Variable Eigenschaften von Rapsölkraftstoff

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 einem Lösungsmittel gewaschen, anschließend getrocknet und gewogen.
Hohe Fremdstoffgehalte im Kraftstoff führen zum Verstopfen der Kraftstofffilter und erhöhen die Gefahr von Schäden an der Einspritzpumpe und an Einspritzdüsen sowie von Ablagerungen im Brennraum, weshalb dieser Kenngröße eine hohe Bedeutung beizumessen ist.

Die Säurezahl ist ein Maß für den Gehalt an freien Fettsäuren im Pflanzenöl und beschreibt die Menge Kalilauge, die für die Neutralisation der freien Fettsäuren erforderlich ist.
Der Gehalt an freien Fettsäuren wird bereits durch die Saatqualität (Saatreife, Bruchkorn) beeinflusst. Bei der Lagerung steigt die Säurezahl über die Lagerdauer mit zunehmender Saatfeuchte.
Außerdem ist die Säurezahl vom Raffinationsgrad und dem Alterungsgrad des Öles abhängig. Durch Wasser im Öl sowie Mikroorganismen und Enzyme kann eine hydrolytische Spaltung der Triglyceride auftreten und zu einem Anstieg der Säurezahl führen. Saure Verbindungen im Kraftstoff führen zu Korrosion, Verschleiß und Rückstandsbildung im Motor. Freie Fettsäuren können außerdem mit basischen Komponenten des Motorenöls reagieren.

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, wenn unverbrannter Kraftstoff in das Motorenöl eingetragen wird. Die Oxidationsstabilität von 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 Rapsölkraftstoff beschreibt. Hohe Temperaturen und Sauerstoffeintrag bei der Lagerung von Rapsölkraftstoff beschleunigen den Verderb.

Phosphor liegt in Pflanzenölen 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. Auf der katalytisch aktiven Oberfläche bildet sich ein Phosphorniederschlag. Die Phosphorgehalte in Pflanzenölen sind vom Raffinationsgrad abhängig. Phosphorgehalte in nicht raffinierten Pflanzenölen können durch die ausschließliche Verarbeitung reifer Rapssaat und entsprechende Prozessführung bei der Ölsaatenverarbeitung niedrig gehalten werden. Durch eine Behandlung mit sorptiv wirkenden Zusatzstoffen oder mit Zitronensäure ist eine Minderung des Phosphorgehalts möglich.

Wie Phosphor kann auch Calcium und Magnesium zu Ablagerungen im Brennraum führen und als Katalysatorgift wirken sowie als Aschebildner Rußfilter verstopfen. Auch die Gehalte an Calcium und Magnesium in Pflanzenölen sind vom Raffinationsgrad abhängig. In nicht raffinierten Pflanzenölen können diese Elementgehalte durch die ausschließliche Verarbeitung reifer Rapssaat sowie schonendes Pressen niedrig gehalten werden.
Eine nachträgliche Behandlung des Truböls mit sorptiv wirkenden Zuschlagstoffen verringert darüber hinaus die Gehalte an Calcium und Magnesium.

In Rohölen enthaltene geringe Wassermengen und beim Raffinationsprozess eingetragenes Wasser bestimmen den Wassergehalt im 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 freies 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 zur Filterverstopfung führen können. Mikroorganismen beschleunigen außerdem die Ölalterung. Die Löslichkeit von Wasser in Rapsöl bei 30 °C liegt bei 0,1 %. Bei Einhaltung des Grenzwerts für den Wassergehalt von max. 0,075 Masse-% tritt demnach kein freies Wasser auf.
Generell ist Wasser bei der motorischen Verbrennung nicht von Nachteil. Bei der Verbrennung von Kraftstoff/Wasser-Emulsionen sinkt die Verbrennungstemperatur, was eine Senkung der NO_x-Emissionen zur Folge hat. Die Wassergehaltsbestimmung erfolgt zum Beispiel durch Titrieren mit Karl-Fischer-Reagenz.