Originalarbeiten

Zusammenfassung

Bestellung von Einzelbeiträgen

KB   Volltext 39 Mal heruntergeladen seit Mai 2006

DOI: http://dx.doi.org/10.1065/uwsf2006.03.115

Hintergrund und Ziel. Kühlschmierstoffe auf der Basis von Fettsäureestern bieten technologische Vorteile gegenüber mineralölbasierten Produkten. Außerdem sind sie umweltgerechter und leisten einen Beitrag zum nachhaltigen Wirtschaften. Dennoch werden sie in der Praxis kaum eingesetzt, da sie bisher aufgrund von Rohstoffpreisen und Synthesekosten teurer sind, als konventionelle Konkurrenzprodukte. Alternativen hinsichtlich Rohstoffen und Synthesewegen werden betrachtet und die Eigenschaftsbilder resultierender Esterprodukte miteinander verglichen.
Methoden. In die Untersuchungen wurden drei auf enzymatischkatalytischem Weg hergestellte Fettsäure-2-Ethylhexylester auf der Basis von Erdnussfett, Rindertalg und Altspeisefett sowie vier konventionell synthetisierte Ester aus Tier- bzw. Pflanzenfetten und 2-Ethyl-1-Hexanol einbezogen. Bestimmt wurden physikalische Eigenschaftswerte, Fettsäurespektren, Gehalte an freien Fettsäuren sowie Oxidations- und Hydrolysestabilitäten. Ferner wurden Thermolyseexperimente durchgeführt.
Ergebnisse. Die physikalischen Eigenschaften der sieben Ester, d.h. Dichte, Viskosität, Pourpoint und Flammpunkt, waren vergleichbar und ließen die Anwendbarkeit der Produkte als Basisöle für Kühlschmierstoffe erwarten. Hydrolysebeständigkeiten waren hoch und thermische Belastungen der Ester gaben keine Hinweise auf besondere Schadstoffbildungspotentiale. Defizite wiesen insbesondere die enzymatisch hergestellten Ester hinsichtlich Oxidationsstabilitäten und den Gehalten an freien Fettsäuren auf.
Ausblick. Für die Praxis wird es notwendig sein, Mindestqualitäten für Rohstoffe und resultierende Esteröle zu definieren, die als Grundöle im Kühlschmierstoffbereich eingesetzt werden sollen. Außerdem müssen Verfahren ausgearbeitet werden, die es ermöglichen, zu qualitativ hochwertigen Esterprodukten zu gelangen, ohne den Preisvorteil von Rohstoffen wie Altspeise- und Tierfetten durch hohe Produktions- und Veredelungskosten zu verlieren. Ein Beitrag hierzu ist sicherlich die Weiterentwicklung der wenig energieaufwändigen enzymatischen Alkoholyse zur Esterproduktion.

Abstract

Request for single articles

KB  Full paper 39 downloads since Mai 2006

Aims and Scope. Compared to mineral oil products, cooling lubricants based on fatty acid esters have technological advantages. Moreover, they are more environmentally compatible and make a contribution to a sustainable economy. Nevertheless, they are rarely applied in practice, because of their comparably high price, that is based on raw-material and synthesis costs. Alternatives concerning raw-materials and synthesis pathways are considered and properties of resulting ester products are compared.
Methods. The investigations aimed at three fatty acid-2-ethylhexylesters that were synthesized in an enzymatic-catalytic routine based on peanut oil, suet, and waste edible fat and at esters that were conventionally produced from animal and plant fats and 2-ethyl-1-hexanol. Physical properties, fatty acid patterns, contents of free fatty acids, as well as oxidative and hydrolytic stabilities were determined. Thermolysis experiments were performed.
Results. The physical properties of the seven esters, density, viscosity, pourpoint, and flash point, were comparable and gave reason for the assumption, that the products could be used as basis oils in lubricant formulations. Hydrolysis stabilities of the esters were high and thermal stress did not point at high potential of hazardous compounds formation. Especially the enzymatic-catalytically produced esters showed deficits concerning oxidation stabilities and free fatty acid contents.
Outlook. For practice it will be necessary to define minimum qualities for raw-materials and resulting ester oils to be used as lubricant basis oils. Moreover, processes have to be developed, that yield high quality ester products from waste edible and animal fats without loosing the advantage of low-cost rawmaterials by high production and refinement costs. Surely, one contribution is the further development of the energy-saving enzymtic alcoholysis for ester production.