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Qualität
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Seit dem 30.10.2003 ist die Europanorm DIN EN 14214 gültig. Sie löst die E DIN 51606 ab, die über Ihren Entwurfstatus nie hinaus kam. Damit ist europaweit eine einheitliche Normung des Biodiesels (FAME = Fatty Acid Methylester) in Kraft.

Europanorm DIN EN 14214 (Ausgabe 2008)

Eigenschaften

Einheiten

Grenzwert min

Grenzwert max

Prüfverfahren

Dichte bei 15°C

kg/m³

860

900

EN ISO 3675
EN ISO 12185

Viskosität bei 40°C

mm²/s

3,5

5,0

EN ISO 3104

Flammpunkt

°C

101

 

EN ISO 2719
EN ISO 3679

Schwefelgehalt

mg/kg

 

10

EN ISO 20846
EN ISO 20884

Koksrückstand
(von 10% Destillationsrückstand)

% (m/m)

 

0,3

EN ISO 10370

Cetanzahl

 

51

 

EN ISO 5165

Sulfatasche-Gehalt

% (m/m)

 

0,02

ISO 3987

Wassergehalt

% (m/m)

 

500

EN ISO 12937

Gesamtverschmutzung

mg/kg

 

24

EN 12662

Korrosionswirkung auf Kupfer  ( 3h bei 50°C)

Korrosionsgrad

Klasse 1

 

EN ISO 2160

Oxidationsstabilität 110 °C

h

6

 

prEN 15751
EN 14112

Säurezahl

mg KOH/g

 

0,5

EN 14104

Methanol-Gehalt

% (m/m)

 

0,2

EN 14105

Monoglycerid-Gehalt

% (m/m)

 

0,8

EN 14105

Diglycerid-Gehalt

 % (m/m)

 

0,2

EN 14105

Triglycerid-Gehalt

% (m/m)

 

0,2

EN 14105

freies Glycerin-Gehalt

% (m/m)

 

0,02

EN 14105
pr EN 14106

Gesamtglycerin

% (m/m)

 

0,25

EN 14105

Jodzahl

 

 

120

EN 14111

Phosphor-Gehalt

mg/kg

 

4

EN 14107

Alkali-Gehalt (Na + K)

mg/kg

 

5

EN 14108
EN 14109
EN 14538

Erdalkali-Gehalt (Ca + Mg)

mg/kg

 

5

EN ISO 14538

Ester-Gehalt

 % (m/m)

96,5

 

EN 14103

Gehalt an Linoleinsäuremethylester

% (m/m)

 

12

EN 14103

Gehalt an Fettsäuremethylestern mit mehr als 3 Doppelbindungen

% (m/m)
 

 

1

 

CFPP
15.04. bis 30.09.
01.10. bis 15.11.
16.11. bis 28.02.
01.03 bis 14.04.


°C
°C
°C
°C

 


0
-10
-20
-10

EN 116

 

 

 

 

 

 

Erläuterung biodieselrelevanter Qualitätsmerkmale

 

Cloud Point = CP =Trübungspunkt

klare Flüssigkeit wird trüb, bei Diesel und Heizöl sind das beginnende Paraffinausfällungen, erste Kristalle bilden sich. Beim Biodiesel sind es die höheren gesättigten Methylester (C18:0, V 20:0)

 

Pour point = PP = Stockpunkt

Übergang von flüssig auf fest, flüssige Eigenschaften sind gerade noch vorhanden.

Diesel = CP =-15°C, PP = -33°C, CFPP = -18°C

 RME = CP = -2°C, PP = -9°C, CFPP = -15°C

 

Cold filter plugging point = CFPP = Filterverstopfungspunkt

gibt an bei welcher Temperatur ein definiertes Filter verstopft

Für den Anstieg des CFPP sind hauptsächlich die höher gesättigten Methylester verantwortlich

z.B. Rapsmethylester = -13 bis -15°C, Palmmethylester = +13 °C

 

Flash point =Flammpunkt >101°C, Diesel > 55°C

Der flash point ist die niedrigste Temperatur bei der eine Flüssigkeit oder ein Feststoff soviel Dampf abgeben, um an der Oberfläche ein entzündliches Luft-Dampf-Gemisch zu bilden

Normal hat der Biodiesel einen Flashpoint von 170°C. Bei diesem Wert ist der Methanolgehalt garantiert < 0,2%

 

Hoher Anteil ungesättigter höherer Fettsäuren

Polymerisation steigt = Verklebung der Einspritzdüsen + Verschlechterung des Schmieröls durch Anreicherung von polymeren im Öl

Oxidationsstabilität sinkt

 

Hoher Anteil ungesättigter Fettsäuren

Viskosität und Cetanzahl sinken

 

max. 12 % Linolensäure

Polymerisation des Biodiesel oder Öls bei höheren Temperaturen möglich, Schaden an der Einspritzpumpe als Folge

 

Anteil von mehr als drei Doppelbindungen = max 1%

deutet immer auf Fischöl im Rohstoff hin, wenn der Parameter nicht eingehalten wird

Polymerisation des Öl oder Biodiesel wahrscheinlich, Schaden an der Einspritzpumpe als Folge

 

Säurezahl = 0,5 mg KOH /g

Wieviel mg KOH wird benötigt um die in 1g Fett vorhandenen freien Fettsäuren zu neutralisieren.

Säurezahl ist ein Ausdruck, wieviel organische Fettsäure und mineralische Säure im Biodiesel /Öl enthalten ist.

Sie ist ein Mass für die Reinheit und Frische des Öls.

Kann auch anzeigen, ob eine oxidative Schädigung durch eine nicht fachgerechte Lagerung der Saat oder des Öls vorliegt.

Korrosion und Ablagerungen im Motor

 

Phosphor- Gehalt (phosphorus-content) = 4 ppm

Ablagerungen an der Einspritzdüse, Schädigung des Oxikats, Anstieg der Partikelemmission

 

Na, K, Ca, Mg = 5 ppm

Vom Katalysator und bei Verwendung von hartem Waschwasser (Öl- und Biodieselproduktion)

Ablagerung an der Einspritzpumpe und im Motor

 

Dichte = 860-900 kg/m³, Diesel = 820-845 kg/m³ (15°C)

Dichte steigt wenn Kettenlänge sinkt

Dichte steigt mit Anteil der Doppelbindungen

Das hat Einfluss auf den Heizwert und den Verbrauch, weil die Dosierung in den Verbrennungsraum volumetrisch erfolgt.

 

Kinematische Viskosität (3,5-5 mm²/s), Diesel = 2-4,5 mm²/s

Höhere Viskosität verursacht höhere Verweilzeiten in der Einspritzpumpe, das wiederum verursacht höhere Drucke und Volumina und hat tiefere Arbeitstemperaturen

Anstieg der Kettenlänge des Methylesters = Anstieg der Viskosität

Anstieg der Alkoholkette = Anstieg der Viskosität (Grund warum Methanol genommen wird)

Anstieg der ungesättigten Fettsäuren = niedrige Viskosität

Anstieg an Mono-, Di- und Triglyceriden, sowie Polymere= höhere Viskosität

 

Schwefelgehalt (sulfur content) = 10 ppm

Diesel = bis 350 ppm möglich, normal 50 ppm und drunter, schwefelfrei ist unter 10 ppm, eines der großen Vorteile von Biodiesel und ein Grund für die Zumischung zum fossilen Diesel.

 

Kohlenstoffrückstand = 0,3 % bezogen auf 10 % Destillationsrückstand,
Diesel = 0,1 %

Ablagerungen an der Einspritzpumpe und im Motor

Hängt ab vom Gehalt an Triglyceriden, FFA, Seifen, Katalysatorresten, polyungesättigten Methylestern und Polymeren

 

Cetanzahl = > 51, Diesel = 47 (ohne Zündbeschleuniger)

Hohe Cetanzahlen sind gut für den Kaltstart und einen ruhigen Lauf des Motors. Hohe Cetanzahlen verursachen nur kurze Verzögerungen zwischen Einspritzung und Zündung. Niedrige Cetanzahlen verursachen Klopfen und erhöhen die Emissionen infolge nicht kompletter Verbrennung

Hohe Cetanzahlen = hohe C-Ketten für Säure und Alkohol

Niedrige Cetanzahl = Anteil ungesättigter Verbindung hoch

Öle mit gesättigten Fettsäuren (Palm, Rind) haben eine hohe Cetanzahl aber auch hohe Viskosität und geringes Kälteverhalten

Öle mit hohem Anteil ungesättigter Fettsäuren (Soja, Sonnenblume) haben ein besseres Kälteverhalten und geringe Viskosität aber geringe Oxidationsstabilität und schlechteres Zündverhalten. Raps ist deshalb das beste Öl, weil ungesättigte und gesättigte Fettsäuren sich im ausgewogenen Verhältnis befinden.

Bei längerer Lagerung steigt die Cetanzahl, weil Peroxide durch Oxidation gebildet werden.

 

Aschegehalt =200 ppm, Diesel = 100 ppm

Verursacht Ablagerungen im Motor

 

Wassergehalt = 500 ppm, Diesel = 200 ppm

Verursacht biologisches Wachstum, es entsteht Schleim und Schlamm, Dieselfilter und Leitungen werden verstopft. Hydrolytische Reaktionen sind auch möglich, Bildung von Fettsäure

 

Kontamination = 24 ppm, Diesel = 24 ppm

unlösliche Substanzen im Biodiesel, Verschmutzung des Kraftstofffilters, Einspritzpumpe

 

Kupfer Korrosion = nicht höher als Klasse 1

Soll die korrosive Wirkung auf Kupfer, Zink und Bronze limitieren (Lagerung, Auto)

wird verursacht durch Säuren und Schwefel. Im Biodiesel abhängig von der Säurezahl, wenn Säurezahl in der Norm, wird dieser Wert auch eingehalten.

 

Oxidationsstabilität = 6 h

Die 6 h sind ein Kompromiss zwischen Biodieselproduzenten und Herstellern von Einspritzpumpen und Motoren.

Es ist nicht völlig klar, ob ein Biodiesel außerhalb des Normgrenzwertes Auswirkungen auf den Motor und ESP hat.

Die Oxidationsstabilität von Ölen mit hohem gesättigten Anteil, wie Palm und Kokosnuss ist wesentlich höher als die von Samenölen, wie Raps und Sonnenblume, in denen ein grosser Teil ungesättigter Fettsäuren vorliegen. Hohe Oxidationsstabilität wird erreicht wenn Karotine im Öl sind.

Bei Oxidation entstehen Hydroperoxide

Hydroperoxide greifen Elastomere an = Kraftstoffleitung

Hydroperoxide können polymerisieren = Bildung von gummiartigen Substanzen und Sedimenten, Anstieg der Viskosität = Filterverstopfung, ESP und Motorraum

Hydroxide können weiter oxidieren = Bildung von Aldehyden, Ketonen = Probleme mit Einspritzpumpe

Destillierter Biodiesel hat eine geringere Oxidationsstabilität, weil z.B. Tocopherol entfernt wird.

 

Estergehalt = 96,5 %

Der Estergehalt drückt aus wie viele andere Stoffe als Ester (Summe ME + Glyceride) im Biodiesel enthalten sind

Mass für thermische Schädigung (bei Einsatz von Used Cooking Oil), abhängig von Ölart

 

Esterzahl

Die Esterzahl gibt an wieviel mg KOH zur Verseifung der in 1g Substanz vorhandenen Ester notwendig ist.

Esterzahl = Verseifungszahl- Säurezahl

 

Gehalt an Mono-, Di- und Triglyceriden

Ein Mass für die Umsetzung des Pflanzenöl mit dem Methanol zu Biodiesel und für das Unterbinden der Rückreaktion.

 

Gehalt an freiem Glycerin

Der Grenzwert ist immer wieder kritisch. Insbesondere bei neuen Biodieselherstellern können Probleme auftreten, da der Gehalt an freiem Glycerin sehr von einer gleichmäßigen, ausgereiften Prozeßführung abhängt Ist der Gehalt an freiem Glycerin zu hoch, kann es zu Sedimentation des Glyzerins in den Tanks kommen.

 

Gesamtglycerin

Der Wert des Gesamtglycerins errechnet sich aus dem Anteil gebundenem Glycerin (alle Glyceride) plus dem Anteil freiem Glycerin. Der zulässige Wert des Gesamtglycerin ist kleiner als die Summe der zulässigen einzelnen Grenzwerten für die Glyceride und das freie Glycerin, d.h. werden alle max. Grenzwerte für freies und gebundenes Glycerin erreicht, ist der Biodiesel nicht ENgerecht, weil das Gesamtglycerin überschritten ist.

 

Analytische Kontrolle von Biodiesel

Für die Kontrolle der Qualität des Biodiesels haben sich in der Vergangenheit einige Labors spezialisiert. Die BCT Engineering bekannten Laboratorien sind:

ASG Analytik-Service Gesell.mbH
Petrolab GmbH

Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement

In der Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement haben sich Hersteller und Vermarkter von Biodiesel sowie einige Errichter von Biodieselanlagen zusammengeschlossen. Alle Mitglieder dieser Gesellschaft wollen durch ein einheitliches Qualitätsmanagement dafür sorgen, dass der Kraftstoff Biodiesel eine beständig hohe Qualität entsprechend DIN EN 14214 hat. Das Qualitätsmanagement umfasst von den eingesetzten Rohstoffen über die Herstellung, Lagerung, Verladung und den Transport alle Prozesse bis zur Tankstelle. Zur Kontrolle der Qualität werden in unregelmässigen Abständen Kontrollen bei Herstellern und Tankstellen vorgenommen und zentral ausgewertet. Bei Verstössen gegen die Qualitätsparameter der DIN EN 14214 drohen Sanktionen bis zum Ausschluss des Mitgliedes aus der Gemeinschaft.

Tankstellen, die das Logo der AGQM benutzen, geben zu erkennen, dass sie sich mit den Zielen der AGQM identifizieren und nur Biodiesel entsprechend der DIN EN 14214 verkaufen.