Fachausschuss Brennstoffe

Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen und Heizöl EL A Bio

Im Rahmen dieses Projektes sollte untersucht werden, welche Mikroorganismen in Heizöl EL, in FAME und deren Mischungen (Heizöl EL A Bio) vorkommen können und inwieweit bei dem Einsatz von biogenen Brennstoffen das Risiko einer mikrobiologischen Belastung erhöht wird. Hierzu wurden verschiedene Feldanlagen mit einem FAME-Anteil von bis zu 20 % (V/V) untersucht. Es wurden Mikroben aus den Brennstoffen isoliert und identifiziert. Überdies wurden in Laboruntersuchungen die chemisch-physikalischen Eigenschaften von Heizöl EL, des FAME und deren Mischungen näher charakterisiert. Dabei wurden die hygroskopischen Eigenschaften der Brennstoffe und deren Emulsionsbildung bzw. -abbau sowie die korrosiven Eigenschaften näher untersucht. Auf Grund der gesammelten Datenbasis konnten anschließend Auslagerungsversuche durchgeführt werden. Dabei wurden die unterschiedlichen Brennstoffe und deren Mischungen gezielt mikrobiologisch kontaminiert und unter verschiedenen Lagerbedingungen inkubiert. Als Inokulum wurde eine, aus Dieselkraftstoff isolierte, Mischpopulation eingesetzt. Es konnte nachgewiesen werden, dass FAME auf Grund seiner hygroskopischen Wirkung eine deutlich erhöhte Wasseraufnahmekapazität der Brennstoffphase ermöglicht. Die generelle Ausbildung einer Mikroemulsion auf Grund von FAME-Zumischung konnte nicht aufgezeigt werden. Bei der erhöhten Wasseraufnahmekapazität und dem verstärkten Nährstoffeintrag durch FAME wurde ein verstärktes mikrobiologisches Wachstum beobachtet. Dabei ist die Ausbildung einer freien Wasserphase für das Wachstum von Mikroorganismen essentiell. Während der Inkubation kam es zur Bildung von Biofilmen; d.h. zu einer Mischpopulation verschiedener Mikroorganismen. Yarrowia lipolytica wurde als Hefe am häufigsten identifiziert. Die Gattungen Pseudomonas, Burkholderia und Sphingomonas stellten die häufigsten Bakterien dar. Alle isolierten bzw. identifizierten Organismen waren in der Lage FAME zu verwerten. Bei der Untersuchung von mikrobiologisch kontaminierten Brennstoffen im Elektronenmikroskop konnte eine Mikroemulsion mit einer Tropfengröße von etwa 100 nm nachgewiesen werden. Im Stahlstift-Korrosionstest zeigte sich, dass, unabhängig von den Mikroorganismen, keiner der Stahlstifte eine korrosive Auffälligkeit zeigte, solange kein freies Wasser in der Testapparatur vorhanden war. Des Weiteren wurde gezeigt, dass eine freie Wasserphase den Eintrag von Kupfer in den Brennstoff verstärkt. Mit einem Pumpenprüfstand wurde der Einfluss der Brennstoffe auf die Betriebssicherheit in marktüblichen Brennerpumpen untersucht. Das eingesetzte Heizöl EL mit 20 % (V/V) FAME verursachte keine Auffälligkeiten. Auch die mikrobiologisch kontaminierte Brennstoffprobe erzeugte über 500 Betriebsstunden keine Störungen. Die über einen Detergent und Dehazer eingestellte Mikroemulsion führte im Versuchszeitraum in Abhängigkeit der Strömungsverhältnisse zu Wasseransammlung im Filter. Die eingesetzten Pumpen der unterschiedlichen Versuchsläufe zeigten in ihren Anlaufdrehmomenten keine signifikanten Effekte.

Das IGF-Vorhaben 16596 N der Forschungsvereinigung Erdöl, Erdgas und Kohle wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.