Entwicklung eines mathematischen Modells zur Bestimmung von Mischungsverhältnissen von Rohölen für die Biodieselproduktion

• Förderprogramm: InnoWatt (BMWi)
• Bearbeitungszeitraum: 01.05.2007 – 30.04.2009

Ausgangslage:

Unter sich weiter verschärfenden Rahmenbedingungen in der Biodieselproduktion entscheidet der Rohstoffeinkauf immer mehr über die Wettbewerbsfähigkeit der Hersteller. Als Entscheidungsgrundlage für den Einkauf preisgünstiger Rohware muss bekannt sein, ob überhaupt und in welchem Mischungsverhältnis sich diese mit anderen Komponenten zu normgerechtem Biodiesel verarbeiten lassen.

Ein mathematisches Modell, das aktuelle Einkaufspreise mit technologisch vorgegebenen Mischungsverhältnissen von Rohwaren verknüpft, wäre hierbei von großem Nutzen.

Ziele:

Es soll ein auf empirischem Wege erstelltes mathematisches Modell zur Vorhersage von Mischungs-
verhältnissen verschiedener Ausgangsöle bzw. -fette entwickelt werden. Des Weiteren sollen mit diesem Modell die optimalen Prozessparameter zur Methanolyse (Umesterung) berechnet werden können, wobei die Reaktionsprodukte die Biodieselnorm EN14214 erfüllen sollen. Als Rohstoffquellen werden dabei neben Rapsöl folgende öle bzw. Fette untersucht: Sojaöl, Sonnenblumenöl, Palmöl, Kokosfett, Altspeisefett.

Ergebnisse:

Es wurden die stofflich bedingten Kennwerte reiner Fettsäuremethylester (FME) ermittelt und versucht, Abhängigkeiten dieser Kennwerte von der Kohlenstoffzahl und der Anzahl der Doppelbindungen im Molekül aufzuzeigen.

Mittels einfacher binärer und ternärer Gemische wurde die übertragbarkeit dieser Abhängigkeiten auf die Gemische untersucht. Mit diesem ersten Modell wurden dann Kennzahlen von FME-Gemischen einheitlicher Ausgangsstoffe überprüft. Beispielhaft ist in der Abbildung die Abhängigkeit des CFPP-Wertes von verschiedenen ölsäuregehalten bei verschieden konzentrierter Palmitinsäure wiedergegeben.