänblau-Methode als sichtbare Färbung zu bestimmen. Dafür muss der
Phosphor als wasserlösliche Phosphorverbindung (Phosphorsäure) vorliegen.
Dies gelingt durch Einwirken von konzentrierter Schwefel- oder Perchlorsäure auf
das Rapsöl. Durch anschließende Reaktion mit Molybdat bildet sich das Phosphormolybdänblau.
Die Blaufärbung der Testlösung kann mit Hilfe von Vergleichslösungen
visuell beurteilt werden, um den Phopshorgehalt zu quantifizieren.
Problematisch bei dieser Methode ist die Handhabung von 96 %iger Schwefelsäure.
Bei höheren Wasseranteilen in der Probe kommt es außerdem zur Überhitzung
der Testlösung und ein Schwefelsäure/Probegemisch kann aus dem Teströhrchen
austreten. Aus sicherheitstechnischen Aspekten wurde diese Schelltestmethode
nicht weiter verfolgt. Ähnliche Bedenken gelten für den Aufschluss mit Perchlorsäure.

152 6 Ergebnisse
Die enzymatische Spaltung der Phospholipide und der anschließende Nachweis
des Phosphats mit der Molydänblau-Reaktion ist möglicherweise ein geeigneter
Weg, Phosphor in Rapsölkraftstoff im Schnelltest zu bestimmen. Es ist bekannt,
dass die Phospholipase C und D die Esterbindung zwischen den Fettsäureseitenketten
und dem Glycerin spalten. Der freiwerdende Phosphor könnte dann durch
Wasser extrahiert und mit der oben erwähnten Farbreaktion nachgewiesen werden.
Innerhalb der Projektlaufzeit konnte jedoch keine Abschätzung mehr getroffen
werden, ob mit Hilfe der enzymatischen Spaltreaktion, der Phosphorgrenzwert
von 15 mg/kg überprüft werden kann.
6.7 Probenahme und Probenlagerung von Rapsölkraftstoff
Das Ziel einer Probenahme von Rapsölkraftstoff ist, eine Teilmenge aus der Kraftstoffgesamtmenge
zu entnehmen, die repräsentativ für die Gesamtmenge ist. Mit
der Prüfung dieser Probe auf bestimmte Kennwerte wird in den meisten Fällen
beabsichtigt, die Gesamtkraftstoffmenge zu beurteilen. Eine Probenahme kann
aber auch zu dem Zweck erfolgen, dass nur eine Teilmenge der Gesamtmenge
beurteilt werden soll. Dies zum Beispiel, wenn die Zusammensetzung des Sediments
(Bodensatzes) in einem Tank interessiert. Wichtig ist deshalb, neben der
richtigen Entnahme einer Probe, die Probe auch mit den nötigen Informationen zu
versehen, nämlich, wann, von wem, wie und was entnommen wurde.
Die beiden Normen DIN 51750 Teil 1 [32] und Teil 2 [33] zur Probenahme bei Mineralölen
bilden auch die Grundlage für die Probenahme von Rapsölkraftstoff. Sie
beschreiben den Ablauf der Entnahme von Ölproben, dabei kann sich der Kraftstoff
in ruhendem (zum Beispiel in einem Tank) oder strömendem (zum Beispiel in
einer Kraftstoffleitung) Zustand befinden. Folgende Probenarten werden in Anlehnung
an DIN 51750-1 unterschieden:

6 Ergebnisse 153
1. Einzelprobe
Die Einzelprobe wird an einer örtlich abgegrenzten Stelle entnommen. Unterschieden
wird nach der Schicht, aus der die Probe entnommen wird in:
� Oberflächenprobe (0-5 cm unter der Oberfläche)
� Obenprobe (15 cm unter der Oberfläche)
� Oberschichtprobe (Mitte des oberen Drittels der Gesamthöhe)
� Mittelschichtprobe (50 % unter der Gesamthöhe der Oberfläche)
� Unterschichtprobe (Mitte des unteren Drittels der Gesamthöhe)
� Bodenprobe (aus dem untersten Bereich)
� Auslaufprobe (Auslaufstutzen oder Zapfeinrichtung)
2. Allschichtenprobe/Durchzugsprobe (alle Schichten über die Gesamthöhe)
3. Hauptstromprobe (Mischung aus Proben aus dem Auslauf)
4. Nebenstromprobe (Abzweig eines Nebenstroms, aus einer Leitung)
5. Sammelprobe (Probenmischung)
6. Durchschnittsprobe (Probenmischung aus proportionalen Teilen)
Als Probenahmegeräte können offene Stechheber, Verschlussstechheber, Tauchflaschen,
Tauchbomben oder Schöpfer eingesetzt werden.
Bei der Entnahme einer Nebenstromprobe wird, zum Beispiel durch einen Ablasshahn,
vom Hauptstrom ein dauernd fließender Nebenstrom in ein Aufnahmegefäß
geleitet. Dieser Nebenstrom muss einen für die Dauer der Probenahme etwa
gleichbleibenden Bruchteil des Hauptstromes darstellen.
Soll aus einer Zapfeinrichtung, zum Beispiel an einer Tankstelle, eine Probe entnommen
werden, wird der Kraftstoff durch die Zapfeinrichtung unmittelbar in das
Aufnahmegefäß geleitet. Ein ausreichender Vorlauf, mindestens aber 10 l, ist vor
der eigentlichen Probenahme zu entnehmen.

154 6 Ergebnisse
Die Probenahme soll von einer erfahrenen Person durchgeführt werden, die entsprechend
dem Probenzweck entscheidet, wie die Probe zu entnehmen ist. Die
Probenmenge soll für die gewünschte Untersuchung ausreichend bemessen sein.
Für eine Kraftstoffanalyse gemäß dem Qualitätsstandard für Rapsöl ist eine Probenmenge
von 1 l ausreichend.
Sollen Ölproben als Nachweis für eine vertraglich festgelegte gelieferte Qualität
dienen, so sind vier Ölproben je Einzelgebinde zu entnehmen. Eine Ölprobe verbleibt
beim Lieferanten, der für die Qualität garantiert, eine Ölprobe erhält der
Empfänger, eine Ölprobe erhält das Analyselabor und eine Ölprobe ist als Rückstellmuster
im Falle einer Schiedsanalyse aufzubewahren. Alle Ölproben sind von
beiden Vertragspartnern zu unterzeichnen und zu versiegeln.
Jede entnommene Probe ist ausführlich zu beschriften. Bewährt haben sich Anhängekarten
aus Karton mit Metallöse, die zum Beispiel mit Kabelbinder oder
Draht an dem Probenbehälter befestigt werden. Die Beschriftung erfolgt mit einem
öl- und wasserfesten Stift. Als Beispiel und Kopiervorlage kann das Etikett in
Abbildung 64 dienen, das in Anlehnung an DIN 51750-1 gestaltet wurde.
Abbildung 65 zeigt, wie das Etikett ausgefüllt werden sollte.
Als Probenbehälter sind sorgfältig gereinigte, trockene Gefäße mit dichten Verschlüssen
zu verwenden. Beispielsweise können hierfür Chemikalien-Weithalsflaschen
aus HDPE verwendet werden. Diese sind von geringem Gewicht, bruchsicher
und preisgünstig. Da HDPE aber nicht völlig wasserundurchlässig ist, sollten
Proben, die eine exakte Bestimmung des Wassergehaltes erfordern, in Braunglasflaschen
abgefüllt werden. Als Verschlüsse eignen sich Schraubverschlüsse
mit Dichtung und Rasterkranz. Nach dem Befüllen werden die Behälter sofort verschlossen
und, wenn erforderlich, verplombt oder versiegelt.
Bis zur Verwendung (Analyse) werden die Proben möglichst gleichbleibend kühl,
bei ca. 5°C und lichtgeschützt, zum Beispiel im Kühlschrank gelagert.

6 Ergebnisse 155
Anschrift des Probenehmers: ...................................................................................
Probe-Nr.: ..............................
...................................................................................
...................................................................................
...................................................................................
aus Lieferung von: ...................................................................................
entnommen aus (Behälter und Nr.): ...................................................................................
Produktionszeitpunkt: ...................................................................................
Art der Probenahme:
� Oberflächenprobe
� Obenprobe
� Oberschichtprobe
� Mittelschichtprobe
� Unterschichtprobe
� Bodenprobe
� Auslaufprobe
� Allschichtenprobe
� Hauptstromprobe
� Nebenstromprobe
� Sammelprobe
� Durchschnittsprobe
� ........................................................
........................................................
Erzeugnis / Sorte: ...................................................................................
Menge (Volumen und Anzahl Proben): .................................................................................
Probenahmegerät: ...................................................................................
Probenahmeort: ...................................................................................
Genaue Bezeichnung der
Probenahmestelle: ...................................................................................
...................................................................................
Datum: ................................................. Uhrzeit: .........................................................
Unterschrift des Probenehmers:............................................................................................
Abbildung 64: Musteretikett zur Beschriftung von Rapsölkraftstoffproben

156 6 Ergebnisse
Anschrift des Probenehmers: Egon Mustermann ........................................................
Probe-Nr.: RÖ-LTW-000825-1
Landtechnischer Verein in Bayern e.V.......................
Vöttinger Straße 36.......................................................
85354 Freising..............................................................
aus Lieferung von: Ölmühle Landtechnik, Spedition XY...........................
entnommen aus (Behälter und Nr.): BHKW, Tank 2 .............................................................
Produktionszeitpunkt: Kalenderwoche 28, Jahr 2000 ...................................
Art der Probenahme:
� Oberflächenprobe
� Obenprobe
� Oberschichtprobe
� Mittelschichtprobe
� Unterschichtprobe
� Bodenprobe
� Auslaufprobe
� Allschichtenprobe
� Hauptstromprobe
� Nebenstromprobe
� Sammelprobe
� Durchschnittsprobe
� ..........................................................
Vorlauf (12 l) verworfen.................
Erzeugnis / Sorte: Rapsölkraftstoff der Sorte Wotan, Ernte 1999......
Menge (Volumen und Anzahl Proben):4 Probenflaschen a 1 l ................................................
Probenahmegerät: keines ...........................................................................
Probenahmeort: Maschinenhalle, Landtechnik Weihenstephan...........
Genaue Bezeichnung der
Probenahmestelle: Auslaufhahn am Boden des 1000 l Edelstahltanks....
......................................................................................
Datum: 25.08.2000 ............................... Uhrzeit: 16:45 ..................................................
Unterschrift des Probenehmers: Egon Mustermann.........................................................
Abbildung 65: Beispiel für die Beschriftung einer Rapsölkraftstoffprobe
Die Befürchtung, dass beim Abfüllen von warmen Proben in Probenflaschen der
Wassergehalt im Rapsölkraftstoff durch die Feuchte des Luftüberstandes beeinflusst
wird, ist nicht unbegründet. Folgendes Beispiel soll dies verdeutlichen:
In eine Probenflasche mit 2 l Volumen werden 1 l Rapsöl mit einer Temperatur von
15 °C und einer Dichte von 920 g/l bei 1 bar Luftdruck abgefüllt. Das Luftvolumen
über der Probe soll gemäß Annahme eine Temperatur von 60 °C aufweisen und
die Luft soll mit Wasserdampf gesättigt sein (relative Feuchte = 100 %). Ein Liter
Luft enthält bei 60 °C und 100 % relativer Feuchte (Sättigungsfeuchte) 0,1602 g
Wasser [51]. Es wird weiterhin angenommen, dass das gesamte in der Luft enthaltene
Wasser im Rapsöl kondensiert, die Luft also nach der Kondensation „trocken“
ist. Der Wassergehalt im Rapsöl bei einer Temperatur von 15 °C würde dann in
diesem Extremfall um 0,0176 Masse-% ansteigen.
Wenn der Wassergehalt einer Rapsölkraftstoffprobe analysiert werden soll, ist
deshalb die Probenflasche immer vollständig zu befüllen und es muss darauf geachtet
werden, dass die Probe nicht heiß abgefüllt wird.

7 Ausblick
7 Ausblick 157
Der „Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff“ wurde am 23.05.2000 in Straubing
vom Arbeitskreis „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“ des Landtechnischen
Vereins in Bayern e.V. (LTV) verabschiedet. Die Arbeitskreisteilnehmer waren sich
einig, dass der Qualitätsstandard nach Ablauf von zwei Jahren überprüft und gegebenenfalls
überarbeitet werden sollte. Neben der Überprüfung und Aktualisierung
von Prüfverfahren sollen aktuelle Erfahrungen über verschiedene Kennwerte
und deren Grenzwerte, zum Beispiel Grenzwert für Schwefelgehalt, in die Diskussion
einfließen. Bis dahin sollten auch die Prüfverfahren zur Bestimmung des Kälteverhaltens
und zur Messung der Cetanzahl erarbeitet sein; außerdem sollen
Empfehlungen zur Festsetzung des jeweiligen Grenzwerts der beiden Kennwerte
abgegeben werden können.
Anregungen und Anmerkungen zum RK-Qualitätsstandard werden von der Arbeitsgruppe
Pflanzenöle an der TU München, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik,
Freising-Weihenstephan gesammelt.

158 8 Überführung des Standards in eine Norm
8 Überführung des Standards für Rapsöl als Kraftstoff in
eine Norm
Der „Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff“ hat nicht den Status einer nationalen
oder internationalen Norm. Der RK-Qualitätsstandard ist als eine Vereinbarung
über Qualitätsparameter und Grenzwerte zu verstehen, auf die sich verschiedene
Erzeuger von Rapsöl und Hersteller beziehungsweise Umrüster pflanzenöltauglicher
Motoren geeinigt haben.
Von verschiedenen Seiten wurde angeregt oder es als wichtig empfunden, den
Standard für Rapsöl als Kraftstoff in eine nationale oder internationale Norm zu
überführen. Nur eine Norm könne Grundlage sein für weitere Aktivitäten bei der
energetischen Nutzung von Rapsöl. Der erarbeitete Standard wurde übereinstimmend
als eine sehr gute Basis für die Normung von Rapsöl als Kraftstoff beurteilt.
Nationale Normen werden in Deutschland in Ausschüssen des DIN (Deutsches
Institut für Normung e.V., Berlin) erarbeitet. Die Normungsarbeit wird durch einen
Normungsantrag initiiert, der möglichst einen Normungsvorschlag enthalten soll.
Von jedermann kann ein Normungsantrag gestellt und persönlich vor dem Normungsausschuss
begründet werden. Wird der Antrag durch den zuständigen
Normenausschuss angenommen, wird das Vorhaben bekannt gemacht. Die fachliche
Arbeit wird von einem Expertengremium aus den interessierten Kreisen (zum
Beispiel Hersteller, Verbraucher, Handel, Wissenschaft, Prüfinstitute) geleistet.
Wenn der Inhalt entsprechend bearbeitet wurde, wird vom DIN ein Norm-Entwurf
publiziert. Eine Stellungnahme steht jedermann frei. Wer Einspruch erhoben hat,
wird zur Beratung der Stellungnahme eingeladen. Nach Einigung über den Inhalt
der Norm im Arbeitsausschuss wird die DIN-Norm beschlossen und zum Druck
freigegeben. Alle fünf Jahre wird eine Norm überprüft, ob sie noch dem Stand der
Technik entspricht. DIN-Normen stehen jedermann zur Anwendung frei. Eine Beachtung
von DIN-Normen erfolgt auf freiwilliger Basis. [14]
Es gilt zu diskutieren, ob es sinnvoll ist, nach Abschluss des Projektes einen Normungsantrag
beim Deutschen Institut für Normung zu stellen und wenn ja, von
wem dieser Antrag eingebracht werden soll.

9 Zusammenfassung
9 Zusammenfassung 159
Im Untersuchungsvorhaben „Begleitforschung zur Standardisierung von Rapsöl
als Kraftstoff für pflanzenöltaugliche Dieselmotoren in Fahrzeugen und BHKW“,
gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft
und Forsten, wurde ein „Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff (RK-
Qualitätsstandard) 05/2000“ erarbeitet.
Der Qualitätsstandard umfasst 15 Kennwerte mit den entsprechenden Prüfverfahren
und Grenzwerten, die zum einen Rapsöl charakterisieren und zum anderen
Qualitätsparameter für die spezielle Nutzung als Kraftstoff festschreiben. Als für
Rapsöl charakteristische Kennwerte wurden ausgewählt: Dichte (15 °C), Flammpunkt
nach P.-M., Heizwert, kinematische Viskosität (40 °C), Kälteverhalten,
Zündwilligkeit (Cetanzahl), Koksrückstand, Iodzahl und Schwefelgehalt. Zu den
variablen Eigenschaften, die der ständigen Qualitätskontrolle unterliegen sollen,
zählen: Gesamtverschmutzung, Neutralisationszahl, Oxidationsstabilität (110 °C),
Phosphorgehalt, Aschegehalt und Wassergehalt. Der RK-Qualitätsstandard ist auf
S. 73 abgedruckt.
Zur Überprüfung der Aussagekraft der Kennwerte, der Eignung der Prüfverfahren
und zur Festlegung der Grenzwerte wurden Literaturrecherchen und Expertengespräche
durchgeführt sowie zahlreiche Rapsölproben analysiert. Bei den Rapsölproben
handelte es sich zum einen um 28 Praxisproben, die von Ölmühlen und
aus Tanks pflanzenölbetriebener Blockheizkraftwerke gezogen wurden, zum anderen
um 29 Rapsölproben, die unter gleichbleibenden Bedingungen aus unterschiedlichen
Rapssaaten in der Ölgewinnungsanlage der Bayerischen Landesanstalt
für Landtechnik erzeugt wurden. Zusätzlich wurden Daten neu ausgewertet,
die den Einfluss der Ölgewinnungsanlage (Kaltpressung) auf die Ölqualität widerspiegeln.
Diese Analysenwerte stammen aus einem Ringversuch, bei dem mit einer
Charge Raps an 23 Ölmühlen Rapsöl erzeugt wurde.
Für die laufende Qualitätssicherung wurden Schnelltestmethoden, für die Kennwerte
Gesamtverschmutzung, Neutralisationszahl und Wassergehalt entwickelt.
Außerdem werden Empfehlungen zur Entnahme und Lagerung von Rapsölkraftstoffproben
gegeben.

160 10 Summary
10 Summary
Within the research project „Accompanying Study for Standardisation of Rapeseed
Oil as a Fuel for Diesel Engines, Suitable for Vegetable Oil in Vehicles and CHP
Plants” financed by the Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft
und Forsten a “Quality Standard for Rapeseed Oil as a Fuel (RK-
Qualitätsstandard) 05/2000” has been worked out.
This quality standard comprises 15 fuel parameters with corresponding testing
methods and limiting values, that on one hand characterise rapeseed oil and on
the other hand lay down quality criteria for fuel use. As characteristic for rapeseed
oil following properties where chosen: Density (15°C), flash point by P.-M., calorific
value, kinematic viscosity (40°C), low temperature behaviour, cetane number, carbon
residue, iodine number and sulphur content. Variable properties, that should
be subject to regular quality control, are: Contamination, acid value, oxidation stability
(110 °C), phosphorus content, ash content and water content. The quality
standard is presented on page 73.
To verify the expressiveness of the chosen parameters and the suitability of testing
methods and to stipulate limiting values, literary studies and expert discussions
were conducted as well as numerous oil samples analysed. 28 rapeseed oil samples
are practice samples, that derive from oil mills or storage tanks of vegetable
oil fuelled CHP-plants whereas 29 oil samples are produced out of different rapeseed
material under constant conditions in the oil mill of the Bayerische Landesanstalt
für Landtechnik. Additionally, some data were new analysed, that reflect the
influence of the oil production process (cold pressing) on oil quality. These data
derive from a test series, in which oil was produced in 23 different decentral oil
mills out of one homogenous amount of rapeseed.
For regular oil quality control, quick testing methods for analysing the parameters
contamination, neutralisation number and water content have been developed. In
addition recommendations for taking and storage of rapeseed oil samples are
given.

Literatur
Literatur 161
[1] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (1992): ASTM D1744-92
Standard Test Method for Determination of Water in Liquid Petroleum Products
by Karl Fischer Reagent.
[2] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (1993): ASTM D5453-93:
Standard Test Method for Determination of Total Sulfur in Light Hydrocarbons,
Motor Fuels and Oils by Ultraviolet Fluorescence.
[3] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (1996): ASTM D4629-96:
Standard Test Method for Trace Nitrogen in Liquid Petroleum Hydrocarbons
by Syringe/Inlet Oxidative Combustion and Chemiluminescence Detection.
[4] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (1999): ASTM D3231-99:
Standard Test Method for Phosphorus in Gasoline.
[5] Anon (1996). Verordnung über Anlagen zur Lagerung, Abfüllung und Beförderung
brennbarer Flüssigkeiten zu Lande. Verordnung über brennbare
Flüssigkeiten - VbF. Fassung vom 13. Dezember 1996, (BGBl. I S 1938,
ber. 1997 S. 447)
[6] ANON. (1997): 62. Leitsätze für Speisefette und Speiseöle - Vom 17. April
1997 (BAnz. Nr. 239 a v. 20.12.1997, GMBl. 1997 S. 856). In: Verlag C. H.
Beck (Hrsg.): Lebensmittelrecht - Loseblatt Textsammlung. München:
C.H.Beck'sche Verlagsbuchhandlung, 2, Anhang 2/62 S. 1-14
[7] ANON. (2000): Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff. Motortechnische
Zeitschrift, Vol. 61, Nr. 7/8, S. 436
[8] BAYERISCHE LANDESANSTALT FÜR BODENKULTUR UND PFLANZENBAU (1999):
Winter- und Sommerraps 1999 - Versuchsergebnisse aus Bayern. Freising:
Eigenverlag (49 Seiten)
[9] BASSHUYSEN VAN, R. und F. SCHÄFER (Hrsg.) (ohne Jahr): Shell Lexikon
Verbrennungsmotor, Supplement von ATZ und MTZ. Wiesbaden: Friedrich
Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH.
[10] BELITZ, H.D. und W. GROSCH (1992): Lehrbuch der Lebensmittelchemie.
Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag (966 Seiten)
[11] BOCKISCH, M. (1993): Nahrungsfette und -öle. Stuttgart: Eugen Ulmer
GmbH & Co (694 Seiten)
[12] CODEX ALIMENTARIUS COMISSION (1999): Report of the sixteenth session of
the codex comittee on fats and oils. ALINORM 99/17. London, United Kingdom,
8.-12. March 1999. Rom: Food and Agriculture Organization of the United
Nations (FAO), World Health Organization (WHO) (139 Seiten)
[13] DEUTSCHE GESELLSCHAFT FÜR FETTWISSENSCHAFTEN E.V. (Hrsg.) (2000):
DFG-Einheitsmethoden. Deutsche Einheitsmethoden zur Untersuchung von
Fetten, Fettprodukten, Tensiden und verwandten Stoffen. Loseblattsammlung.
Stuttgart: Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH
[14] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (2000): Über uns. http://www.din.de
[15] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (2000): DIN EN 590: Dieselkraftstoff.
Mindestanforderungen und Prüfverfahren. Beuth Verlag GmbH
[16] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1999): DIN EN ISO 660: Tierische
und pflanzliche Fette und Öle - Bestimmung der Säurezahl und der Azidität.
Beuth Verlag GmbH

162 Literatur
[17] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1997): DIN EN ISO 3104: Durchsichtige
und undurchsichtige Flüssigkeiten - Bestimmung der kinematischen
Viskosität und Berechnung der dynamischen Viskosität. Beuth Verlag
GmbH
[18] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1995): DIN EN ISO 3675: Bestimmung
der Dichte oder der relativen Dichte im Labor. Beuth Verlag GmbH
[19] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1999): DIN EN ISO 5165: Mineralölerzeugnisse
- Bestimmung der Zündwilligkeit von Dieselkraftstoffen - Cetan-Verfahren
mit dem CFR-Motor. Beuth Verlag GmbH
[20] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1995): DIN EN ISO 6245 Mineralölerzeugnisse
- Bestimmung der Asche. Beuth Verlag GmbH
[21] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1995): DIN EN ISO 10370: Bestimmung
des Koksrückstandes; Mikroverfahren. Beuth Verlag GmbH
[22] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1997): DIN EN ISO 12185: Rohöl
und Mineralölerzeugnisse - Bestimmung der Dichte - U-Rohr-Oszillationsverfahren.
Beuth Verlag GmbH
[23] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1993): DIN EN 22719: Bestimmung
des Flammpunktes; Verfahren nach Pensky-Martens im geschlossenen
Tiegel. Beuth Verlag GmbH
[24] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V.: DIN 38406-22: zurückgezogen, inzwischen
ersetzt durch: DIN EN ISO 11885 (1998-04) Wasserbeschaffenheit
- Bestimmung von 33 Elementen durch induktiv gekoppelte Plasma-
Atom-Emissionsspektrometrie. Beuth Verlag GmbH
[25] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1978): DIN 51363-1: Prüfung von
Mineralölen - Bestimmung des Phosphorgehaltes von Schmierölen und
Schmieröl-Wirkstoffen – Aufschlussverfahren und photometrische Bestimmung.
Beuth Verlag GmbH
[26] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1987): DIN 51363-2: Prüfung von
Mineralölen - Bestimmung des Phosphorgehaltes von Schmierölen und
Schmieröl-Wirkstoffen - Röntgenfluoreszenz-Analyse. Beuth Verlag GmbH
[27] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1998): DIN 51363-3 (Norm-
Entwurf): Prüfung von Mineralölen - Bestimmung des Phosphorgehaltes
von Schmierölen und Schmieröl-Wirkstoffen (Additive) - Direkte Bestimmung
durch optische Emissionsspektralanalyse mit induktiv angekoppeltem
Plasma (ICP/OES). Beuth Verlag GmbH
[28] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1983): DIN 51419: Prüfung flüssiger
Brennstoffe. Bestimmung der Gesamtverschmutzung von dünnflüssigen
Mineralölerzeugnissen. Beuth Verlag GmbH
[29] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1979): DIN 51558-1: Prüfung von
Mineralölen - Bestimmung der Neutralisationszahl - Farbindikator-Titration.
Beuth Verlag GmbH
[30] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1984): DIN 51575: Bestimmung der
Sulfatasche. Beuth Verlag GmbH
[31] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1997): E DIN 51606: Flüssige
Kraftstoffe - Dieselkraftstoff aus Fettsäuremethylester - Mindestanforderungen.
Beuth Verlag GmbH
[32] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1990): DIN 51750-1: Prüfung von
Mineralölen – Probenahme – Allgemeines. Beuth Verlag GmbH

Literatur 163
[33] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1990): DIN 51750-2: Prüfung von
Mineralölen – Probenahme - Flüssige Stoffe. Beuth Verlag GmbH
[34] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1983): DIN 51777-1: Prüfung von
Mineralöl-Kohlenwasserstoffen und Lösemitteln - Bestimmung des Wassergehaltes
nach Karl Fischer – Direktes Verfahren. Beuth Verlag GmbH
[35] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1989): DIN 51900-1: Prüfung fester
und flüssiger Brennstoffe - Bestimmung des Brennwertes mit dem Bomben-
Kalorimeter und Berechnung des Heizwertes - Allgemeine Angaben,
Grundgeräte, Grundverfahren. Beuth Verlag GmbH
[36] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1977): DIN 51900-3: Prüfung fester
und flüssiger Brennstoffe. Bestimmung des Brennwertes mit dem Bomben-
Kalorimeter und Berechnung des Heizwertes. Verfahren mit adiabatischem
Wassermantel. Beuth Verlag GmbH
[37] DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG E.V. (1995): DIN 53241-1: Bestimmung
der Jodzahl. Teil 1: Verfahren mit Wijs-Lösung. Beuth Verlag GmbH
[38] HEMMERLEIN, N.; V. KORTE und H. RICHTER (1991): Rapsöl als Kraftstoff für
Dieselmotoren. In: Scharmer, K. (Hrsg.): Biokraftstoffe für Dieselmotoren -
Stand der Technik, Erfahrungen aus Versuchs- und Demonstrationsprogrammen,
Zukunftsaussichten für Dieselkraftstoffe aus Pflanzenöl. Symposium
Nr. 13982/68.263 Technische Akademie Esslingen, Eigenverlag, Ostfildern.
[39] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (1994): ISO 3987: Mineralölerzeugnisse
- Schmieröle und Additive - Bestimmung der Sulfatasche.
Beuth Verlag GmbH
[40] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (1999): ISO/DIS 6245,
Ausgabe:1999-09: Petroleum products - Determination of ash (Revision of
ISO 6245:1993)
[41] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (1996): ISO 6886: Animal
and vegetable fats and oils - Determination of oxidation stability (Accelerated
oxidation test).
[42] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION (1996): ISO/DIS 12937:
Petroleum products - Determination of water - Coulometric Karl Fischer
titration method.
[43] KERN, C.; P. RICHTER und E. REMMELE (1996): Qualitätsanforderungen an
naturbelassene Pflanzenöle für die Verwendung als Kraftstoff - Protokoll zur
3. Sitzung des LTV-Arbeitskreises "Dezentrale Pflanzenölgewinnung" am
29.04.1996. Bayerische Landesanstalt für Landtechnik, Freising-
Weihenstephan: unveröffentlicht (29 Seiten)
[44] KERN, C. (1996): Qualitätsanforderungen an naturbelassene Pflanzenöle für
die Verwendung als Kraftstoff - Protokoll zur 1. Nachbesprechung zur 3.
Sitzung des LTV-Arbeitskreises "Dezentrale Pflanzenölgewinnung" am
13.06.1996. Bayerische Landesanstalt für Landtechnik, Freising-
Weihenstephan: unveröffentlicht (6 Seiten)
[45] KERN, C. und E. REMMELE (1996): Qualitätsanforderungen an naturbelassene
Pflanzenöle für die Verwendung als Kraftstoff - Protokoll zur 2. Nachbesprechung
zur 3. Sitzung des LTV-Arbeitskreises "Dezentrale Pflanzenölgewinnung"
am 22.08.1996. Bayerische Landesanstalt für Landtechnik,
Freising-Weihenstephan: unveröffentlicht (19 Seiten)

164 Literatur
[46] KERN, C.; B. WIDMANN; H. SCHÖN; K. MAURER und T. WILHARM (1997): Standardisierung
von Rapsöl - Kraftstoff für pflanzenöltaugliche Dieselmotoren.
Landtechnik, Vol. 52, Nr. 2, S. 68-69
[47] KERN, C.; B. WIDMANN und T. WILHARM (1998): Standardization of rapeseed
oil as fuel in adapted diesel engines. In: Biomass for Energy and Industry.
Proceedings of the International Conference Würzburg, Germany, 8-11 June
1998. Kopetz, H.; T. Weber; W. Palz; P. Chartier und G.L. Ferrero
(Hrsg.), C.A.R.M.E.N., Rimpar, S. 623-626
[48] MAURER, K. (1994): Standardisierung roher Pflanzenöle. In: VDI-
Gesellschaft Energietechnik (Hrsg.): Pflanzenöle als Kraftstoffe für Fahrzeugmotoren
und Blockheizkraftwerke; VDI-Berichte. Düsseldorf: VDI-
Verlag GmbH, 1126, S. 77-87
[49] NIERHAUVE, B. (2000): Neue Herausforderungen an konventionelle Kraftstoffe
zum Beginn des neuen Jahrtausends. mineralöl technik, Vol. 45, Nr. 6, S.
24
[50] PRANKL, H. (2000): Standardisation of Biodiesel. Final Report of NTB-net
Phase IV / Topic 1: Bundesanstalt für Landtechnik (BLT), Wieselburg, Österreich
(37 Seiten)
[51] PROFOS, P. und T. PFEIFER (Hrsg.) (1994): Handbuch der industriellen
Messtechnik. München: Oldenburg Verlag
[52] SAUER, H.D. (2000): Öko-Kraftstoff vom Bauernhof. VDI Nachrichten, Vol.
54, Nr. 22, S. 28
[53] THUNEKE, K. und C. KERN (1998): Emissionsverhalten von pflanzenölbetriebenen
BHKW-Motoren in Abhängigkeit von den Inhaltsstoffen und Eigenschaften
der Pflanzenölkraftstoffe sowie Abgasreinigungssystemen -
Literatur- und Technologieübersicht. Abschlußbericht für das Bayerische
Landesamt für Umweltschutz Az. 1/2-133-26757. Freising-Weihenstephan:
Eigenverlag TU München, Bayerische Landesanstalt für Landtechnik (105
Seiten)
[54] THUNEKE, K.; B.A. WIDMANN; E. REMMELE und C. KERN (1999): Standardization
of Rapeseed Oil as a Fuel in Adapted Diesel Engines. - In: Energy and
Agriculture towards the Third Millennium. AgEnergy '99, 2-5 June 1999, Athen.
Agricultural University of Athens (Hrsg.), Bd. 1, Eigenverlag, Athen, S.
228-235
[55] THUNEKE, K.; E. REMMELE; B. WIDMANN und T. WILHARM (2000): Standardisation
of Rapeseed Oil as a Fuel. In: 1 st World Conferernce and Exhibition
on Biomass for Energy and Industry. 5-9 June 2000 in Sevilla, Spain. Proceedings.
im Druck
[56] UNION ZUR FÖRDERUNG VON OEL- UND PROTEINPFLANZEN UFOP (Hrsg.)
(2000): Ölsaatenanbau in Deutschland. Rundschreiben Nr. I/13/00. Bonn.

Literatur 165
[57] WIDMANN, B.A. (1990): Fundamental Research to Develop a Standard for
Fuel Quality of Rape Seed Oils and Esters. In: Grassi, G.; G. Gosse und G.
Dos Santos (Hrsg.): Biomass for Energy and Industry - 5th E.C. Conference
1989 in Lisbon, Portugal. Essex, England: Elsevier Science Publishers Ltd.,
S. 1.651-1.655
[58] WIDMANN, B.A.; R. APFELBECK; B.H. GESSNER und P. PONTIUS (1992): Verwendung
von Rapsöl zu Motorentreibstoff und als Heizölersatz in technischer
und umweltbezogener Hinsicht. "Gelbes Heft" Nr. 40 (Gesamtbericht).
München: Eigenverlag BayStMELF. Forschungsbericht: TU München,
Bayerische Landesanstalt für Landtechnik, Freising-Weihenstephan
(650 Seiten)
[59] WIDMANN, B.A. (1994): Gewinnung und Reinigung von Pflanzenölen in dezentralen
Anlagen - Einflußfaktoren auf die Produktqualität und den Produktionsprozeß.
"Gelbes Heft" Nr. 51. München: Eigenverlag BayStMELF. Forschungsbericht:
TU München, Institut und Bayerische Landesanstalt für
Landtechnik, Freising-Weihenstephan (310 Seiten)
[60] WIDMANN, B.A. (1998): Pflanzenöl als Energieträger - Markt, Eigenschaften
und Standardisierung. In: Energetische Nutzung von Pflanzenölen - Fachtagung
am 20.10.1998 in Wackersdorf. Bayerisches Landesamt für Umweltschutz
(Hrsg.), München: Eigenverlag, S. 3-26
[61] WIDMANN, B. (1998): Production of vegetable oils in decentral plants and
aspects of quality management - Investigations on plants in practice to optimise
the process. In: Kopetz, H.; T. Weber; W. Palz; P. Chartier und G.L.
Ferrero (Hrsg.): Biomass for Energy and Industry. Proceedings of the International
Conference Würzburg, Germany, 8-11 June 1998. Rimpar,
Deutschland: C.A.R.M.E.N., S. 124-127
[62] WIDMANN, B.A.; K. THUNEKE und E. REMMELE (1999): Standardisierung von
Pflanzenölen. - In: Im Kreislauf der Natur - Naturstoffe für die moderne Gesellschaft.
7. Symposium. Würzburg 21.-22.06.1999. C.A.R.M.E.N. e.V.
(Hrsg.), C.A.R.M.E.N. e.V., Rimpar b. Würzburg: Eigenverlag, S. 147-165
[63] WIDMANN, B.A. (1999): Kraftstoffe auf Pflanzenölbasis - Stand der Technik
und Bewertung. In: Bayerisches Zentrum für angewandte Energieforschung
e.V. (Hrsg.): ZAE-Symposium 1999-Energiehaushalt von Straßenfahrzeugen.
Würzburg: Eigenverlag, S. 1-22

166 Anhang
Anhang
1. Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom 22.08.1996
2. Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom 02.03.1999
3. Protokoll zur 5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“,
vom 02.03.1999
4. Protokoll zur 6. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“,
vom 23.05.2000

Anhang 1 167
Anhang 1: Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom
22.08.1996
Eigenschaften/
Inhaltsstoffe
Dichte (15 °C)
kin. Viskosität (40 °C)
Flammpunkt nach
Pensky-Martens
Heizwert H u
Zündwilligkeit
(Cetanzahl)
Koksrückstand (nach
Conradson)
Kälteverhalten
Gesamtverschmutzung
Gesamtverschmutzung
mit 5 µm-Filter
Asche
Wassergehalt
Phosphorgehalt
Schwefelgehalt
Neutralisationszahl
Iodzahl
LTV-Arbeitskreis Dezentrale Pflanzenölgewinnung
Weihenstephan
Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl
als Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)
(Fassung vom 22.08.1996)
Einheit
g/ml
mm 2 /s
°C
kJ/g
-
Masse-%
°C
mg/kg
mg/kg
Masse-%
mg/kg
mg/kg
Masse-%
mg KOH/g
g/100 g
Grenzwert
min. max.
0,90 - 0,93
300
35
38
38
0,03
noch festzulegen
25
noch festzulegen
0,02
1000
25
0,03
1,5
120
Prüfverfahren
ISO 3675
ISO 3104
ISO 2719
DIN 51 900 T3
ISO 5165
ISO 10370
DIN V 51 608
DIN 51 419
in Anlehnung an
DIN 51 419
ISO 6245
ASTM D 1744
DIN 51 363 T1
ASTM D 5453
DIN 51 558 T1
DIN 53 241
98 2 BW 098

168 Anhang 2
Anhang 2: Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom
02.03.1999
LTV-Arbeitskreis Dezentrale
Pflanzenölgewinnung, Weihenstephan
Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl
als Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)
vom 22.08.1996, geändert am 02.03.1999
in Zusammenarbeit
mit:
Eigenschaften / Inhaltsstoffe Einheiten Grenzwerte Prüfverfahren
min. max.
für Rapsöl charakteristische Eigenschaften
Dichte (15 °C) g/ml 0,90 0,93
Flammpunkt (mit geschlossenem
Tiegel nach Pensky-Martens)
DIN EN ISO 3675
EN ISO 12 185
°C 220 DIN EN ISO 22 719
Heizwert kJ/kg 35000 DIN 51 900 T3
Kinematische Viskosität (40 °C) mm²/s 38 DIN EN ISO 3104
Kälteverhalten °C
Zündwilligkeit (Cetanzahl) — 38
noch
festzulegen
noch festzulegen
1) in Anlehnung an
ISO/DIS 5165
Iodzahl g/100 g 120 DIN 53 241-1
Schwefelgehalt Masse-% 0,001 ASTM D 5453
variable Eigenschaften
Gesamtverschmutzung mg/kg 25 DIN 51 419
Koksrückstand Masse-% 0,4 DIN EN ISO 10 370
Neutralisationszahl * )
Oxidationsstabilität min
Phosphorgehalt * )
mg KOH/g 2,0 ISO 660
noch
festzulegen
ISO 6886
mg/kg 15 2) ASTM D 3231
Sulfatasche Masse-% 0,01 3) DIN 51 575
Wassergehalt mg/kg 1000 DIN EN ISO 12 937
* ) Vorgaben der Motorenhersteller können vom angegebenen Grenzwert abweichen
1)
vorläufig, bis angepaßtes Prüfverfahren verfügbar
2)
vorläufig
3)
vorläufig, bis Grenzwert nach DIN 51 575 geprüft 99 1ER 033

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 169
Anhang 3: Protokoll zur 5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale
Pflanzenölgewinnung“
TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN
BAYER. LANDESANSTALT FÜR LANDTECHNIK
INSTITUT FÜR LANDTECHNIK
LANDTECHNISCHER VEREIN IN BAYERN E.V.
Arbeitsgruppe Pflanzenöle
Protokoll zur 5. Sitzung des LTV-Arbeitskreises
”Dezentrale Pflanzenölgewinnung”
Standardisierung von Pflanzenöl als Kraftstoff
am 02.03.1999, S1 im Zentralen Hörsaalgebäude, Freising-Weihenstephan
Leitung: Dr. Bernhard A. Widmann, Dr. Thomas Wilharm, Klaus Thuneke
Protokoll: Edgar Remmele, Sabine Glamser
Anwesende: gemäß Teilnehmerliste im Anhang
9:10 bis 9:15 Uhr
Begrüßung der Anwesenden
Prof. Dr. Dr. h.c. (AE) Hans Schön, Landtechnik Weihenstephan
Prof. Dr. Hans Schön, Vorstand und Direktor der Landtechnik Weihenstephan,
begrüßt die Arbeitskreisteilnehmer und unterstreicht in seiner Ansprache die Bedeutung
der nachwachsenden Rohstoffe für die Gesellschaft. Außerdem berichtet
Prof. Schön über die derzeitigen Umstrukturierungsvorhaben am Standort Weihenstephan
und über die Neugründung eines Kompetenzzentrums für Nachwachsende
Rohstoffe in Straubing.
Daß Forschung im Bereich Nachwachsende Rohstoffe an der Landtechnik Weihenstephan
besonders gut aufgehoben ist, zeigt Prof. Dr. Schön anhand einer
Systembetrachtung der Lebenszyklen von Nachwachsenden Rohstoffen: In allen
vier Phasen (Wachstum, Bereitstellung, energetische Umwandlung und Rückstandsmanagement)
kommt Technik zum Einsatz und beeinflußt wesentlich die
Qualität und Wirtschaftlichkeit von nachwachsenden Rohstoffen. Die auftretende
hohe biologische Variabilität der Ausgangsprodukte sieht Prof. Schön als Chance
aber auch als Aufgabe, die z.B. in der Standardisierung von biogenen Rohstoffen
münden muß. Eine Herausforderung ist dabei die Gesamtsystem-Betrachtung, mit
dem Ziel, Einflußgrößen auf den Prozeß zu gewichten und zu quantifizieren.
Prof. Dr. Schön wünscht der Veranstaltung einen guten Verlauf und hofft bei Gelingen
der Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff auf eine Signalfunktion für
andere biogene Energieträger.

170 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
9:15 bis 9:30 Uhr
Einführung in die Thematik
Dr. Bernhard Widmann, Landtechnik Weihenstephan
Dr. Widmann heißt zunächst die Teilnehmer des Arbeitskreises willkommen. Dies
sind unter anderem:
� die Firmen AAN, AMS, Elsbett-Technologie, VWP und Bio-Car, die pflanzenöltaugliche
Motoren herstellen bzw. umrüsten
� Produzenten von Pflanzenölen
� Komponentenhersteller für Ölgewinnungsanlagen
� Planungsbüros
� Wissenschaftler
In einem Rückblick zeigt Dr. Widmann den Verlauf und derzeitigen Stand der
Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff auf. Vorarbeiten zur Standardisierung
wurden an der Landesanstalt für Landtechnik der Universität Hohenheim, von
Herrn Karl Maurer geleistet. Vor ziemlich genau drei Jahren wurde dann im Rahmen
des Arbeitskreises "Dezentrale Pflanzenölgewinnung" an der Landtechnik
Weihenstephan der TU München in mehreren Sitzungen ein "vorläufiger Qualitätsstandard
für Rapsöl als Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)" verabschiedet und
von Kern, Widmann, Maurer und Wilharm veröffentlicht.
Inzwischen ist es der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik in Zusammenarbeit
mit der Analytik-Service-Gesellschaft (ASG), dem ersten akkreditierten Prüflabor
für Pflanzenöle in Deutschland, gelungen, ein Forschungsvorhaben zur ”Standardisierung
von Rapsöl als Kraftstoff” vom Bayerischen Staatsministerium für
Ernährung, Landwirtschaft und Forsten finanziert zu bekommen. Das Arbeitsprogramm
umfaßt unter anderem die Weiterentwicklung von Analysenmethoden (und
Schnelltests), ein Screening der Qualität von praxisüblichen Rapsölen durch chemisch/physikalische
Analysen, die Überprüfung und Festlegung von Grenzwerten
und die Erarbeitung von Vorschriften zur Probenahme und Erstellung von Rückstellmustern.
Zum Arbeitsprogramm gehört aber auch die Bestandsaufnahme und
die Sammlung offener Fragen, was zum großen Teil über diese Arbeitskreissitzung
erfolgen soll. Ziel der Arbeiten ist die Definition eines endgültigen Qualitätsstandards
für Rapsöl als Kraftstoff bis zum Juni 2000.
In dieser Sitzung des Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“ sollen offene
Fragen gesammelt werden und es soll geklärt werden, welche neuen Erkenntnisse
aus der Praxis zu der Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff vorliegen.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 171
9:30 bis 10:15 Uhr
Analysenverfahren für Pflanzenöle
Dr. Thomas Wilharm, Analytik-Service-Gesellschaft, Neusäß
Die im Vortrag verwendeten Folien sind im Anhang beigefügt.
Dr. Thomas Wilharm stellt zunächst vor, welche physikalischen und chemischen
Eigenschaften von Pflanzenölen in eine Anforderungsnorm aufgenommen werden
sollten. Es sind zum einen Eigenschaften, welche die Identifizierung des Kraftstoffes
erlauben, z.B. die Unterscheidung von Rapsöl-Kraftstoff und Dieselkraftstoff.
Mit den Kennwerten Dichte und Iodzahl können die beiden genannten Kraftstoffe
beispielsweise eindeutig voneinander unterschieden werden. Zum anderen sind es
Eigenschaften, die Einfluß auf die Verbrennung und das motorische Verhalten
nehmen und für die bestimmte Mindestqualitäten festgelegt werden müssen.
Kraftstoffeigenschaften, die das motorische Verhalten beeinflussen, sind zum Beispiel
die Zündwilligkeit, der Koksrückstand nach Conradson und der Phosphorgehalt.
Dr. Wilharm weist darauf hin, daß bestimmte Analyseverfahren zwar speziell für
fossile Dieselkraftstoffe erarbeitet wurden, jedoch auch für Pflanzenöl Gültigkeit
besitzen. Es sollte eine Überprüfung stattfinden, inwieweit die damit erzielten
Kennwerte vergleichbar sind und wie aussagekräftig diese sind.
Die Kennwerte, die in eine Anforderungsnorm für Rapsöl als Kraftstoff aufgenommen
werden, müssen den Chemismus von Pflanzenölen berücksichtigen.
So setzen beispielsweise Fettsäuren mit Doppelbindungen die Oxidationsstabilität
von Pflanzenölen herab. Eine Doppelbindung vermindert die Oxidationsstabilität
der Pflanzenöle um den Faktor 20, zwei Doppelbindungen um den Faktor 200 und
drei Doppelbindungen um ca. den Faktor 1000.
Die Esterbindungen sind hydrolytisch instabil. Begünstigt wird die Hydrolyse durch
Enzyme (die Hydrolase), das Vorhandensein von Wasser, Mikroorganismen, erhöhten
Temperaturen und Metallen, wie z.B. Kupfer.
Kennwerte der Anforderungsnorm, die der Charakterisierung des Stoffes dienen,
sind weitgehend konstant weil naturgegeben. Dies sind bei Rapsöl als Kraftstoff
zum Beispiel die Dichte, die kinematische Viskosität, der Heizwert, die Zündwilligkeit
(Cetanzahl) und die Iodzahl. Diese Kennwerte müssen deshalb nicht für jede
Charge bestimmt werden, wenn der Lieferant des Produktes zuverlässig ist.
Andere Eigenschaften werden durch Art und Beschaffenheit der Saat, den Ölgewinnungsprozeß
sowie Lagerung und Transport beeinflußt. Dies sind für Rapsöl
als Kraftstoff beispielsweise die Gesamtverschmutzung, die Asche, der Wassergehalt,
der Phosphorgehalt und die Neutralisationszahl.
Der Gehalt an Asche als Prüfkriterium ist auch Bestandteil der Anforderungsnorm
für Dieselkraftstoff und detektiert zum Beispiel Natrium- und Kalium-Ionen, die
Heißkorrosion verursachen können. Der Aschegehalt bei Dieselkraftstoff wird primär
durch unsachgemäße Lagerung beeinflußt.
Einflußfaktoren für den Wassergehalt von Rapsöl sind die Saatfeuchte, die Lagerung
und der Transport. Der Wassergehalt im Dieselkraftstoff ist kritischer zu betrachten
als im Pflanzenöl. Da fossiler Dieselkraftstoff unpolarer ist als Pflanzenöl,
bildet sich hier schon bei geringeren Wasserbeimengungen eine Grenzschicht
Wasser/Diesel aus, so daß Mikroorganismen wachsen können. Bei fossilem Dieselkraftstoff
ist deshalb der Grenzwert für Wasser niedriger angesetzt worden als
bei Rapsöl-Dieselkraftstoff.

172 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
Die Neutralisationszahl ist ein Maß für den Anteil freier Fettsäuren im Öl. Das Auftreten
freier Fettsäuren wird durch die Fetthydrolyse (s.o.) beeinflußt. Freie Fettsäuren
führen zu Korrosion und reagieren mit basischen Komponenten des Motorenöls.
Es kommt zu Oxidations- und Polymerisationsvorgängen im Motorenöl. Die
Neutralisationszahl von Pflanzenöl wird zudem durch die Probenahme und Lagerungsbedingungen
der Proben beeinflußt (Proben sind immer kühl zu lagern).
Bei der Revidierung der Anforderungsnorm für Rapsöl als Kraftstoff ist nach Meinung
von Dr. Wilharm zu überlegen, ob zusätzlich ein Kennwert für die Oxidationsstabilität
und den Alkaligehalt (Natrium, Kalium) aufgenommen werden sollte.
Bei folgenden Eigenschaften müssen nach Meinung von Dr. Wilharm Änderungen
vorgenommen werden:
Flammpunkt
Bei der Festlegung des Grenzwertes für den Flammpunkt > 300 °C ist anzumerken,
daß dieser "im offenen Tiegel" (open cup) bestimmt wurde. Diese Methode ist
für Pflanzenöle nicht geeignet, da sich beim Erhitzen von Pflanzenölen zuerst Pyrolyse-Produkte
bilden, die leicht entzündlich sind, jedoch nur im geschlossenen
Tiegel erfaßt werden. Die Methode "open cup" ist nur für Stoffe mit einem Flammpunkt
bis 65 °C zugelassen. Für Dieselkraftstoff mit einem Flammpunkt bis 380 °C
ist die Methode "closed cup" nach Pensky-Martens üblich. Die Vermischung von
Rapsöl mit Dieselkraftstoff läßt sich leicht über den Flammpunkt ermitteln: Bereits
1 % Dieselkraftstoff im Rapsöl senkt den Flammpunkt um 90 K von 240 °C auf
150 °C. Bei der erforderlichen Absenkung des Grenzwertes für den Flammpunkt
sind keine nachteiligen Auswirkungen bei der Einstufung des Kraftstoffes in VbF-
Klassen zu befürchten.
In der Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (VbF) werden brennbare Flüssigkeiten
eingeteilt in:
Gefahrenklasse A:
Flüssigkeiten, die einen Flammpunkt nicht über 100 °C haben und hinsichtlich der
Wasserlöslichkeit nicht die Eigenschaften der Gefahrenklasse B aufweisen, und
zwar
Gefahrenklasse A I:
Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt unter 21 °C,
Gefahrenklasse A II:
Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von 21 °C bis 55 °C,
Gefahrenklasse A III:
Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt über 55 °C bis 100 °C;
Gefahrenklasse B:
Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt unter 21 °C, die sich bei 15 °C in Wasser
lösen oder deren brennbare flüssige Bestandteile sich bei 15 °C in Wasser lösen.
Rapsöl ist demnach nicht in eine VbF-Klasse eingestuft.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 173
Koksrückstand (nach Conradson)
Der bisherige Grenzwert von 0,03 Masse-% sollte nach Vorschlag auf 0,4 Masse-
% angehoben werden. Auf die Destillation des Pflanzenöls, wie bei fossilem Dieselkraftstoff
üblich, wird verzichtet, da bei der Destillation nach ISO 3405 größere
Mengen Pyrolyseprodukte entstehen. Die Destillation kann deshalb nur bis zu ca.
70% aufgefangenes Volumen durchgeführt werden.
Der bisherige Grenzwert von 0,03 Masse-% kann in der Regel bei Pflanzenölen
nicht eingehalten werden.
Schwefelgehalt
Ein Schwefelgehalt von 10 ppm (entspricht 0,001 Masse-%) wurde bisher von keiner
der von ASG untersuchten Rapsölproben überschritten. Der derzeitige Grenzwert
für Rapsöl als Kraftstoff liegt bei 300 ppm. Für fossile Dieselkraftstoff wird in
Europa ein Grenzwert von 100 ppm Schwefel angestrebt, die Kraftstoffhersteller
verlangen in ihrer "world wide fuel charta" sogar maximal 30 ppm, und für City
Diesel max. 10 ppm Schwefel. Niedrige Schwefelgehalte sind nicht nur aufgrund
geringerer Schwefeldioxid-Emissionen zu fordern, sondern auch um den Einsatz
von Oxidationskatalysatoren und SCR-Katalysatoren zu ermöglichen. Eine Absenkung
des Grenzwerts demonstriert, daß Rapsöl ein naturgegeben umweltfreundlicher,
schwefelemissionsarmer Kraftstoff ist und zu einem positiven Image von
Rapsöl als Kraftstoff beiträgt.
Vorgeschlagen wird für Rapsöl ein Grenzwert von 30 ppm.
Redaktionelle Überarbeitung von Normen
Zum Teil wurden die in der Anforderungsnorm für Rapsöl als Kraftstoff zitierten
Normen zwischenzeitlich umbenannt oder in eine europäische oder internationale
Norm überführt. Diese Normen müssen bei der Revidierung der Anforderungsnorm
aktualisiert werden.
Kälteverhalten
Das Analyseverfahren zur Ermittlung der Kältestabilität muß festgelegt und gegebenenfalls
angepaßt werden. Anschließend erfolgt die Festlegung eines Grenzwerts.
Oxidationsstabilität
Dr. Wilharm schlägt vor, die Eigenschaft "Oxidationsstabilität" neu in den Standard
mit aufzunehmen. Das Prüfverfahren mit dem Rancimat sieht vor, die Pflanzenölprobe
in einem Probegefäß auf Prüftemperatur (100 oder 120°C) zu erhitzen. Die
Probe wird dann mit einem Luftstrom von 20 l/h oxidiert. Flüchtige Oxidationsprodukte
werden in einer Leitfähigkeitszelle aufgefangen. Der Anstieg der Leitfähigkeit
wird registriert. Als Induktionszeit wird anschließend der Zeitraum ausgewertet
bis die Leitfähigkeit, bedingt durch das Auftreten der ersten flüchtigen Oxidationsprodukte,
stark ansteigt. Als Grenzwert für die Oxidationsstabilität wird die Induktionszeit
in Minuten angegeben. Die Oxidationsstabilität gibt Auskunft über eine
Vorschädigung des Produktes, zum Beispiel durch zu hohe Temperaturen bei
Verarbeitung oder Sauerstoffzutritt bei der Lagerung. Der Grenzwert wird noch mit
durchzuführenden Analysen und einem eingehenden Literaturstudium festgelegt.

174 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
Die Peroxidzahl als Kennwert ist für die Bestimmung der Oxidationsstabilität nicht
geeignet, da beim Altern zuerst die Peroxidzahl zunimmt, dann aber wieder sinkt.
Damit kann keine Unterscheidung zwischen einem leicht und einem extrem stark
vorgeschädigten Pflanzenöl getroffen werden.
10:15 bis 10:30 Uhr
Diskussion
� Wird eine Standardisierung für Pflanzenöle allgemein vorgenommen, oder erfolgt
die Standardisierung nur für Rapsöl als Kraftstoff?
� Der Titel des Standards soll lauten: "Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff".
Durch den Grenzwert der Iodzahl ist die Anwendbarkeit für andere
Pflanzenöle begrenzt. Über einen erläuternden Text zur Anwendbarkeit,
kann außerdem eventuell eine Eingrenzung auf Rapsöl erfolgen. Die ausführliche
Diskussion der Frage wird zurückgestellt.
� Wie kann die Eigenschaft Kälteverhalten geprüft werden?
� Dr. Wilharm erklärt das ASG-Verfahren, bei der eine Ölprobe kontinuierlich
abgekühlt wird und mit Hilfe einer Pumpe über ein Filter geleitet wird. Probleme
bei der Durchführung des Prüfverfahrens ergaben sich bisher durch
die verwendete Kraftstoffpumpe, die für die hohe Viskosität von Pflanzenölen
nicht geeignet ist. Weitere Arbeiten zur Festschreibung des Verfahrens
sind erforderlich.
� Können für die genannten Kenngrößen im Standard Schnelltests angeboten
werden, die eine rasche Überprüfung der Kraftstoffqualität vor Ort ermöglichen?
� Im Rahmen des genannten Untersuchungsvorhabens sollen Schnelltests
für bestimmte Kenngrößen entwickelt und in einem entsprechenden Analysenkoffer
zusammengestellt werden.
� Auf welche Analysen gehen die genannten Analysenwerte zurück? Gibt es
Korrelation zwischen bestimmten Eigenschaften? Treten "Ausreißer" bei einer
bestimmten Eigenschaft auch bei anderen Eigenschaften auffällig hervor?
� Ein Teil der Analysenwerte stammt aus angelieferten Pflanzenölproben, die
bei der Firma ASG und der Hauptversuchsanstalt Weihenstephan untersucht
wurden, andere Analysenwerte stammen aus einem Ringversuch an
bayerischen Ölgewinnungsanlagen mit einer Charge Raps, der von der
Landtechnik Weihenstephan durchgeführt wurde und den daraus hervorgegangen
Ölproben, die von der Firma ASG analysiert wurden. Eine Korrelation
zwischen bestimmten Eigenschaften ist denkbar, so zum Beispiel zwischen
der Gesamtverschmutzung und der Verkokungsneigung.
� Wie ist die Ölalterung zu bewerten und welche Rückschlüsse lassen sich aus
der Oxidationsstabilität ziehen? Kann eine Ölalterung auch über andere Eigenschaften
zum Beispiel die Viskosität oder die Färbung erkannt werden?
� Eine Ölalterung tritt nicht zwingend bei der Öllagerung auf, ausschlaggebend
sind die Lagerbedingungen. Die Induktionszeit bei der Ermittlung der
Oxidationsstabilität läßt Rückschlüsse auf den Gehalt an Hydroperoxiden
und Epoxiden zu, die als sehr reaktive Stoffe Radikalreaktionen initiieren
und eine beschleunigte Polymerisation bewirken. Der Viskositätsanstieg
oder die Änderung der Ölfarbe sind zu wenig sensitiv um eine Ölalterung
anzuzeigen.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 175
� Kann die Ölsaat vor der Verarbeitung getestet werden, ob Sie bereits gealtert
ist?
� Eine Überprüfung der Neutralisationszahl und der Oxidationsstabilität ist
möglich neue Erkenntnisse werden von laufenden Forschungsprojekten an
der Landtechnik Weihenstephan erwartet.
� Welche Kosten für Analysen fallen an?
� Bestimmung der Viskosität ca. DM 30,-
� Bestimmung der Oxidationsstabilität ca. DM 80,-
10:30 bis 11:00 Uhr
Kaffeepause
11:00 bis 11:35 Uhr
Stand der Standardisierung
Klaus Thuneke, Landtechnik Weihenstephan
Klaus Thuneke stellt zu Beginn seines Vortrags die Entwicklung der Standardisierung
von Rapsöl als Kraftstoff dar. Anlaß für die Bestrebungen um eine definierte
Rapsölqualität waren vermehrt auftretende Störfälle, die beim Betrieb von Pflanzenölmotoren
aufgetreten waren. Ob dafür eine vom Ölerzeuger gelieferte mangelhafte
Ölqualität, eine zu geringe Sorgfalt bei Lagerung und Transport oder eine
unausgereifte Motortechnik verantwortlich waren, konnte meist nicht eindeutig geklärt
werden. Fest steht allerdings, daß ein sicherer und umweltschonender Betrieb
von Motoren nur dann möglich ist, wenn der Kraftstoff gewisse Mindestanforderungen
erfüllt.
Deshalb war es Ziel der 3. AK-Sitzung im Rahmen des Arbeitskreises „Dezentrale
Planzenölgewinnung“ vor knapp drei Jahren, sich auf eine allgemein akzeptierte
Mindestqualität für Pflanzenöl als Kraftstoff zu einigen. Die damals ca. 60 Teilnehmer
setzten sich aus Motorenherstellern, Ölmühlenbetreibern, Anlagenherstellern,
Vertretern von Analyseinstituten, Wissenschaftlern sowie Vertretern der Ministerien
zusammen. In insgesamt drei Sitzungen wurden 15 Kennwerte mit entsprechenden
Grenzwerten und Analyseverfahren festgelegt, die in dem heute
weithin bekannten vorläufigen Qualitätsstandard für Rapsöl mündeten.
Klaus Thuneke stellt daraufhin die einzelnen Kenngrößen des Qualitätsstandards
dar und beschreibt deren Abhängigkeit vom Produktionsverfahren sowie Ihre
Auswirkungen auf den motorischen Betrieb (vgl. Anhang).
Anschließend werden die in der Praxis vorkommenden Analysenwerte dem
Grenzwert des vorläufigen Standards gegenübergestellt und aufgezeigt, ob die
Grenzwerte in der Praxis eingehalten werden können, und ob sie gegebenenfalls
zu korrigieren sind (vgl. Anhang).
Die Vergleiche zwischen Analysenwerten von Praxis-Ölproben und den Grenzwerten
des vorläufigen Standards zeigen, daß einzelne Grenzwerte (Koksrückstand,
Gesamtverschmutzung, Wassergehalt, Neutralisationszahl) nicht immer eingehalten
werden können. Deshalb, aber auch aufgrund fortschreitender Entwicklung in
der Motoren- und Katalysatortechnik (veränderte Ansprüche an den Kraftstoff) sowie
in der Analytik, ist eine Diskussion über eine Korrektur dieser Werte erforderlich.

176 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
Zusätzlich zu den Fragen, die in der letzten Sitzung des Arbeitskreises offen
geblieben sind (z.B. Filtergröße bei der Bestimmung der Gesamtverschmutzung,
Festlegung des Kälteverhaltens) haben sich noch neue ergeben. Herr Thuneke
stellt die Anmerkungen zum derzeitigen Standard vor, die die Eingeladenen mit
Ihrer Rückantwort eingereicht haben. Die Anmerkungen sind, der jeweiligen Kenngröße
zugeordnet, dem Anhang zu entnehmen. Diese betreffen: Koksrückstand,
Phosphorgehalt, Schwefel, Neutralisationszahl und Iodzahl. Außerdem wurde vorgeschlagen,
die Anzahl der Kennwerte stark einzuschränken, um die Analysenkosten
zu reduzieren.
Herr Thuneke bittet die Teilnehmer, weitere Einwände und Anregungen vorzutragen,
die am Nachmittag dann gemeinsam diskutiert werden sollen, um damit beizutragen,
die vorläufige Form des Qualitätsstandards zum Ende des Projekts (ca.
Mitte 2000) in eine endgültige Fassung zu überführen.
11:35 bis 12:00 Uhr
Diskussion und Sammlung offener Fragen
� Ist das Ziel der Veranstaltung die Standardisierung von Pflanzenölen oder
Rapsöl? Ist eine Ausgrenzung anderer Öle sinnvoll?
� Zunächst soll sich die Standardisierung auf Rapsöl beziehen, da hierfür die
meisten Erfahrungen vorliegen. Später kann der Standard auf andere
Pflanzenöle erweitert werden. Es wird vereinbart, daß im Standard die
Trennung zwischen für Rapsöl charakteristische Eigenschaften und Eigenschaften,
die das motorische Verhalten beeinflussen und für alle Pflanzenöle
Bedeutung haben, deutlich herausgehoben wird.
� Für die Hersteller pflanzenöltauglicher Motoren sind nur die Eigenschaften relevant,
welche das Betriebsverhalten und Emissionsverhalten des Motors beeinflussen.
Kann die Anzahl der vorgeschlagenen Eigenschaften reduziert
werden?
� Eigenschaften, welche den Kraftstoff charakterisieren, müssen nicht zwingend
analysiert werden, um Aussagen über die Kraftstoffqualität machen zu
können.
� Gibt es andere Kenngrößen, die noch nicht im Standard aufgenommen sind
aber für das motorische Verhalten relevant sind?
� Der Standard hat vorläufigen Charakter, weitere Kenngrößen können bis
zur Erstellung des endgültigen Standards aufgenommen werden.
� Als Grenzwert für den Flammpunkt wird > 100 °C vorgeschlagen.
� Die Überprüfung der Zündwilligkeit (Cetanzahl) in einem nicht auf Pflanzenöle
angepaßten Prüfmotor ist wenig aussagekräftig.
� Bei der Angabe der Gesamtverschmutzung sollte zwischen Schleimstoffen und
festen Verunreinigungen unterschieden werden.
� Die Anmerkungen werden aufgenommen, die Diskussion wird jedoch auf
den Nachmittag zurückgestellt.
� Um Mißverständnisse auszuschließen, sollte anstelle von Kältefestigkeit der
Begriff Kälteverhalten verwendet werden.
� Der Begriff Kälteverhalten beschreibt die Eigenschaft besser. Kältefestigkeit
ist ein ungeeigneter Begriff.
� Welche Probleme verursacht ein erhöhter Wassergehalt? Warum ist bei der
Normung von Fatty Acid Methyl Ester (FAME) ein maximaler Wassergehalt von
500 ppm in der Diskussion?

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 177
� Bei der Vermischung von Diesel und Rapsölmethylester (RME) im Tank
und erhöhten Wassergehalten treten Probleme auf, zum Beispiel Befall mit
Mikroorganismen. Bei einem Wassergehalt größer 3000 ppm tritt in der
Einspritzpumpe durch die hohen Drücke eine Entmischung auf. Dies kann
zu Korrosion in der Einspritzpumpe und Kavitation an den Einspritzdüsen
führen.
� Besteht zwischen dem Anteil freier Fettsäuren, bestimmt über die Neutralisationszahl
und der Oxidationsstabilität ein Zusammenhang? Wenn ja, welche
Kenngröße ist aussagekräftiger?
� Die Kenngrößen beschreiben unterschiedliche Vorgänge: Die Neutralisationszahl
beschreibt den Fortgang der Hydrolyse, die Oxidationsstabilität beschreibt
die Vorschädigung des Produktes durch Oxidationsvorgänge. Beide
Kenngrößen geben Hinweise auf die Ölalterung.
� Der Phosphorgehalt im Öl läßt sich durch neue Prüfverfahren wesentlich genauer
bestimmen. Der Grenzwert für Phosphor könnte nun auch aufgrund des
geringeren Meßfehlers der Prüfmethode gesenkt werden.
� Wie hat eine korrekte Probenahme aus dem Öl zu erfolgen? Wie müssen Ölproben
gelagert werden?
� Kann Verschmutzung im Öl über Trübung ermittelt werden?
� Wie häufig müssen Öle analysiert werden, bei jeder Charge oder nur bei
Wechsel des Lieferanten?
� Wie lassen sich Kenngrößen aus dem Standard durch die Wahl der Saat und
durch den Ölgewinnungsprozeß beeinflussen? Wie muß die Ölsaat beschaffen
sein um optimalen Kraftstoff zu erzeugen? Wird der Schwefelgehalt und Phosphorgehalt
im Öl durch die Düngung beeinflußt?
� Kraftstoff aus Altfett sollte im Standard nicht berücksichtigt werden.
� Sind Schleimstoffe im Rapsöl-Kraftstoff zulässig?
� Möglicherweise müssen weitere Kennwerte für Qualitätskriterien im Standard
aufgenommen werden, über die zum jetzigen Zeitpunkt keine Erfahrungen vorliegen.
� Eine Lieferantenspezifikation kann durchaus mehr Kenngrößen umfassen
als der Standard. Die Auswahl der Kenngrößen für einen Standard sollte
jedoch auf die wesentlichen beschränkt bleiben, um die Kosten für chemisch/physikalische
Analysen möglichst gering zu halten.
� Es wird vorgeschlagen einen Standard für Pflanzenöle allgemein zu erarbeiten,
dem jeweils ein Beiblatt für Rapsöl, Sonnenblumenöl u.a. hinzugefügt wird.
� Bei wem, Betreiber oder Lieferanten, liegt die Nachweispflicht für die Qualität
des Öls?
� Es wird vorgeschlagen, die Kenngrößen zu unterscheiden in beschreibende
Größen und solche mit Auswirkungen auf den motorischen Betrieb.
12:00 bis 13.35 Uhr
Mittagspause

178 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
13:35 bis 15:25 Uhr
Diskussion der offenen Fragen und der Kenngrößen - Teil 1
Diskussionsleitung Dr. Widmann, Landtechnik Weihenstephan
1. Standard für Pflanzenöle allgemein oder Standard für Rapsöl
� Eine Anforderungsnorm sollte nur die Kenngrößen enthalten, welche die Qualität
des Kraftstoffs so beschreiben, daß ein sicherer Betrieb des Motors möglich
ist.
� Sollte der Standard noch weitere Bereiche erfassen z.B. Anbau (Richtwerte),
Logistik ?
� Der Standard für Pflanzenöle als Kraftstoff könnte in Tabellenform aufgebaut
werden: eine Spalte enthält Eigenschaften für Pflanzenöle allgemein, die weiteren
Spalten enthalten Eigenschaften für die jeweilige Ölsorte (Rapsöl, Sonnenblumenöl...),
eine weitere Spalte könnte dann auch noch für Altfette hinzugefügt
werden.
� Eine Erweiterung des Standards über Rapsöl hinaus wäre wünschenswert, da
heute bereits von den dezentralen Ölmühlen Sonnenblumenöl, Leindotteröl
und andere Öle als Kraftstoff angeboten werden und zum Teil auch von den
Herstellern pflanzenöltauglicher Motoren freigegeben sind.
� Es sollte die Einflußmöglichkeit der Landwirte auf die Qualität des Rapsöls aufgezeigt
werden.
� Für den Titel des Standards wird vorgeschlagen: „Standard Pflanzenöl (Rapsöl)“
versehen mit einer Fußnote „*) davon abweichende Inhalte sind mit dem Motorenhersteller
abzustimmen“.
� Es wird der dringende Wunsch geäußert, sich vorerst nur auf die Standardisierung
von Rapsöl als Kraftstoff zu beschränken, da mit Rapsöl bisher die meisten
Erfahrungen vorliegen. Davon ausgehend kann jederzeit die Standardisierung
von Kraftstoffen aus anderen Ölsaaten oder Altfett vorangetrieben werden.
� Wird die Gültigkeit einer Norm zu weit gefaßt, müssen möglicherweise viele
neue Kenngrößen aufgenommen werden, deren Tragweite zum derzeitigen
Zeitpunkt noch nicht zu überschauen ist. Als Beispiel wird die Erweiterung der
Pflanzenölmethylester-Norm (PME) auf FAME angeführt, bei der nun auch
Gehalte an PCB oder Dioxinen berücksichtigt werden müssen, die durch die
Verarbeitung von Altspeisefett im Kraftstoff vorkommen können.
� Um andere Beimischungen ausschließen zu können, sollte bereits im Titel die
Beschränkung bei der Standardisierung auf Rapsöl deutlich werden.
� Aus Sicht der Betreiber dezentraler Ölgewinnungsanlagen ist dennoch die Erweiterung
des Standards auf Pflanzenöle erwünscht.
� Im Titel sollte bei Pflanzenölen der Zusatz „naturbelassen“ hinzugefügt werden,
um Vermischungen auszuschließen. Des weiteren sollte auch Senföl im Standard
Berücksichtigung finden.
� Aus Gründen des gezielten Marketings sollte die Standardisierung auf Rapsöl
zunächst beschränkt bleiben.
� Altfette sollten bei der Standardisierung ausgeschlossen werden, der Zusatz
„naturbelassen“ ist wünschenswert.
� Eine Gliederung der Kenngrößen in für Pflanzenöle allgemeingültige und charakteristische
für Rapsöl soll vorgenommen werden, später können dann andere
Ölsorten und eventuell Altfette aufgenommen werden.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 179
� Eine Erweiterung des Standards auf Pflanzenöle allgemein ist wünschenswert,
da z.B. aufgrund politischer Vorgaben anstelle von Raps andere Ölfrüchte im
Anbau bevorzugt werden könnten.
� Ein auf Pflanzenöl ausgeweiteter Standard hätte den Vorteil, daß er auch in
andern EU-Ländern, in denen andere Ölsaaten bevorzugt angebaut werden,
Anwendung finden könnte.
� Am Ende der Diskussion sprechen sich drei Motorenhersteller definitiv und die
Mehrheit der Anwesenden dafür aus, zunächst nur Rapsöl als Kraftstoff zu
standardisieren, da bei Rapsöl die meisten Erfahrungen vorliegen. Einer späteren
Erweiterung des Standards steht dabei nichts im Wege.
Ziel der Arbeitskreissitzung
� Der Arbeitskreis befaßt sich zunächst mit der Standardisierung von Rapsöl als
Kraftstoff, da bei der Nutzung von Rapsöl als Kraftstoff derzeit die meisten Erfahrungen
vorliegen.
� Die Standardisierung anderer Pflanzenöle wird im Anschluß diskutiert und gegebenenfalls
in weiteren Sitzungen vorgenommen.
� Der Titel des Standards lautet weiterhin „Vorläufiger Qualitätsstandard für
Rapsöl als Kraftstoff (RK-Qualitätsstandard)“.
� Die Kenngrößen/Eigenschaften sollen deutlich untergliedert sein in Kenngrößen/Eigenschaften
die den motorischen Betrieb beeinflussen und der routinemäßigen
Überprüfung unterliegen und in Kenngrößen/Eigenschaften die speziell
Rapsöl charakterisieren.
� Altfette bleiben bei der Standardisierung unberücksichtigt.
2. Dichte
� Das zu verwendende Prüfverfahren für die Dichtebestimmung hat sich geändert:
Das bisherige Prüfverfahren ISO 3675 wurde umbenannt in DIN EN ISO
3675, außerdem kann die Dichtebestimmung auch mit dem Prüfverfahren EN
ISO 12185 durchgeführt werden.
� Zur Unterscheidung des Rapsöls von anderen Pflanzenölen sollten die Grenzwerte
enger gefaßt werden.
� Die Dichte ist sehr gut geeignet um Vermischungen aufzudecken, die Grenzwerte
seien aber eng genug gefaßt.
Dichte (15 °C)
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN EN ISO 3675 und EN ISO 12185
� Grenzwerte min.: 0,90 g/ml max.: 0,93 g/ml

180 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
3. Kinematische Viskosität
� Die Bezeichnung des Prüfverfahrens für die Bestimmung der Viskosität hat
sich geändert: Das bisherige Prüfverfahren ISO 3104 wurde umbenannt in DIN
EN ISO 3104.
� Die Viskosität sollte nicht mit einem unteren Grenzwert angegeben werden,
sondern als Viskositätsbereich.
� Ein unterer Grenzwert für die Viskosität von 38 mm²/s ist sinnvoll, da angeblich
geringer viskose Rapsöl-Vollraffinate in der Praxis Probleme bereiten.
� Die Viskosität nimmt großen Einfluß auf die Kaltstartfähigkeit eines Motors und
ist deshalb eine wichtige Kenngröße. Hohe Viskositäten bei hohen hydraulischen
Drücken, wie sie in den Einspritzpumpen vorherrschen, verursachen
Probleme. Die Hersteller von Einspritzpumpen übernehmen nur eine Gewährleistung,
wenn die Pumpe im spezifizierten Viskositätsbereich betrieben wird.
� Ein unterer Grenzwert sei außerdem aus Gründen der Produktidentifizierung
wünschenswert.
� Die Meßgenauigkeit liegt bei 0,001 mm²/s.
� Die Anpassung der Viskosität an die von den Herstellern der Einspritzpumpen
geforderten Viskosität erfolgt durch Erwärmung des Kraftstoffs, somit stellt die
Viskosität keinen limitierenden Faktor dar, aus diesem Grund sei ein unterer
Grenzwert für die Viskosität nicht erforderlich.
Kinematische Viskosität (40 °C)
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN EN ISO 3104
� Grenzwert max.: 38 mm²/s
4. Flammpunkt
� Die Bezeichnung für das Prüfverfahren zur Bestimmung des Flammpunktes
hat sich geändert: Das bisherige Prüfverfahren ISO 2719 wurde umbenannt in
DIN EN ISO 22719.
� Es wird vorgeschlagen, den Grenzwert auf min. 220 °C festzusetzen.
� Eine vorgeschlagene Absenkung des Grenzwerts auf min. 100 °C würde eine
Zumischung von 50 % Dieselkraftstoff ermöglichen.
� Ein Grenzwert min. 150 °C wird vorgeschlagen, da es nicht auszuschließen ist,
daß in Diesel-Tankfahrzeugen, die zum Transport von Rapsöl eingesetzt werden,
sich Restmengen an Diesel befinden, die in einem Anteil von 1 % bereits
den Flammpunkt auf 150 °C absenken.
� Ein Grenzwert min. 200 °C würde bei eventuellen Verunreinigungen aus den
Transportfahrzeugen weniger Probleme bereiten als der Grenzwert min.
220 °C.
� Vermischungen durch unzureichend gereinigte Transportfahrzeuge sollten generell,
wie die Praxis vielfach zeigte, vermieden werden.
� Der Flammpunkt sollte, vor allem auch um das gute Image des Kraftstoffs zu
fördern, so hoch wie möglich festgelegt werden.
� Der Qualitätsstandard sollte sowohl für Rapsöl ab der Ölmühle als auch beim
Verkauf an der Tankstelle Gültigkeit haben.
� Vermischungen von Pflanzenölen mit anderen Stoffen sollten stets vermieden
werden, deshalb ist ein möglichst hoher Flammpunkt von min. 220 °C zu fordern.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 181
� Wenn durch den Transport in Tankfahrzeugen Verunreinigungen im Öl im Bereich
≥ 1% nachgewiesen werden, sei dies ein Zeichen für „Schlamperei beim
Transportunternehmen“, Abhilfe können Reinigungszertifikate schaffen, die
vom Transportunternehmer vorzuweisen sind.
Flammpunkt nach Pensky-Martens (40 °C)
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN EN ISO 22719
� Der Grenzwert muß korrigiert werden, da die Bestimmung des Flammpunkts
nach der Prüfnorm im „geschlossenen Tiegel, closed cup“ erfolgen muß.
� Grenzwert min.: 220 °C
5. Heizwert
� Zum Heizwert liegen keine Änderungswünsche vor.
Heizwert
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN 51 900 T3
� Grenzwert min.: 35 kJ/g
6. Zündwilligkeit
� Derzeit steht kein für Pflanzenöl angepaßter Prüfmotor zur Verfügung.
� Der im genannten Forschungsvorhaben beantragte Aufbau eines Prüfmotors
für Pflanzenölkraftstoffe wurde von der fördernden Stelle abgelehnt.
� Eine Cetanzahl, die in einem nicht auf den Betrieb mit Pflanzenöl angepaßten
Motor ermittelt wird, ist wenig aussagekräftig.
� Ein Vergleich einer Cetanzahl eines Pflanzenöles mit der Cetanzahl für Dieselkraftstoffe
ist somit nicht zulässig.
� Die Zündwilligkeit ist für Motorenhersteller eine wichtige Kenngröße und sollte
schon aus diesem Grund im Standard berücksichtigt bleiben.
� Die Konstruktion eines Prüfmotors für Pflanzenölkraftstoffe soll weiter verfolgt
werden.
� Das Prüfverfahren ISO/DIS 5165 soll mit dem Zusatz „in Anlehnung an“ und
der Grenzwert mit einer Fußnote „vorläufig, bis angepaßtes Prüfverfahren verfügbar“
versehen werden.
� Der bisherige untere Grenzwert von 38 soll mit der genannten Fußnote versehen
und wie bisher beibehalten werden.
� Die Diskussion des Grenzwertes erübrigt sich, da dieser Wert, der mit einem
nicht an Pflanzenöle angepaßten Prüfmotor ermittelt wurde, nicht aussagekräftig
ist.

182 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
Zündwilligkeit (Cetanzahl)
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� in Anlehnung an das Prüfverfahren ISO/DIS 5165
� Der Aufbau eines auf Pflanzenöle angepaßten Prüfmotors soll voran getrieben
werden.
� Der Grenzwert min.: 38 wird beibehalten und mit einer Fußnote versehen „vorläufig,
bis angepaßtes Prüfverfahren verfügbar“.
� Die Aussagekraft der Cetanzahl, die mit einem nicht angepaßten Prüfmotor
ermittelt wird, ist gering.
7. Koksrückstand
� Der Grenzwert für den Koksrückstand muß angehoben werden.
� Ein Grenzwert von maximal 0,4 Masse-% wird vorgeschlagen. Praxiserfahrungen
zeigen, daß bei Einhaltung dieses Grenzwertes keine Störungen des motorischen
Betriebs auftreten.
� Ein Grenzwert von 0,3 Masse-% wird vorgeschlagen, da Langzeitschäden
noch nicht abzuschätzen seien und lange Einspritzdüsenwechselintervalle anzustreben
sind.
� Ein hoher Anteil kurzkettiger Fettsäuren vermindert den Koksrückstand, da
kurzkettige Fettsäuren leichter flüchtig sind.
� Der Koksrückstand ist eine wichtige Kenngröße, da zwischen dem Koksrückstand
und Ablagerungen im Motor eine deutliche Korrelation besteht.
� Ein hoher Koksrückstand, wie ihn zum Beispiel gebrauchte Hydrauliköle (1,05
Masse-%) aufweisen, führen zu Trompetenaufbau an den Einspritzdüsen.
� Motorenversuche mit unterschiedlichem Koksrückstand im Rapsöl-Kraftstoff
werden angeregt.
� Aus Sicht der Ölmühlenbetreiber ist ein Grenzwert von 0,3 Masse-% nur
schwer einzuhalten.
� Die Zusammenhänge zwischen Koksrückstand im Kraftstoff und Verbrennungsverhalten
sollen durch die Motorenhersteller näher untersucht und auch
im genannten Forschungsvorhaben mit verfolgt werden.
� Das Analyseverfahren DIN EN ISO 10 370 simuliert die Verbrennung eines
Stoffes auf heißer Oberfläche unter Sauerstoffausschluß. Ein weiteres Prüfverfahren,
das die Verbrennung simuliert ist die Bestimmung der Asche.
� Eindeutige Kenntnisse, wie gut die genannten Prüfverfahren die Verbrennung
von Pflanzenölen abbilden, fehlen.
� Aus Sicht der Betreiber von Ölgewinnungsanlagen ist bis zur Absicherung eines
endgültigen Grenzwertes, der Grenzwert von 0,4 Masse-% anzustreben.
� Die Motorenhersteller haben sich zur Aufgabe gemacht, ihren Motor an das
Pflanzenöl anzupassen und sind deshalb aufgefordert, die Zusammenhänge
zwischen Koksrückstand und Verbrennungsverhalten näher zu untersuchen.
� In die Untersuchungen sollen auch Rapsöl-Vollraffinate und Öle aus verschiedenen
Rapssorten mit aufgenommen werden.
� Der Grenzwert von maximal 0,4 Masse-% wird nochmals zur Diskussion gestellt.
� Ein Grenzwert soll zunächst nicht festgelegt werden, da zuwenig Erkenntnisse
über die tatsächlichen Zusammenhänge vorliegen.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 183
� Die Wiederholbarkeit des Prüfverfahrens liegt bei 10 %, das bedeutet bei einem
Meßwert von 0,3 Masse-% streut der Meßwert um ± 0,03 Masse-%; die
Vergleichbarkeit liegt bei 15 %, das bedeutet eine Streuung von ± 0,045 Masse-%.
� Es erfolgt eine Einigung auf den Grenzwert von maximal 0,4 Masse-%. Die
Motorenhersteller erklären sich bereit, die Zusammenhänge zwischen der
Kenngröße und dem motorischen Verhalten näher zu untersuchen.
� Da zu wenige Erkenntnisse über die Kenngröße vorliegen, ist eine eindeutige
Zuordnung, ob es sich hierbei um eine für Rapsöl charakteristische Kenngröße
handelt oder ob diese variabel ist, nicht möglich; die Kenngröße Koksrückstand
wird vorläufig als variabel betrachtet.
Koksrückstand nach Conradson
� variable Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN EN ISO 10 370
� Die Motorenhersteller erklären sich bereit, die Zusammenhänge zwischen der
Kenngröße und dem motorischen Verhalten näher zu untersuchen.
� Der Grenzwert max.: 0,4 wird festgelegt.
15:25 bis 15:45 Uhr
Kaffeepause
15:45 bis 18:10 Uhr
Diskussion der offenen Fragen und der Kenngrößen - Teil 2
Diskussionsleitung Dr. Widmann, Landtechnik Weihenstephan
8. Kälteverhalten
� Der Begriff Kälteverhalten ist besser zur Beschreibung des Sachverhalts geeignet
als der Begriff Kältefestigkeit.
� Ein Prüfverfahren wurde im Normungsausschuß der Fachgruppe Mineralöle als
DIN V 51 608 vorbereitet, aber inzwischen wieder zurückgezogen. Ziel war die
Ermittlung des Kälteverhaltens von Dieselkraftstoff.
� Aus verschiedenen Gründen wurde zur Beschreibung des Kälteverhaltens von
Dieselkraftstoff dem CFPP (Cold Filter Plugging Point) der Vorzug gegeben.
� Mit der Weiterentwicklung des Testverfahrens, vor allem durch die Auswahl
einer geeigneten Pumpe, könnte das Verfahren auch zum Vergleich verschiedener
Pflanzenöle herangezogen werden.
� Auf die Besonderheiten im Kälteverhalten von Rapsöl, wird hingewiesen.
� Die Aufnahme des Kälteverhaltens in den Standard wird zur Diskussion gestellt,
da das Kälteverhalten nur Rückschlüsse auf die „operability“ zuläßt und
keine „echte Kenngröße“ darstellt.
� Das Kälteverhalten ist eine wichtige beschreibende Eigenschaft, die dem Kunden
Sicherheit vermittelt.
� Es wird diskutiert ob sich mit anderen Eigenschaften, wie Fließfähigkeit und
Pumpfähigkeit, das Kälteverhalten beschreiben läßt.
� Das Prüfverfahren zur Ermittlung des Pourpoint wird vermutlich zukünftig bei
der Dieselkraftstoff-Norm nicht mehr vorgeschlagen werden, da bezüglich der
Vergleichbarkeit der Labors untereinander Abweichungen von 15 K auftraten.

184 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
� Die Aussagekraft des Verfahrens zur Ermittlung des Kälteverhaltens wird angezweifelt,
vor allem die Tatsache, daß das Filter zuerst verstopft.
� Erucasäurehaltiges Rapsöl („bereits bei 0 °C stichfest“) weist ein anderes Kälteverhalten
auf als erucasäurefreies Rapsöl.
� Die Eigenschaft Kälteverhalten soll im Standard aufgenommen werden, eine
Festlegung des Prüfverfahrens und die Ermittlung eines Grenzwertes erfolgt im
laufenden Forschungsvorhaben, erucasäurehaltiges Rapsöl wird dabei berücksichtigt.
Kälteverhalten
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Ein Prüfverfahren noch festzulegen.
� Der Grenzwert noch festzulegen.
9. Gesamtverschmutzung und Gesamtverschmutzung mit 5 µm-Filter
Gesamtverschmutzung
� Die Gesamtverschmutzung wird als wesentliches Qualitätskriterium angesehen.
� Der Vorschlag, eine Gesamtverschmutzung im Öl in Höhe von max. 150 mg/kg
zuzulassen, wurde vom Diskussionsteilnehmer wieder zurückgezogen.
� Verunreinigungen im Öl umfassen sowohl Partikel als auch Trübungsstoffe
(Schleimstoffe).
� Aus der Praxis wird berichtet, daß sich eine Schwimmerabsaugung bei der
Kraftstoffentnahme aus dem Tank bewährt hat, denn bei der Lagerung kann
sich auch im gereinigten Öl Sediment bilden; dies erfordert eine Tankreinigung
in etwa zweijährigem Turnus.
� Eine Schwimmerabsaugung würde nur das Problem verschieben und außerdem
sei nicht bekannt, welchen Einfluß das Sediment im Tank auf die Ölqualität
hat.
� Die Schwimmerabsaugung und die Tankreinigung in zweijährigem Turnus sei
gängige Praxis.
� Die Kenngröße Gesamtverschmutzung beschreibt den Zustand des Öls bei der
Lieferung bzw. beim Umschlag.
� Eine Ruhezeit vor der Ölentnahme aus dem Tank nach einer Neubetankung
wird unbedingt empfohlen.
� Sowohl Prüfverfahren als auch Grenzwert haben sich bewährt und werden beibehalten.
Gesamtverschmutzung
� variable Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN 51 419
� Grenzwert unverändert bei max. 25 mg/kg

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 185
Gesamtverschmutzung mit 5 µm-Filter
� Die Kenngröße beruht darauf, daß bei der dezentralen Ölgewinnung in den
meisten Fällen die Öle nach der Sedimentation oder Filtration über einen Sicherheitsfilter
mit einer mittleren Porenweite von 5 µm gefiltert werden. Mit der
Kenngröße sollte überprüft werden, welcher Anteil Partikel größer 5 µm im Öl
enthalten sind.
� Bei der Analyse von 10 Ölproben aus Baden-Württemberg wurde festgestellt,
daß 80 % der Partikelmasse von Partikeln größer 5 µm herrühren.
� Durch den Aufbau eines Filterkuchens auf der Filtermembran mit mittlerem
Porenvolumen von 5 µm, die bei Durchführung des Prüfverfahrens in Anlehnung
an DIN 51 419 eingesetzt wird, werden jedoch auch Partikel zurückgehalten,
die kleiner als 5 µm sind; so wird ein höherer Gehalt an Partikel größer 5
µm über die ausgewogene Masse vorgetäuscht.
� Eine Diskussion entsteht über die Dimensionierung von Kraftstoffiltern und der
daraus resultierenden Filterstandzeiten.
� Von einem Motorenhersteller wird über Probleme berichtet, die beim Einsatz
von 5 µm-Kraftstoffiltern auftraten: Die Funktionsfähigkeit des 5 µm-Filters war
unbeeinträchtigt im warmen Zustand, beim Abkühlen war der Filter jedoch irreversibel
mit „Schleimstoffen“ belegt.
� Ein Motorenhersteller berichtet vom Einbau eines Filters mit mittlerer Porenweite
von 27 µm, der für Schleimstoffe durchlässig ist, damit diese auch energetisch
genutzt werden können.
� Die Filterfeinheit von 0,8 µm, wie in der DIN 51 419 vorgeschrieben, wurde unter
anderem gewählt, damit auch bei kleinen Probevolumina noch reproduzierbare
Ergebnisse erhalten werden.
� Wie die Untersuchungen aus Baden-Württemberg zeigten, würde eine Angabe
der Gesamtverschmutzung, ermittelt mit einer 0,8 µm-Filtermembran, ausreichen.
� Der Grenzwert für die Gesamtverschmutzung muß so spezifiziert werden, daß
bei Einhaltung des Grenzwerts die von den Motorenherstellern genannten Filterstandzeiten
erreicht werden.
� Es wird betont, daß die Ursache für 90 % der Ausfälle von Pflanzenölmotoren
(vor allem im mobilen Bereich) bei verstopften Filtern liegt.
� Bei richtiger Filtration bei der Ölgewinnung kann ein Grenzwert von 25 mg/kg
Gesamtverschmutzung eingehalten werden, es wird vermutet, daß Grenzwertüberschreitungen
durch Verunreinigungen beim Öltransport verursacht werden.
� Es besteht Übereinkunft, daß eine Kenngröße Gesamtverschmutzung, ermittelt
mit einem 5 µm-Filter, nicht mehr in die Anforderungsnorm aufgenommen wird.
Gesamtverschmutzung mit 5 µm-Filter
� Die Kenngröße wird nicht mehr in die Anforderungsnorm aufgenommen, da die
Einhaltung der Kenngröße Gesamtverschmutzung nach DIN 51 419 (ermittelt
mit einem 0,8 µm-Filter) zur Qualitätssicherung ausreicht.

186 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
10. Aschegehalt
� Der bisherige Grenzwert für den Aschegehalt beträgt maximal 0,02 Masse-%.
� Der Aschegehalt wird insbesondere durch Alkalimetalle (Natrium und Kalium)
verursacht. Die Meßgenauigkeit liegt bei ± 5 % des Meßwertes.
� Es wird diskutiert, ob eine zusätzliche Bestimmung von Natrium- und Kaliumgehalt
im Kraftstoff sinnvoll ist, wenn diese beiden Metalle bereits über die Asche
erfaßt werden.
� Für Biodiesel liegt der Grenzwert für Asche derzeit bei 200 mg/kg, im Gespräch
ist aber derzeit ein maximaler Natriumgehalt von 5 mg/kg.
� Es wird als Konsequenz gefordert, den Grenzwert für Asche auf maximal 0,01
Masse-% abzusenken. Zudem wird empfohlen, anstelle der Oxidasche zukünftig
die Sulfatasche zu bestimmen.
� Es muß überprüft werden, ob die als Oxidasche ermittelten Werte mit den Werten
der Sulfatasche vergleichbar sind. Die Überprüfung erfolgt im Rahmen des
Forschungsvorhabens.
Sulfatasche
� variable Eigenschaft
� anstelle des Prüfverfahrens ISO 6245 wird das Prüfverfahren DIN 51 575 verwendet
� Eine Überprüfung der Vergleichbarkeit der Werte für Oxidasche mit denen für
Sulfatasche muß vorgenommen werden.
� Der Grenzwert wird bei max. 0,01 Masse-% festgesetzt.
11. Wassergehalt
� Zur Diskussion steht die Absenkung des Grenzwerts für den Wassergehalt auf
max. 500 mg/kg.
� Bisher bekannte Analysenwerte zeigen, daß ein Grenzwert von max. 500
mg/kg nur von wenigen Ölproben eingehalten werden kann, außerdem ist der
Einfluß der Art der Probenahme auf den Wassergehalt (z.B. Kondensatbildung
im Probenahmegefäß durch warmes Öl) nicht geklärt.
� Wasser stört den motorischen Betrieb nur, wenn es in freier Form vorkommt,
ansonsten sei ein erhöhter Wassergehalt sogar positiv zu bewerten, da dadurch
die NOx-Emissionen gesenkt werden.
� Ein Wassergehalt von max. 1000 mg/kg verursache auch bei hohen Drücken,
wie sie in der Einspritzpumpe auftreten, keine Probleme.
� Probleme in der Einspritzpumpe würden erst ab Wassergehalten von 3000
mg/kg auftreten.
� Probleme entstehen bei Fahrzeugen, die wechselweise mit RME und Rapsöl
betankt werden: Durch die hygroskopische Wirkung von RME kann der Gehalt
an (freiem) Wasser im Tank ansteigen.
Wassergehalt
� variable Eigenschaft
� An Stelle des Prüfverfahrens ASTM D 1744 wird das Prüfverfahren ISO/DIS
12937 aufgenommen.
� Der Grenzwert bleibt bei max. 1000 mg/kg

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 187
12. Phosphorgehalt
� Ein niedrigerer Grenzwert als bisher wäre möglich, da inzwischen mit dem
Prüfverfahren ASTM D 3231-94 eine Methode zur Verfügung steht, die eine
wesentlich höhere Auflösung ermöglicht (Nachweisgrenze 0,2 mg/kg).
� Phosphor im Kraftstoff verursachten in Wirbelkammermotoren weniger Probleme,
da der Phosphor „staubartig“ auftritt und über die Ventile aus dem Brennraum
entfernt wird. Probleme treten bei bestimmten Vorkammermotoren und
direkteinspritzenden Motoren auf. Deshalb wird ein Grenzwert von max 10
mg/kg Phosphor gefordert, als Beispiel wird ein Pkw-Motor angeführt, der nach
7000 km mit einem Kraftstoff, der einen Phosphorgehalt von 26 mg/kg aufwies,
defekt war.
� Die bisher analysierten Rapsöle weisen zu 90 % Phosphorgehalte ≤ 10 mg/kg
auf.
� Die Randbedingungen der Probenahme werden in Frage gestellt.
� Es wird vorgeschlagen, den Grenzwert bei 25 mg/kg zu belassen und den
Grenzwert mit einer Fußnote zu versehen, daß eine Rückversicherung bei den
Motorenherstellern eingeholt werden muß.
� Zweifel bestehen darüber, ob generell Phosphorgehalte von unter 10 mg/kg
von den Ölproduzenten garantiert werden können. Ein Grenzwert von 20
mg/kg wird vorgeschlagen.
� Es wird vermutet, daß das Ausgangsprodukt Ölsaat bereits einen wesentlichen
Einfluß auf den Phosphorgehalt im Öl nimmt.
� Das neue Analyseverfahren bietet die Chance, exaktere Werte über den Phosphorgehalt
im Rapsöl zu erhalten.
� Von Seiten der Ölmühlenbetreiber wird angezweifelt, ob ein Grenzwert von
10 mg/kg ohne Nachbehandlung des Öls, durch zum Beispiel Säureentschleimung,
eingehalten werden kann.
� Der Phosphorgehalt ist für den motorischen Betrieb sehr kritisch zu bewerten.
� Phosphorgehalte von 100 mg/kg bei Vollastbetrieb verursachen keine Probleme,
erst bei intermittierendem Betrieb oder Teillastbetrieb treten schon bei wesentlich
geringeren Phosphorgehalten Schäden am Motor auf. Möglicherweise
sind diese Schäden durch niedrige Verbrennungstemperaturen und einer damit
einhergehenden Motorölverdünnung begünstigt.
� Die Schäden am Motor durch Phosphor sind Temperatur- und druckunabhängig.
� Es wird in Erwägung gezogen, gestaffelte Grenzwerte für den Phosphorgehalt
für verschieden Einsatzzwecke des Motors anzugeben.
� Die Aufgabe der Anpassung des Motors an den naturgegebenen Kraftstoff liegt
auf Seiten der Motorenhersteller, nach derzeitigem Kenntnisstand seien zum
Beispiel direkteinspritzende Motoren nicht für die Verwendung von Pflanzenölen
als Kraftstoff geeignet.
� Verschiedene Ölmühlen sind in der Lage einen Grenzwert von 10 mg/kg einzuhalten.
� Ein Grenzwert von 10 mg/kg sei für die Ölmühlen nur zu akzeptieren, wenn
über Ringversuche die Einhaltbarkeit des Grenzwerts überprüft wird.
� Die Probenahme muß genau festgelegt werden.
� Ein möglichst niedriger Phosphorgehalt ist außerdem beim Einsatz von Katalysatoren
zu fordern, da Phosphor als „Katalysatorgift“ wirkt.

188 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
� Es wird diskutiert, ob ein Grenzwert festgeschrieben werden soll, oder ob der
Phosphorgehalt in Absprache zwischen Lieferant und Motorenhersteller festgelegt
werden kann. Einflüsse des Ölgewinnungsprozesses auf den Phosphorgehalt
diskutiert.
� Ein Kompromißvorschlag für den Grenzwert lautet max.15 mg/kg.
� Der Einfluß des Phosphorgehalts im Kraftstoff auf den motorischen Betrieb soll
von den Motorenherstellern näher untersucht werden.
� Eine Fußnote zum Grenzwert max. 15 mg/kg „25 mg/kg beim Einsatz in Stationärmotoren“
wird als nicht sinnvoll erachtet.
� Für die Beibehaltung des bisherigen Grenzwerts von max. 25 mg/kg wird plädiert,
da die bisherige Datengrundlage aufgrund des unzureichenden Analyseverfahrens
zu gering ist.
� Es wird vorgeschlagen, das Analyseverfahren zu testen und zu überprüfen ob
der Grenzwert eingehalten werden kann, danach soll der Grenzwert erneut
diskutiert werden.
� Der Grenzwert max. 15 mg/kg Phosphor erweist sich als konsensfähig
Phosphorgehalt
� variable Eigenschaft
� An Stelle des Prüfverfahrens DIN 51 363 T1 tritt das höher auflösende Prüfverfahren
ASTM D 3231-94.
� Der Grenzwert wird auf max. 15 mg/kg gesenkt.
13. Schwefelgehalt
� Der Grenzwert für den Schwefelgehalt wird in allgemeiner Übereinkunft auf
max. 0,001 Masse-% gesenkt (in Anlehnung an den Grenzwert für City-Diesel).
Schwefelgehalt
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Prüfverfahren ASTM 5453
� Der Grenzwert wird auf max. 0,001 Masse-% gesenkt.
14. Neutralisationszahl
� Es wird vorgeschlagen, den Grenzwert für die Neutralisationszahl von max. 1,5
auf 2,0 mg KOH/g anzuheben. Die Motoren können Öle mit einer wesentlich
höheren Neutralisationszahl von bis zu 5 mg KOH/g verkraften. Probleme entstehen
beim Eintrag freier Fettsäuren ins Motorenöl.
� Aus Sicht der Ölmühlenbetreiber ist eine Anhebung der Neutralisationszahl
wünschenswert.
� Die Oxidationsstabilität und die Neutralisationszahl korrelieren nicht: Die Neutralisationszahl
gibt Hinweise auf die Beschleunigung der Ölalterung, die Oxidationsstabilität
gibt Hinweise in welchem Maß das Öl durch Sauerstoff vorgealtert
ist, meist gehen aber ein Anstieg der Neutralisationszahl und eine Verringerung
der Oxidationsstabilität mit einem Viskositätsanstieg einher.

Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung 189
Neutralisationszahl
� variable Eigenschaft
� An Stelle des Prüfverfahrens DIN 51 558 T1 tritt das Prüfverfahren ISO 660.
� Der Grenzwert wird auf max. 2,0 mg KOH/g angehoben.
15. Iodzahl
� Keine Änderungen.
Iodzahl
� für Rapsöl charakteristische Eigenschaft
� Prüfverfahren DIN 53 241 T1
� Der Grenzwert bleibt bei max. 120 g/100 g
16. Weitere Kenngrößen
Oxidationsstabilität
� Die Oxidationsstabilität beschreibt die Voralterung des Öls und ist vermutlich
Kenngröße für mögliche Wechselwirkungen des Kraftstoffs mit dem Motorenöl.
� Die fortschreitende Alterung eines Öles macht sich durch einen stetigen Anstieg
der Viskosität bemerkbar.
� Rapsöl kann bei optimalen Lagerbedingungen (kühl und dunkel) durchaus bis
zu einem Jahr gelagert werden, bei schlechten Lagerbedingungen können sich
bereits vier Wochen negativ auswirken.
� Die Oxidationsstabilität wird in den Standard aufgenommen, im laufenden Forschungsvorhaben
muß ein Grenzwert definiert werden.
Oxidationsstabilität
� variable Eigenschaft
� Prüfverfahren ISO 6886
� Der Grenzwert ist noch festzulegen.
Fettsäuremuster
� Das Fettsäuremuster ist bei Rapsöl keiner großen Schwankung unterworfen.
Bakterienbefall
� Wird der Grenzwert für den Wassergehalt eingehalten, ist kein Bakterienbefall
zu erwarten.
Alterungsverhalten
� Das Alterungsverhalten wird durch die Oxidationsstabilität ausreichend reglementiert.

190 Anhang 3: Protokoll zur 5. LTV-Arbeitskreissitzung
Stickstoffgehalt
� Der Stickstoffgehalt ist inzwischen bei Dieselkraftstoff und Heizöl stark in der
Diskussion und sollte im laufenden Forschungsvorhaben mit beobachtet werden.
� Es wird angeregt, das Probenahmeverfahren festzulegen.
Schwermetalle
� Kupferionen konnten bei Emissionsmessungen an einem pflanzenöltauglichen
Motor an den Rußpartikeln nachgewiesen werden, die Herkunft der Kupferionen
konnte nicht geklärt werden.
� Die Schwermetallbelastung der Ölsaaten in Abhängigkeit von Sorte und
Standort sollte untersucht werden.
� Der Schwermetallgehalt von Rapsöl soll im Forschungsvorhaben untersucht
werden, da Schwermetalle oftmals auch Katalysatorgifte sind.
18:10 Uhr
Zusammenfassung der Arbeitskreissitzung
Dr. Bernhard Widmann, Landtechnik Weihenstephan
� Dr. Widmann stellt den erarbeiteten vorläufigen Standard nochmals zur Diskussion.
� Die Formulierungen der Fußnoten werden festgelegt.
� Die Diskussion über einen Zusatz im Titel „naturbelassenes Rapsöl“ wird bis
zum nächsten Treffen des Arbeitskreises zurückgestellt, da der Begriff naturbelassen
nicht definiert ist.
� Ebenso wird mit dem Wunsch verfahren, den Begriff „Kraftstoff“ durch „Dieselkraftstoff“
zu ersetzen.
� Es wird angeregt, eine vorläufige Probenahmevorschrift dem Protokoll der Arbeitskreissitzung
beizulegen, damit die im Forschungsvorhaben anfallenden
Proben einheitlich entnommen, abgefüllt und zwischengelagert werden. Eine
überprüfte Probenahmevorschrift wird im Projekt erarbeitet.
18:25 Uhr
Dank und Schlußwort
Dr. Bernhard Widmann, Landtechnik Weihenstephan
Zum Abschluß der Veranstaltung dankt Dr. Widmann allen Anwesenden für die
rege Diskussion. Besonderen Dank spricht Dr. Widmann Herrn Dr. Wilharm aus,
der wesentlich zum Gelingen des Standardisierungsvorhabens beigetragen hat.
Die Veranstaltung schließt um 18:30 Uhr.
Anhang
Kopiervorlage „Vorläufiger Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff“
Folien zu den Vorträgen
Anwesenheitsliste

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 191
Anhang 4: Protokoll zur 6. Sitzung des LTV-Arbeitskreises „Dezentrale
Pflanzenölgewinnung“
TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN
BAYER. LANDESANSTALT FÜR LANDTECHNIK
INSTITUT FÜR LANDTECHNIK
LANDTECHNISCHER VEREIN IN BAYERN E.V.
Arbeitsgruppe Pflanzenöle
Protokoll zur 6. Sitzung des LTV-Arbeitskreises
„Dezentrale Pflanzenölgewinnung”
Standardisierung von Pflanzenöl als Kraftstoff
- Festlegung der endgültigen Fassung -
am 23.05.2000, im Rathaussaal der Stadt Straubing, Theresienplatz 20
Leitung: Dr. Bernhard Widmann, Dr. Thomas Wilharm, Edgar Remmele,
Klaus Thuneke
Protokoll: Klaus Thuneke
Anwesende: gemäß Teilnehmerliste im Anhang
9:15 bis 9:20 Uhr
Begrüßung der Anwesenden
Dr. Bernhard Widmann, Landtechnik Weihenstephan
Dr. Widmann begrüßt die Anwesenden zur 6. Sitzung des Arbeitskreises „Dezentrale
Pflanzenölgewinnung“ im historischen Rathaussaal der Stadt Straubing. Besonders
begrüßt Dr. Widmann:
� den Oberbürgermeister der Stadt Straubing Herrn Perlak
� den Mitveranstalter und Projektpartner Dr. T. Wilharm, Fa. ASG, Augsburg
� Dr. Ch. Rappold (BayStMELF)
� Frau A. Kropp (C.A.R.M.E.N. e.V.)
� Herrn M. Brenndörfer (KTBL)
� Herrn D. Bockey (UFOP)
� Hersteller und Umrüster pflanzenöltauglicher Motoren
� die Vertreter der Wissenschaft:
o Prof. Krause (Fachhochschule Merseburg)
o Herrn Maurer (Universität Hohenheim)
o Herrn Graf (Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft)
o Herrn Schein (Universität Gesamthochschule Essen)
o Herrn Lachenmeier (Technische Universität München, Lehrstuhl für
Energie- und Umwelttechnik)
� die Vertreter der Praxis
o Betreiber von Ölmühlen
o Betreiber von pflanzenöltauglichen Motoren
� und nicht zuletzt die Vertreter der Presse

192 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
Dr. Widmann überbringt Grüße aus Österreich von Herrn Prankl und Herrn Wörgetter
von der BLT Wieselburg, die leider aus Termingründen verhindert sind, die
Sache aber für außerordentlich wichtig erachten und gutes Gelingen wünschen.
Des Weiteren entschuldigt Dr. Widmann Herrn Braungarten von der Firma AMS,
der ebenfalls aus Termingründen nicht teilnehmen kann. Herr Kaiser von den Vereinigten
Werkstätten für Pflanzenöltechnologie ist kurzfristig erkrankt. Nach einem
Dank an die Stadt Straubing für die Bereitstellung der Tagungsstätte sowie die
hervorragende Mithilfe bei der Organisation und einem Dank an die Mitarbeiter der
Arbeitsgruppe Pflanzenöle Herrn Remmele und Herrn Thuneke stellt Dr. Widmann
das Ziel der Arbeitskreissitzung vor: die Verabschiedung des Qualitätsstandards
für Rapsöl als Kraftstoff, die auf die bisherigen Arbeiten zur Standardisierung aufbaut.
Dr. Widmann stellt das Programm der heutigen Sitzung vor (siehe Anhang) und
übergibt das Wort an den Oberbürgermeister der Stadt Straubing, Herrn Perlak.
9:20 bis 9:30 Uhr
Grußworte
Oberbürgermeister der Stadt Straubing, R. Perlak
Herr Oberbürgermeister Perlak heißt zunächst die Teilnehmer des Arbeitskreises
im historischen Rathaussaal der Stadt Straubing herzlich willkommen. Die Stadt
Straubing habe den Wandel von einem ehemals agrarischen Standort zu einem
Wirtschaftsstandort vollbracht. Um auch in der Biotechnologie mehr Kompetenz zu
erlangen, begrüßte Perlak die Entscheidung der Bayerischen Staatsregierung, ein
Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe hier anzusiedeln. Die Umbaumaßnahmen
des ehemaligen Männerkrankenhauses, dem zukünftigen Standort
des Kompetenzzentrums, sind im Gange und liegen sehr gut im Zeitplan. Straubing
verspricht sich dadurch ein weiteres wirtschaftliches Standbein. Perlak beschreibt
die Bayerische Landesanstalt für Landtechnik als herausgehobenen Mosaikstein
der TU München, der sich im Kompetenzzentrum wiederfinden wird. Herr
Perlak begrüßt es, dass sich die Arbeitsgruppe Pflanzenöle um Herrn Dr. Widmann
zum Ziel gesetzt hat, die Standardisierung von Rapsöl voranzutreiben und
wünscht der Veranstaltung gutes Gelingen.
9:30 bis 9:40 Uhr
Einführung
Dr. Bernhard Widmann, Landtechnik Weihenstephan
Herr Dr. Widmann bedankt sich beim Oberbürgermeister für dessen Kommen und
berichtet, dass das Interesse an biogenen Kraftstoffen, sei es Biodiesel oder naturbelassenes
Pflanzenöl stark ansteigt. Als Gründe dafür nennt Widmann die
Ressourcenschonung durch die Verwendung Nachwachsender Rohstoffe, die Klimaproblematik,
die geringe Umweltgiftigkeit und hohe biologische Abbaubarkeit
von Pflanzenölkraftstoffen sowie nicht zuletzt die verbesserte Wettbewerbsfähigkeit
der Pflanzenöltechnologie durch den stark angestiegenen Mineralöl- und Dieselpreis.

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 193
Dr. Widmann betont, dass keine Konkurrenz zwischen den Produkten RME
(Rapsölmethylester) und Rapsöl besteht und die zu favorisierenden Einsatzbereiche
v.a. in umweltsensiblen Gebieten, wie Land- und Forstwirtschaft, in der Nähe
von Gewässern und in der Alpenregion liegen.
Unabhängig davon aber, welcher Kraftstoff verwendet wird, ist für einen zuverlässigen
Betrieb von pflanzenöltauglichen Motoren eine ausreichende Qualität unabdingbar.
Deshalb gibt es in Baden Württemberg und auch in Bayern seit längerem
Standardisierungsbestrebungen. Seit 1996 bemüht man sich gemeinsam auf der
Plattform dieses Arbeitskreises um einen Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff.
Alle Erfahrungen und Ergebnisse aus der Wissenschaft von den Motorenherstellern,
den Ölmühlenbetreibern und der Analytik werden darin zusammengebracht.
So entstand im Sommer 1996 eine erste Fassung eines Qualitätsstandards
für Rapsöl als Kraftstoff. In der letzten Arbeitskreissitzung am 02.03.1999,
wurde der Standard gemeinsam überarbeitet und auf die bis zum 23.05.2000 vorliegende
vorläufige Fassung gebracht. Zu diesem Zeitpunkt, so Dr. Widmann, hat
die Bayerische Landesanstalt für Landtechnik auch eine Förderung für die begleitenden
Forschungsarbeiten erhalten. Dr. Widmann bedankt sich beim anwesenden
Vertreter des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft
und Forsten, Dr. Rappold, für die Förderung des Untersuchungsvorhabens. Dank
gilt ebenso dem Projektpartner, der Firma ASG, vertreten durch Herrn Dr. Thomas
Wilharm für die besonders gute Zusammenarbeit.
Zurückblickend erläutert Dr. Widmann, dass die Ausgangsbasis für dieses Projekt
der vorläufige Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff vom 22.08.1996 war. Im
Rahmen des genannten Forschungsvorhabens fand am 02.03.1999 eine Sitzung
des Arbeitskreises „Dezentrale Pflanzenölgewinnung“ statt. In dieser Sitzung wurden
offene Fragen gesammelt, die neuesten Erkenntnisse aus der Praxis zur
Standardisierung von Rapsöl als Kraftstoff vorgetragen, diskutiert und der bis dahin
gültige vorläufige Qualitätsstandard überarbeitet. Als Ergebnis der Sitzung
wurde der Qualitätsstandard in der Fassung vom 02.03.1999 verabschiedet. Als
Arbeitsprogramm für das anlaufende Projekt setzte man sich:
• Überprüfung und Weiterentwicklung von Analysenmethoden
• Analysen an praxisüblichen Rapsölen zur Überprüfung der Schwankungsbreite
• Überprüfung und Festlegung von Grenzwerten
• Erarbeitung einer Vorschrift für Probenahme und Rückstellmuster
In dieser Sitzung soll der Standard gemeinsam verabschiedet werden.
Seit der letzten Sitzung, so Dr. Widmann, haben sich ohne Einfluss des Standardisierungsgremiums
einige Analysenmethoden und Begriffe geändert. Deshalb
bedurfte die bisherige vorläufige Form des Standards, die in der letzten Sitzung
verabschiedet wurde, einer redaktionellen Überarbeitung mit folgenden Änderungen:
Dichte
Es ergab sich eine Änderung der Einheit von g/ml auf kg/m³. Die Angabe der
Grenzwerte erfolgt entsprechend anstatt bisher in 0,90-0,93 g/ml jetzt in 900-
930 kg/m³. An Stelle des bisherigen zugelassenen Prüfverfahrens EN ISO 12185
ist nun DIN EN ISO 12185 gültig.

194 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
Flammpunkt
Der Zusatz „mit geschlossenem Tiegel nach Pensky Martens“ wurde gestrichen
und durch die kürzere Schreibweise „nach P.-M.“ ersetzt. Die Bezeichnung der
Prüfmethode lautet anstatt ehemals ISO 22719 jetzt DIN EN 22719.
Heizwert
Das Prüfverfahren zur Heizwertbestimmung lautet anstelle von DIN 51900-T3 nun
DIN 51900-3
Zündwilligkeit
Das Verfahren zur Bestimmung der Zündwilligkeit (Cetanzahl) lautet nun DIN EN
ISO 5165 (bisher: ISO/DIS 5165).
Schwefelgehalt
In Anlehnung an Dieselkraftstoff erfolgt die Angabe des Schwefelgehalts nicht
mehr in Masse-% sondern in mg/kg. Die Darstellung des maximalen Grenzwertes
ändert sich entsprechend von 0,001 Masse-% auf 10 mg/kg. Der Zahlenwert bleibt
demnach konstant. Die Bezeichnung des Prüfverfahrens ASTM D5453 wurde um
den Zusatz –93 ergänzt und lautet nun ASTM D5453-93.
Gesamtverschmutzung
Die bisher im Standard festgeschriebene Prüfmethode DIN 51419 für die Gesamtverschmutzung
wird durch DIN EN 12662 ersetzt.
Koksrückstand
Die Angabe des Koksrückstands wurde von einer (0,4 Masse-%) auf zwei Dezimalstellen
(0,40 Masse-%) präzisiert.
Neutralisationszahl
Die Prüfmethode ISO 660 hat in der Zwischenzeit den Status einer DIN EN ISO
Norm erlangt und lautet nun entsprechend DIN EN ISO 660.
Oxidationsstabilität
Die Oxidationsstabilität soll nicht wie in der Fassung vom 02.03.1999 in Minuten
(min) sondern in Stunden (h) angegeben werden.
Phosphorgehalt
Durch den Zusatz –99 wird die Bezeichnung der Prüfmethode für den Phosphorgehalt
von ASTM D3231 auf ASTM D3231-99 erweitert.
Aschegehalt
Da sich gezeigt hat, dass das Prüfverfahren DIN 51 575 zur Bestimmung der Sulfatasche
nicht für die bei Rapsöl üblichen Sulfatasche-Konzentrationen geeignet
ist, soll stattdessen auf die Bestimmung des Aschegehalts nach DIN EN ISO 6245
zurückgegriffen werden.

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 195
Wassergehalt
Der obere Grenzwert für den Wassergehalt lautet statt bisher 1000 mg/kg jetzt
0,100 Masse-%. Auch hier handelt es sich wie beim Schwefelgehalt um eine Umbenennung
ohne Änderung des Zahlenwertes. An die Stelle der bisherigen Norm
DIN EN ISO 12937 tritt nun die pr EN ISO 12937.
Einige Kenngrößen des Qualitätsstandards wurden bereits in der letzten Sitzung
verabschiedet und können unverändert stehen bleiben, sofern sich keine neuen
Erkenntnisse dazu ergeben haben, erklärt Dr. Widmann. Zur Diskussion soll allein
der Standard für Rapsöl stehen. Eine Diskussion zur Standardisierung von anderen
Pflanzenölen kann gegebenenfalls am Nachmittag geführt werden.
Die in dieser Sitzung vorwiegend zu besprechenden Kenngrößen sind: Kälteverhalten,
Zündwilligkeit, Gesamtverschmutzung, Koksrückstand, Neutralisationszahl,
Oxidationsstabilität, Phosphorgehalt, Aschegehalt und Wassergehalt.
Dr. Widmann stellt das Tagesprogramm vor, das mit einem Doppelvortrag von Dr.
Thomas Wilharm und Edgar Remmele fortgesetzt wird. Darin sollen die Arbeiten
im Rahmen des begleitenden Projektes vorgestellt werden und die einzelnen
Kenngrößen hinsichtlich der Fragen zur Analytik abgehandelt werden.
9:40 bis 10:15 Uhr
Stand der Standardisierung und der Forschungsarbeiten sowie neue Erkenntnisse
aus der Analytik
Edgar Remmele, Landtechnischer Verein in Bayern e.V., Freising
Dr. Thomas Wilharm, Analytik-Service-Gesellschaft, Augsburg
Dichte
Zur Bestimmung der Dichte sind die beiden Prüfverfahren DIN EN ISO12185 und
DIN EN ISO 3675 zugelassen. Analysenergebnisse zeigen, dass bei Rapsölproben
verschiedener Herkunft die Dichte nahezu konstant bei ca. 920 kg/m³ liegt
(vgl. Anhang). Werden andere Kraftstoffe, wie Benzin, Diesel oder RME beigemischt,
verringert sich die Dichte des Mischkraftstoffes entsprechend der Dichte
des zugemischten Kraftstoffes und der Zumischungsrate.
Flammpunkt
Der Flammpunkt wurde früher mit einer Prüfmethode bei offenem Tiegel bestimmt,
was zu höheren Werten für den Flammpunkt von mehr als 300 °C geführt hat.
Heute wird wie bei Biodiesel und anderen Kraftstoffen die DIN EN 22719 mit geschlossenem
Tiegel als Prüfmethode verwendet. Alle untersuchten Rapsölproben
aus der Praxis halten den Grenzwert von mindestens 220 °C ein (vgl. Anhang).
Werden andere Kraftstoffe (Benzin, Diesel oder RME) beigemischt, kommt es bei
Benzin und Diesel bereits bei einer Beimischung von weniger als 1 % und bei
RME bei ca. 5 % zu einer Flammpunktreduktion von vorher 240°C unter das Niveau
des Grenzwertes (220 °C). Korrelationen zwischen Flammpunkt und praxisüblichen
Wassergehalten sowie zwischen Flammpunkt und Viskosität konnten im
untersuchten Bereich nicht festgestellt werden.

196 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
Heizwert
Der Heizwert gemäß DIN 51900-3 liegt bei unterschiedlichen Rapsölproben in einem
relativ engen Bereich. Der Grenzwert von 35000 kJ/kg wird von allen untersuchten
Proben eingehalten.
Kinematische Viskosität
Die Viskosität ist keine geeignete Kenngröße, anhand der die Alterung von Pflanzenöl
bestimmt werden kann. Dies begründet sich dadurch, dass ein Viskositätsanstieg
erst relativ spät, bei stark gealtertem Öl zu sehen ist. Alle untersuchten
Praxisproben liegen deutlich unterhalb des maximalen Grenzwertes von 38 mm²/s.
Eine Zumischung von Benzin, Diesel oder RME ist mit einem Rückgang der kinematischen
Viskosität verbunden.
Kälteverhalten
Prüfverfahren zur Bestimmung des Kälteverhaltens, die bei anderen Kraftstoffen
Gültigkeit besitzen sind der CFPP, der Pourpoint und der Cloudpoint. Alle diese
Tests sind nicht anwendbar für Pflanzenöl. Folgende Gründe sind zu nennen: Bei
der Ermittlung des CFPP-Wertes wird der Testkraftstoff stufenweise abgekühlt und
durch ein Filter hindurch in eine Küvette gepumpt, die innerhalb einer bestimmten
Zeit (1 min) gefüllt sein muss. Aufgrund der hohen natürlichen Viskosität von
Pflanzenöl, kann mit dieser Versuchseinrichtung nicht das Kälteverhalten von
Pflanzenöl dargestellt werden. Bei Heizöl S ist das Kälteverhalten durch den Pourpoint
festgelegt. Die Testflüssigkeit wird kontinuierlich abgekühlt und anschließend
durch Kippen um 90° die Fließfähigkeit bestimmt. Da bei Pflanzenöl das Kristallisationsverhalten
sehr komplex ist, beschreibt dieser Test nur sehr schlecht die
operability des Motors. Der Cloudpoint beschreibt die Trübung von Mineralölerzeugnissen
durch Paraffinausscheidung. Da bei Pflanzenöl keine Paraffine ausgeschieden
werden kann darin ein starker Viskositätsanstieg auch ohne erkennbare
Trübung stattfinden.
Aus diesen Gründen soll ein neues Verfahren entwickelt und eingeführt werden.
Mithilfe eines Rotationsviskosimeters soll das Kälteverhalten von Rapsöl definiert
werden. Dabei wird die Rückstellkraft eines Messkörpers in einer Testflüssigkeit
bestimmt, die mit einem voreingestellten Temperaturgradienten abgekühlt wird.
Erreicht die dynamische Viskosität einen Wert, der von den Herstellern als Grenze
der Funktionsfähigkeit der Kraftstoffpumpe angegeben wird, so charakterisiert die
entsprechende Temperatur das Kälteverhalten des geprüften Stoffes. Das Kälteverhalten
ist eine für Rapsöl charakteristische Eigenschaft. Eine Aufnahme in den
Qualitätsstandard ist sinnvoll, weil damit an Verbesserungen des Kälteverhaltens
von Rapsölkraftstoff z.B. durch Additivierung gearbeitet werden kann.
Cetanzahl
Die Cetanzahl beschreibt die Zündwilligkeit des Kraftstoffes. Zwar ist in der derzeitigen
Fassung des Standards als Grenzwert 38 eingetragen, eine Vergleichbarkeit
mit dem Wert für Dieselkraftstoff ist jedoch nicht möglich, weil kein spezieller
Pflanzenölprüfmotor zur Verfügung steht. Es wäre daher wichtig, einen Pflanzenölprüfmotor
oder ein neuartiges Prüfverfahren zu entwickeln. Ein neues vielversprechendes
Analyseverfahren, das derzeit für die Analyse von Schwerölen
eingesetzt wird, soll in Kürze hinsichtlich der Tauglichkeit für die Bestimmung der
Zündwilligkeit von Pflanzenölkraftstoff getestet werden.

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 197
Iodzahl
Die Iodzahl beschreibt die Anzahl der Doppelbindungen und ist charakteristisch für
die verschiedenen Arten von Pflanzenöl. Je mehr Doppelbindungen ein Pflanzenölmolekül
enthält, desto schlechter ist im allgemeinen die Oxidationsstabilität.
Die untersuchten Rapsölproben aus der Praxis halten meist den geforderten
Grenzwert für die Iodzahl von 120 g/100g ein. Lediglich 2 Proben von erucasäurereichem
Rapsöl liegen erwartungsgemäß etwas höher als der Grenzwert (vgl. Anhang).
Schwefelgehalt
Der Schwefelgehalt ist üblicherweise sehr niedrig bei Pflanzenölen. Deshalb eignen
sich diese Kraftstoffe besonders gut für nachgeschaltete Abgasminderungsmaßnahmen,
wie z.B. CRT-Systeme. Als Grenzwert wurde ein Wert von 10 mg/kg
festgelegt. Die Praxisuntersuchungen ergaben, dass nur eine der 22 Proben den
Grenzwert nicht einhalten kann.
Gesamtverschmutzung
Als Gesamtverschmutzung werden Filterrückstände definiert, die vorwiegend
durch mangelnde Aufbereitung in der Ölmühle oder durch Verunreinigungen beim
Transport in das Öl eingebracht werden. Eine hohe Gesamtverschmutzung beeinträchtigt
häufig den störungsfreien Betrieb von Motoren. Die Analysenergebnisse
von Rapsöl aus Tanks von Ölmühlen und BHKW zeigen, dass diese Ölproben den
geforderten Grenzwert von 25 mg/kg nur in einem von 12 Fällen einhalten konnten.
Für eine Verbesserung der Ölreinheit ist es erforderlich den Reinigungsschritt
zu optimieren.
Koksrückstand
Bei der Bestimmung des Koksrückstands nach DIN EN ISO 10370 wird eine abgewogene
Menge einer Ölprobe unter einem Inertgasstrom (Stickstoff) bei festgelegten
Aufheizbedingungen eine bestimmte Zeit auf 500 °C erhitzt. Nach einer anfänglichen
Verdampfung setzt die Pyrolyse der Probe ein. Die zurückbleibenden
Pyrolyseprodukte werden als Koksrückstand bezeichnet, und korrelieren mit der
Bildung von Ablagerungen im Motor. Der Grenzwert des Koksrückstandes von
0,40 Masse-% wird von allen untersuchten Praxisproben eingehalten. Die Motorenhersteller
wurden bei der letzten Sitzung aufgerufen herauszufinden, ob Zusammenhänge
zwischen motorischem Betrieb und Koksrückstand erkennbar sind.
Die Diskussion darüber soll am Nachmittag stattfinden.
Neutralisationszahl:
Die Neutralisationszahl beschreibt den Gehalt an freien Fettsäuren im Pflanzenöl.
Der geforderte Grenzwert von 2,0 mg KOH/g kann von den meisten untersuchten
Ölproben eingehalten werden. Lediglich erucasäurehaltige Rapsöle und Proben,
die aus einem beheizten Tank entnommen wurden, weisen Werte von mehr als
2,0 mg KOH/g auf.

198 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
Oxidationsstabilität:
Eine Voralterung des Kraftstoffes kann durch Bestimmung der Oxidationsstabilität
überprüft werden. Das dafür geeignete Messinstrument ist der sogenannte Ranzimat,
bei dem Luft in die auf einem konstanten Temperaturniveau gehaltene Ölprobe
eingeleitet wird. Die aus der Ölprobe entweichenden flüchtigen Produkte
werden in ein zweites Gefäß mit entmineralisiertem Wasser geleitet, in dem sich
eine Leitfähigkeitsmesszelle befindet. Die Dauer der Induktionsperiode ist ein Maß
für die Stabilität der Ölproben gegenüber Oxidation. Problematisch kann sich
Kraftstoff mit niedriger Oxidationsstabilität vor allem im Einspritzsystem verhalten,
wenn es durch Verharzungen zu Rückstandsbildung in Kraftstoffleitungen, in der
Einspritzpumpe sowie an Düsen und Düsenhaltern kommt.
Bei den untersuchten Proben wurde die Oxidationsstabilität bei 110°C und 120°C
geprüft. Die Ergebnisse (vgl. Anhang) zeigen, dass bei Proben, die aus Tanks
entnommen wurden und insbesondere bei den Proben, die thermischer Belastung
ausgesetzt waren (z.B. in einem beheizten Tagestank) die Oxidationsstabilität
deutlich niedriger ist als bei frischen Ölproben. Auch eine 10 %ige Beimischung
von RME oder Dieselkraftstoff führt zu einer verringerten Oxidationsstabilität. In
der letzten Sitzung tauchte die Frage auf, ob die Alterung von Ölen nicht bereits
durch die Neutralisationszahl genügend festgelegt sei. Die Auftragung der Oxidationsstabilität
in Abhängigkeit von der Neutralisationszahl lässt in dem überprüften
Bereich keine Korrelation erkennen. Die Neutralisationszahl lässt nur auf den aktuellen
Gehalt an freien Fettsäuren schließen, der anfänglich mit abnehmender
Oxidationsstabilität steigt, bei stark fortgeschrittener Voralterung aber auch wieder
abnehmen kann.
Auch eine Korrelation zwischen der Iodzahl und der Oxidationsstabilität konnte
nicht festgestellt werden, obgleich mit zunehmender Anzahl Doppelbindungen der
oxidative Verderb beschleunigt werden könnte. Ein Grund dafür ist, dass hier nur
ein enges Spektrum an Iodzahl-Werten betrachtet wurde. Würde man noch weitere
Pflanzenöle dazunehmen, könnte voraussichtlich eine Abhängigkeit beobachtet
werden.
Phosphorgehalt:
Für Motorenschäden wird häufig der im Pflanzenöl befindliche Phosphor verantwortlich
gemacht. Auch wirkt Phosphor als Katalysatorgift. Die Analyse von Praxisölproben
ergibt, dass mit einer Ausnahme alle Phosphorgehalte unterhalb des
Grenzwertes von 15 mg/kg liegen. Mehr als 2/3 der Ölproben haben einen P-
Gehalt von weniger als 6 mg/kg.
Aschegehalt:
Da die Prüfnorm für den in der letzten Sitzung aufgenommenen Kennwert Sulfatasche
in dem vorliegenden Konzentrationsbereich nicht geeignet ist, wird vorgeschlagen
zukünftig wieder den Gehalt an Oxidasche anzugeben. Darin gehen
vorwiegend alle mineralischen Verunreinigungen, die in der Asche zu finden sind,
ein. Der Aschegehalt liegt bei den meisten Ölproben (42 von 45) unterhalb des
Grenzwertes. Nur wenige Ausnahmen liegen geringfügig höher. Eine Überprüfung
des Zusammenhangs zwischen Verschmutzung und Aschegehalt, ergab keine
Korrelation. Zwischen den Gehalten an Na, K, Ca und der Oxidasche besteht ebenfalls
keine Korrelation in dem untersuchten Konzentrationsbereich.

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 199
Wassergehalt:
Ein erhöhter Wassergehalt begünstigt die hydrolytische Spaltung der Kraftstoffmoleküle.
Anhand der Analysenergebnisse ist zu sehen, dass alle 50 untersuchten
Rapsölproben mit einem Wassergehalt von weniger als 0,075 Masse-% deutlich
unterhalb dem Grenzwert (0,100 Masse-%) liegen. Das untersuchte Vollraffinat
weist mit ca. 0,020 Masse-% den niedrigsten Wassergehalt aller Proben auf.
Stickstoffgehalt:
Der Stickstoffgehalt von 18 untersuchten Rapsölproben lag deutlich unter 10
mg/kg, weshalb eine Aufnahme in den Qualitätsstandard als nicht notwendig betrachtet
wird.
10:35 bis 10:55 Uhr
Fragen zum Vortrag
� Bei der letzten Sitzung wurde ein Diagramm gezeigt, worin zu sehen war, dass
mehrere Rapsölproben einen Wassergehalt von ca. 1000 mg/kg und darüber
aufwiesen. Wie kommt es, dass bei den heute gezeigten Ergebnissen diese
hohen Werte nicht mehr erreicht wurden?
� Die Rapsölproben der Darstellung aus der letzten Arbeitskreissitzung waren
von nicht bekannter Herkunft und Vorgeschichte. Es muss damit gerechnet
werden, dass diese Proben nicht sachgemäß entnommen oder gelagert
wurden.
� Wie hoch war der Wassergehalt der Rapssaat bei den vorgestellten Analysenergebnissen?
� Die genauen Werte zur Feuchte der Rapssaat liegen zwar während der Arbeitskreissitzung
nicht vor, aber bei einem Großteil der Proben lag die
Rapssaatfeuchte vor dem Abpressen bei etwa 7 %.
� Wie lange und bei welcher Temperatur erfolgte die Lagerung der Proben mit
der sehr niedrigen Oxidationsstabilität in dem beheizten Tagestank?
� Die Lagerungstemperatur betrug ca. 35-37 °C. Die Lagerdauer kann von
ca. 1-2 Tagen bis hin zu mehreren Wochen betragen, da auch bei längerem
Aggregatstillstand der Tagestank weiter beheizt wurde. Eine weitere Ursache
für die schlechte Oxidationsstabilität dieser Proben ist, dass der Tagestank
verschmutzt war und eine Reinigung des Tagestanks nur mit sehr großem
Aufwand aufgrund zu klein dimensionierter Öffnungen und schlechter
Zugänglichkeit möglich ist.
� Könnte anstatt der Cetanzahl nicht der Cetanzahlindex bestimmt werden?
� Aufgrund der Crackneigung von Pflanzenölen sind keine Destillationspunkte
bestimmbar und folglich auch die Ermittlung des Cetanzahlindex nicht möglich.
Die Cetanzahl kann nur durch einen speziellen Prüfmotor oder ein anderes
Verfahren für Pflanzenöl bestimmt werden.
� Ist der Grenzwert von 10 ppm Schwefel bei Rapsöl haltbar? Auch ein Großteil
der Proben von Biodiesel hält einen Schwefelgehalt von 10 ppm ein. Dennoch
wird derzeit ein Grenzwert von 50 ppm diskutiert. Seit kürzerem treten Schwefelgehalte
von mehr als 10 ppm auf.
� Seit etwa zwei bis drei Jahren erfolgt aufgrund zurückgehender S-
Versorgung der Böden (Ausbleiben des S-Eintrags durch saueren Regen)
wieder eine S-Düngung in der Landwirtschaft.

200 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
� Von Seiten der Automobilindustrie werden z.T. S-Gehalte von nur 5 ppm im
Kraftstoff gefordert.
� Ist die Gesamtverschmutzung im ungereinigten Öl unterschiedlich bei einheitlicher
Presseneinstellung? Lagen die gleichen Presskopftemperaturen vor?
� Mit der Ölgewinnungsanlage in Weihenstephan wurden verschiedene
Rapssorten definierter Anbauvarianten bei konstanten Prozessparametern
gepresst. Genauere Daten dazu können auf Rückfrage eingeholt werden.
� Wie sehen die Ranzimatergebnisse eines vorgealterten Rapsöls aus?
� Wird eine Rapsölprobe nach einer bestimmten Zeit aus dem Ranzimat genommen
und in den Kühlschrank gestellt, so stellt diese eine zumindest
kurzzeitige (wenige Tage) beständige Zwischenstufe dar. Wird diese dann
später erneut in den Ranzimat gegeben, erfolgt der Anstieg der Leitfähigkeit
entsprechend früher.
� Im Gegensatz dazu liegen bei einem Teilnehmer andere Erfahrungen vor,
wonach sowohl ein deutlich ranzig riechendes Öl als auch ein frisches Öl im
Ranzimat nahezu gleiche Ergebnisse liefern.
� Was sind die besten Lagerungsbedingungen für Pflanzenöl, wie lange kann es
gelagert werden?
� Etwa bei 5 °C
� Bei richtiger Lagerung z.B. im Erdtank ca. 1 Jahr und mehr
� Wichtig ist eine Reinigungsmöglichkeit der Lagerbehälter (v.a. auch Erdtank)
� Welche Tankmaterialien sind bei der Lagerung zu verwenden?
� Bestenfalls Edelstahltanks, auch Stahl ist gut. Faktoren, die die Oxidation
begünstigen, wie katalytisch wirkende Metalle (z.B. Kupfer), Licht, hohe
Temperaturen, Wasser- und Sauerstoffzutritt sind zu minimieren.
� Es wurde von einem Teilnehmer angeregt, eine Art großen Beutel als Tank
zu verwenden, da der Sauerstoffzutritt dadurch stark minimiert werden
kann.
10:55 bis 11:25 Uhr
Kaffeepause
11:25 bis 12.00 Uhr
Diskussion und Sammlung offener Fragen
Leitung: Dr. B. Widmann, Landtechnik Weihenstephan
Dr. Widmann ruft nun zum Sammeln offener Fragen auf. Der Stand der Standardisierung
vom März 1999 ist allen bekannt, die redaktionellen Änderungen, die sich
in der Zwischenzeit ergeben haben, wurden bereits berücksichtigt. Die Kennwerte,
die es in dieser Sitzung hauptsächlich zu diskutieren gilt, sind Kälteverhalten,
Zündwilligkeit, Gesamtverschmutzung, Koksrückstand, Neutralisationszahl, Oxidationsstabilität,
Phosphorgehalt, Aschegehalt und Wassergehalt. Zunächst stellt Dr.
Widmann die Anregungen vor, die mit den Rückantworten zur Einladung eingegangen
sind. Diese sind nachfolgend aufgelistet.

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 201
Anregungen zum Qualitätsstandard für Rapsöl als Kraftstoff
Zusammenstellung der Rückantworten zu den Einladungen
zur 6. Arbeitskreissitzung am 23.05.2000 in Straubing
Kenngröße/Thematik Anregung/Diskussionsbedarf
Cetanzahl: Vergleichbarkeit mit DK?
Gesamtverschmutzung: Schnelltest vor Ort gewünscht
Neutralisationszahl: Grenzwert
FFA: Fragen ausdiskutiert?
Alterung: Angaben zur Alterungsbeständigkeit
P-Gehalt: kostengünstiger Schnelltest gewünscht
Schleimstoffe: Begrenzung (nicht durch Gesamtverschmutzung)?
Wassergehalt: Grenzwert evtl. zu hoch (3 x)
Weitere Parameter: Aufnahme zusätzlicher Parameter
Siedeverlauf: Ermittlung des Siedeverlaufs, Temperatur- und
Crack-Verhaltens
Gewichtung Kennwerte: Welche Eigenschaften wirken sich bei Abweichung
der Grenzwerte für den Dieselmotor am negativsten
aus?
Einhaltung der Grenzwerte: Maßnahmen bei Produktion, Umschlag und Lagerung
Probenahme: Festlegung eines Probenahmeverfahrens
Emissionen: Ist Euro-Norm 4 einhaltbar?
Nun werden die Teilnehmer aufgefordert, weitere Diskussionspunkte zu benennen.

202 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
� Die Cetanzahl soll aus dem Standard herausgenommen werden, da alle bisherigen
Versuche gezeigt haben, dass bei den gängigen Prüfmethoden keine
Vergleichbarkeit mit Dieselkraftstoff besteht.
� Es sollen weitere Analysen zum Schwefelgehalt durchgeführt werden, um zu
prüfen, ob die erst kürzlich wieder aufgenommene und unumgängliche
S-Düngung die Einhaltbarkeit des festgelegten Grenzwertes beeinträchtigt.
� Sind eine oder mehrere Kenngrößen des Standards zu streichen?
� Ist es notwendig das Kälteverhalten durch ein Verfahren festzulegen und wenn
ja welches Verfahren ist am besten geeignet?
� Soll statt der Cetanzahl der Zündverzug gemessen werden?
� Diskussion zur Bestimmung des Kälteverhaltens mit dem Rotationsviskosimeter!
� Wichtig sind Alterungsversuche, Festlegung einer Alterungskurve, Korrelation
mit der Operability!
� Der Schwefelgehalt ist unter anderem auch deshalb eine Kenngröße des Qualitätsstandards,
um Beimischungen von gebrauchten Hydraulikölen ausschließen
zu können!
� Ist die Iodzahl als Kenngröße im Standard notwendig ?
� Das Kälteverhalten ist eine wichtige Größe des Standards!
� Komponentenhersteller sollen befragt werden, wie hoch die maximal zulässige
Grenzviskosität sein darf, um die Funktionstüchtigkeit der Bauteile zu gewährleisten!
� Welches sind die wichtigsten Kenngrößen für eine Analyse?
� Wie viele Proben mit welchen Probenmengen sind bei welcher Chargengröße
zu analysieren?
� Die Cetanzahl ist eine wichtige Kenngröße!
� Frage an die Runde: Wer hat Interesse einen Prüfmotor aufzubauen? (keine
Antwort)
� Koksrückstand ist zu beobachten, v.a. bei Kolben aus Aluminium
Nachfolgend werden alle offenen Fragen diskutiert.
1. Dichte
� Keine Einwände zur Kenngröße Dichte
� Ausschließlich redaktionelle Änderungen
Beschluss:
Dichte (15 °C)
� Prüfverfahren DIN EN ISO 3675 und DIN EN ISO 12185
� Grenzwerte min.: 900 kg/m³ max.: 930 kg/m³
2. Flammpunkt
� Keine Einwände zur Kenngröße Flammpunkt
� Ausschließlich redaktionelle Änderungen
Beschluss:
Flammpunkt nach P.-M.
� Prüfverfahren DIN EN 22719
� Grenzwert min.: 220 °C

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 203
3. Heizwert
� Keine Einwände zur Kenngröße Heizwert
� Ausschließlich redaktionelle Änderungen
Beschluss:
Heizwert
� Prüfverfahren DIN 51 900-3
� Grenzwert min.: 35000 kJ/kg
4. Kinematische Viskosität
� Keine Einwände zur Kenngröße kinematische Viskosität
� Keine Änderungen
Beschluss:
Kinematische Viskosität (40 °C)
� Prüfverfahren DIN EN ISO 3104
� Grenzwert max.: 38 mm²/s
5. Kälteverhalten (Dazwischen Mittagspause 12.00 bis 13.45 Uhr)
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� Inwieweit ist es notwendig das Kälteverhalten als Kenngröße in den Standard
aufzunehmen, wenn das Kälteverhalten eine typische Eigenschaft für Rapsöl
ist und es sich kaum von Probe zu Probe verändert?
� Der Anwender ist üblicherweise über das Kälteverhalten von Rapsöl aufgeklärt
und kann geeignete Maßnahmen zur Winterisierung mit dem Motorenhersteller
abstimmen.
� Die Anwender sollten genaue Handlungsanweisungen für den Umgang mit
Rapsölkraftstoff im Winter bekommen.
� Erucasäurehaltiges Rapsöl weist ein anderes Kälteverhalten auf als erucasäurefreies
Rapsöl.
� Anbau von erucasäurehaltigem Rapsöl spielt in Deutschland keine Rolle.
� Kälteverhalten ist nicht nur abhängig von der Temperatur sondern auch von
der Standzeit.
� Kraft sollte gemessen werden, die zum Pumpen des Kraftstoffs notwendig ist.
� Problematisch ist dabei aber die Pumpenauswahl.
� Das Prüfverfahren „Rotationsviskosimetrie“ sollte festgeschrieben werden.
� Dazu ist ein Temperaturgradient notwendig, den die Prüfmethode nicht vorschreibt.
� Deshalb müsste man das Prüfverfahren dahingehend abändern.
� Nicht alle in den Labors befindlichen Rotationsviskosimeter sind dazu geeignet,
einen Temperaturgradienten einzustellen.
� Der Grenzwert wird nur für Rapsöl Gültigkeit haben, nicht aber für andere
Pflanzenöle.
� Es ist wichtig, dass das Naturprodukt Rapsöl definiert wird und nicht Rapsöl mit
Beimischungen
� Könnte statt dem Kälteverhalten auch das Fließverhalten von Rapsöl bestimmt
werden?

204 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
� Nicht möglich, da die gängigen Prüfverfahren (Pourpoint, CFPP) nicht anwendbar
sind.
� Die Abkühlrate mit dem Rotationsviskosimeter sollte dem „worst case“ entsprechen,
evtl. in Anlehnung an Kältekammerversuche.
� Wie lange dauert es eine Prüfmethode zum Kälteverhalten zu entwickeln?
� Rapsöl ist eine nicht newton’sche Flüssigkeit, deshalb ist es erforderlich die
dynamische Viskosität zu bestimmen
Beschluss:
Kälteverhalten
� Die Kenngröße Kälteverhalten bleibt Bestandteil des Standards
� Als Prüfverfahren wurde die Rotationsviskosimetrie festgelegt
� Die genauen Prüfbedingungen (z.B. Abkühlrate) sind noch zu erarbeiten
� Die bisherige Einheit für den Grenzwert (°C) wurde gestrichen
� Es wird kein Grenzwert festgelegt
� Beim Prüfverfahren wird „Rotationsviskosimetrie (Prüfbedingungen werden
erarbeitet)“ eingetragen
6. Zündwilligkeit
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� Soll die Cetanzahl aus dem Standard gestrichen werden oder nicht?
� Eine Vergleichbarkeit mit der Cetanzahl anderer Kraftstoffe ist nicht gegeben,
da der Prüfmotor nicht für Pflanzenöl geeignet ist.
� Es könnten andere Verfahren zur Bestimmung der Zündwilligkeit adaptiert oder
entwickelt werden.
� Fraglich, ob die Adaption/Entwicklung eines Prüfverfahrens für die Zündwilligkeit
den Aufwand wert ist.
� Die Kenngröße Zündwilligkeit sollte Bestandteil des Standards bleiben, da es
sich um eine in der Motorentechnologie wichtige Kenngröße handelt.
� Da das bisherige Prüfverfahren keine Aussage über die Zündwilligkeit von
Pflanzenölkraftstoff zulässt, sollte dieses nicht mehr Bestandteil des Standards
sein. Ebenso soll der bisherige Grenzwert von 38 gestrichen werden
Man einigt sich darauf die Kenngröße im Standard beizubehalten. Diskutiert werden
die Wortlaute für den Eintrag: „geeignetes Prüfverfahren nicht verfügbar“, „geeignetes
Prüfverfahren für den Vergleich von Dieselkraftstoff und Rapsöl nicht verfügbar“
und „Prüfverfahren wird evaluiert“. Wenn eine Bezeichnung für das zu überprüfende
neue Bestimmungsverfahren für die Zündwilligkeit feststeht, wird dies
redaktionell eingetragen.

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 205
Beschluss:
Zündwilligkeit (Cetanzahl)
� Die Kenngröße Zündwilligkeit bleibt Bestandteil des Standards
� In Anlehnung an das Prüfverfahren ISO/DIS 5165 wird gestrichen
� Der Grenzwert min.: 38 wird gestrichen, ebenso die dazugehörige Fußnote
„vorläufig, bis angepasstes Prüfverfahren verfügbar“
� Es wird kein Grenzwert festgelegt
� Beim Prüfverfahren wird „Prüfverfahren wird evaluiert“ eingetragen
� Die Tauglichkeit eines neuen Prüfverfahrens soll überprüft werden
� Der Name des in Frage kommenden Prüfverfahrens soll gegebenenfalls redaktionell
eingearbeitet werden
7. Iodzahl
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� Die Iodzahl ist eine beschreibende Kenngröße zur Identifikation von Rapsöl.
� Die Iodzahl grenzt Rapsöl von anderen Pflanzenölen ab.
� Durch die Festlegung lediglich auf einen oberen Grenzwert sind jedoch andere
Pflanzenöle mit niedriger Iodzahl wie z.B. Palmöl nicht ausgeschlossen.
� Eine Untergrenze scheint vernünftig zur Abgrenzung gegenüber anderen
Pflanzenölen.
� Die Begrenzung der Iodzahl könnte eine Entwicklungsbremse darstellen z.B.
hinsichtlich der Entwicklung von high-oleic Rapsölen.
� Eine untere Begrenzung der Iodzahl könnte auch die Kältefestigkeit beschreiben.
� Es wird diskutiert, wie hoch der untere Grenzwert der Iodzahl sein sollte, dabei
liegen Erfahrungen von mehreren Teilnehmern vor.
� Da die Iodzahl von Rapsöl in den meisten Fällen zwischen 110 und 120
g/100 g beträgt, vereinzelt aber auch Iodzahlen von weniger als 110 bei Rapsölproben
vorkommen, einigt man sich auf eine Begrenzung der Iodzahl zwischen
100 und 120 g100 g.
� Diese großzügige Eingrenzung erlaubt auch noch züchterischen Spielraum.
Beschluss:
Iodzahl
� Prüfverfahren DIN 53 241-1
� Der obere Grenzwert bleibt bei max. 120 g/100 g
� Zusätzlich wird ein unterer Grenzwert von min. 100 g/100 g eingeführt
8. Schwefelgehalt
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� Vereinzelt höhere Schwefelgehalte (12-14 ppm) als die geforderten 10 ppm in
Biodieselproben könnten auf Schwefeldüngung beim Rapsanbau hinweisen, da
es in der Produktionskette sonst zu keinem weiteren S-Eintrag kommt.
� Es wird berichtet von einem S-Gehalt von 16 ppm in einer neuen Kraftstoffprobe.
� Neben der S-Düngung könnten allerdings auch andere Einflüsse, wie Anbausorte
oder -jahr höhere S-Gehalte im Rapsöl hervorrufen.

206 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
� Die Grenzwertdiskussion begründet sich weniger durch die motorischen Anforderungen,
als dadurch, dass der geringe S-Gehalt im Rapsöl als Vorteil von
Pflanzenöl gegenüber fossilen Kraftstoffen hervorgehoben wird. Dennoch
hängt aber auch die dauerhafte Einsatztauglichkeit nachgeschalteter Abgasreinigungssysteme
(z.B. Oxidationskatalysator) von einem niedrigen S-Gehalt ab.
� Es wird vorgeschlagen den Grenzwert anzuheben und weiter zu beobachten.
� Ergebnisse weiterer Analysen mit S-Düngung sollen abgewartet werden.
� Schwefel ist ein Hinweis auf die Sauberkeit des Kraftstoffes, motorisch verträglich
wären auch 30 ppm Schwefel. Allerdings tragen höhere Konzentrationen
verstärkt zur Bildung von Schwefelsäure bei, was insbesondere in Verbindung
mit einem Oxidationskatalysator problematisch zu sehen ist.
� Bei höherem S-Gehalt geht der Vorteil gegenüber Heizöl wieder z.T. verloren
� Es wird vorgeschlagen, den Grenzwert auf 20 ppm zu erhöhen und in ca. 2
Jahren, mit breiterer Datenbasis diese Frage erneut zu diskutieren.
� Die Wiederholbarkeit des Analyseverfahrens liegt bei 0,9 ppm die Vergleichbarkeit
bei 1,5 ppm.
� Es wird vorgeschlagen, einen Minimumwert z.B. 0 ppm anzugeben.
� Es wird weiter angeregt, einen Bereich für den S-Gehalt z.B. 0-20 ppm anzugeben.
Man einigt sich, dass als Grenzwert für den S-Gehalt nur eine Obergrenze anzugeben
ist.
� S-Düngung wird voraussichtlich in den nächsten Jahren stärker zunehmen.
� Da der S-Wert eher aus Imagegründen (umweltfreundlicher Kraftstoff) wirksam
ist als motorisch, wird vorgeschlagen, einen Richtwert anstelle eines Grenzwerts
aufzunehmen.
� Ein Richtwert könnte gefährlich sein, da bei einem Qualitätsstandard alle angegebenen
Werte eingehalten werden müssen.
� Es wäre zu überprüfen, ob es spezielle Sorten gibt, die durch einen geringen
S-Gehalt im Öl gekennzeichnet sind.
� Auf eine S-Düngung kann nicht verzichtet werden.
� Es wird vorgeschlagen den Grenzwert auf 20 ppm anzuheben.
� Es wird vorgeschlagen den Grenzwert auf 15 ppm anzuheben.
� Es könnte ein Zusammenhang zwischen der Gesamtverschmutzung und dem
S-Gehalt im Öl bestehen, da der S-Gehalt im Presskuchen hoch ist.
� Die Gesamtverschmutzung der Biodieselproben mit erhöhtem S-Gehalt lag bei
annähernd Null, deshalb kann nicht von einer Korrelation zwischen S-Gehalt
und Gesamtverschmutzung ausgegangen werden.
Man einigt sich auf eine Anhebung des Grenzwertes für den S-Gehalts von 10 auf
20 ppm. Man einigt sich ferner, dass der S-Gehalt weiterhin zu den charakteristischen
Kenngrößen zählt, da er vorerst nicht verstärkt von dem Anwender zu überwachen
ist.
Beschluss:
Schwefelgehalt
� Bleibt den charakteristischen Eigenschaften von Rapsöl zugeordnet
� Prüfverfahren ASTM D5453-93
� Der Grenzwert wird von 10 mg/kg auf 20 mg/kg angehoben
� In zwei Jahren soll der Grenzwert überprüft werden

Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung 207
9. Gesamtverschmutzung
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� Zur Gesamtverschmutzung liegen keine Einwände vor.
� Anhand der Praxisproben kann festgestellt werden, dass die geforderten 25
ppm meist nicht eingehalten werden.
� Der Grenzwert ist durch Anlehnung an den Grenzwert für Dieselkraftstoff (24
mg/kg) zustande gekommen.
� Die Gesamtverschmutzung ist ein zentrales Thema bei der motorischen Nutzung
� Es wird der Vorschlag gemacht, den Grenzwert bei 25 mg/kg zu belassen und
an der Optimierung der Ölreinigung zu arbeiten.
� Ein weiterer Teilnehmer spricht sich für die Beibehaltung des Grenzwertes von
25 mg/kg aus, weil die Gesamtverschmutzung über die gesamte Höhe des
Tanks zu mitteln ist. So ist nahe der Oberfläche eine Gesamtverschmutzung
von nahezu 0 zu beobachten, nähe des Tankbodens kann die Gesamtverschmutzung
auch bis zu 180 mg/kg betragen. Hebt man den Wert an, würden
auch die Extremwerte höher liegen können
� Ein Ölmühlenbetreiber erklärt, dass 25 mg/kg einhaltbar sind
Beschluss:
Gesamtverschmutzung
� Prüfverfahren DIN EN 12662
� Grenzwert unverändert bei max. 25 mg/kg
� Weitere Arbeiten zur Optimierung der Ölreinigung erforderlich
10. Koksrückstand
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� In der letzten Sitzung wurde der Koksrückstand von 0,30 auf 0,40 Masse-%
angehoben.
� Motorenhersteller fordern einen möglichst niedrigen Koksrückstand, der
Grenzwert müsse jedoch nicht geändert werden.
� Wenn Rückstände an Kolben und Düsen auftreten, liegt das seltener an einem
hohen Koksrückstand im Kraftstoff, als an einer ungenügenden Verbrennungstemperatur.
� Ein Motorenhersteller besteht auf einen Koksrückstand von 0,30 Masse-% in
seinen Anforderungen, weist aber gleichzeitig darauf hin, dass der Koksrückstand
aus motorischer Sicht nicht zu den wichtigsten Kenngrößen zählt.
� Eine Beeinflussung des Koksrückstandes in der Ölmühle ist nicht möglich,
deshalb sollte der Koksrückstand den für Rapsöl charakteristischen Größen
zugeordnet werden.
� Der Koksrückstand ist bei Pflanzenölen eine weitgehend konstante Kenngröße,
da das Pflanzenöl einen hohen Siedepunkt aufweist. Bei Dieselkraftstoff wird
der Wert für den Koksrückstand durch die enthaltenen Aromaten beeinflusst.
� Ein Teilnehmer spricht sich für die Zuordnung des Koksrückstandes zu den
charakteristischen Größen aus.

208 Anhang 4: Protokoll zur 6. Arbeitskreissitzung
Beschluss:
Koksrückstand
� Wird nun den für Rapsöl charakteristischen Kenngrößen zugeordnet und wird
im oberen Bereich des Standards zwischen Zündwilligkeit und Iodzahl eingeordnet
� Prüfverfahren DIN EN ISO 10 370
� Der Grenzwert bleibt bei max.: 0,40 Masse-%
11. Neutralisationszahl
Sammlung der Aussagen und Anregungen der Teilnehmer:
� Bei Biodiesel wurde der Grenzwert auf 0,5 mg KOH/g festgesetzt, da höhere
Werte zu Korrosionen führen können.
� Dies wird von einem Motorenhersteller bestätigt.
� Deshalb ist eine gute Rapssaatqualität erforderlich mit niedrigen Wassergehalten.
� Weitere Einflussfaktoren auf die Neutralisationszahl sind der Reifegrad der
Saat und der Anteil an Bruchmaterial, der bei Transport und Lagerung entsteht.
Dieser sollte entfernt werden.
� Auch der Feuchtegehalt der Rapssaat, sowie der Grad der mikrobiellen Zersetzung
haben Einfluss auf die Neutralisationszahl.
� Ein Motorenhersteller weist darauf hin, dass die Motoren auch an die höhere
Säurezahl von Pflanzenöl durch eine entsprechende Materialauswahl angepasst
sind. Je nach Art der verwendeten Metalle, sind Neutralisationszahlen
von 0,5 bis 15 mg KOH/g möglich; ob der Grenzwert für die Neutralisationszahl
auf 2,0 oder 3,0 mg KOH/g festgelegt wird, ist dabei weniger entscheidend.
� Ein Teilnehmer spricht sich dafür aus, dass die Neutralisationszahl nicht abgesenkt
werden sollte.
� Ein weiterer Teilnehmer spricht sich für einen möglichst niedrigen Wert aus, da
häufig konventionelle Motoren umgerüstet werden, bei denen kein Austausch
von Motorbauteilen aus ungeeigneten Metallen erfolgt.
� Es wird vorgeschlagen, dass weitere Daten zur späteren Überprüfung gesammelt