Fachausschuss Brennstoffe
Entstehung von Mikroemulsionen (Wasser/Öl); deren Stabilisierungsmechanismen und Einfluss auf die Betriebssicherheit von Mitteldestillaten am Beispiel von Heizöl EL, A und Bio in technischen Applikationen
Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollten neben den Bildungs- und Transportmechanismen der Wasser-in-Öl-Emulsionen auch deren Stabilität und die Auswirkungen auf das Heizölbrennersystemen sowie Veränderungen der chemischphysikalischen Eigenschaften des Brennstoffes in Abhängigkeit einer mikrobiellen Belastung mit einer definierten Mischkultur untersucht werden. Des Weiteren sollte die Auswirkung von Emulsionen auf die Ausbildung einer freien Wasserphase und das Überleben bzw. den Transport von Mikroorganismen in der Brennstoffmatrix charakterisiert werden. Durch die Herstellung einer definierten und repräsentativen Mischkultur wurden reproduzierbare Versuchsreihen ermöglicht. In den Versuchen zur Bestimmung des Wachstumsverhaltens wurde ein direkter Einfluss der verschiedenen Heizöl EL Qualitäten beobachtet. Dabei wurde vereinzelt auch stärkeres Wachstum in reinem Heizöl EL im Vergleich zu Heizöl-FAME-Blends beobachtet. Die Oberflächenspannung der Wasserphase wurde zum einen durch die über die Gaschromatographie gezeigte Diffusion von FAME in die Wasserphase bereits deutlich herabgesetzt, zum anderen von einzelnen Heizöl EL Qualitäten verringert. Eine Nachbetankung (mit vorbelastetem Wasser / vorbelastetem Brennstoff oder beiden Phasen) wies zum Teil schnellere Wachstumsraten in den Ansätzen auf. In den Versuchsläufen des Screening-Tests wurde keine Ansaugung des während des Wachstums gebildeten Biofilms beobachtet. Ebenso kam es zu keiner Ausbildung einer freien Wasserphase in der Filtertasse. Durch die Methodenentwicklung eines statischen Korrosionstests wurde der Einfluss einer mikrobiellen Kontamination als auch der Biofilme auf die korrosiven Eigenschaften aufgezeigt. Es wird vermutet, dass der Transport von Mikroorganismen und Stoffwechselprodukten durch das System über die Ausbildung von Mikroemulsionen ermöglicht wird. Dadurch wird ebenfalls das Überleben der Organismen sichergestellt. Neben der, in diesem Projekt bei einer mikrobiellen Belastung auftretenden Emulsion, sind zudem möglicherweise einzelne Brennstoffqualitäten in der Lage Wassertropfen zu stabilisieren. Aufgrund der Ergebnisse wird vermutet, dass die Wahrscheinlichkeit des Eintrages von Mikroorganismen, deren Stoffwechselprodukte und von Wasser in dasgesamte Tanksystem über die Ansaugung der freien Wasserphase deutlich höher ist.
Das IGF-Vorhaben (18163 N) der Forschungsvereinigung DGMK Deutsche Wissenschaftliche Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V., Überseering 40, 22297 Hamburg wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.