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Eigenschaften von Biodiesel |
Wichtige Parameter beim Biodiesel sind die Viskosität, der Flammpunkt, die Jodzahl und die Cetanzahl, die wesentlich zur Qualität des Alternativkraftstoffs beitragen.
In der Viskosität und dem Flammpunkt unterscheidet sich Pflanzenöl wesentlich von Diesel. Deswegen kann dieses, wenn überhaupt nur vorgewärmt als Dieselersatz verwendet werden. Die Moleküle des Öls sind relativ groß und haben deswegen eine hohe Zähflüssigkeit und eine hohe Entzündungstemperatur. Der Schülerversuch zeigte bei Diesel einen Flammpunkt bei 96°C, bei Biodiesel bei 110°C und bei Rapsöl bei 198°C. Daraus kann man deutlich sehen, dass Biodiesel dem konventionellen Diesel ähnelt. Ähnlich ist es auch bei der Viskosität. Nach der Umesterung sehen sich Biodiesel- und Dieselmoleküle ähnlich und haben deswegen auch ähnliche Eigenschaften, wobei es trotzdem Unterschiede gibt, auf die man bei der Qualitätsprüfung achten sollte. Im Gegensatz zu den Kohlenwasserstoffen beim Diesel können die Fettsäuren beim Biodiesel ungesättigt sein, was ihnen durch die Doppelbindung einen Knick in der Molekülkette verleiht. Dadurch kann Biodiesel bei gleicher Anzahl an Kohlenstoffatomen eine niedrigere Viskosität besitzen als Diesel, denn dann können sich die Moleküle nicht mehr so einfach durch die Van- der- Waals- Kräfte aneinanderlagern. Die Anzahl der Kohlenstoffdoppelbindungen wird Jodzahl genannt, weil Jod die Eigenschaft hat sich an diese Doppelbindungen anzulagern. Die Jodzahl gibt an, wie viel Gramm Jod an 100g Fett gebunden werden. Eine zu hohe Jodzahl ist aber auch nicht gut, denn dann ist das Kohlenstoffverhältnis zu Wasserstoff und Sauerstoff höher, und der Motor rußt stärker. Beim Biodiesel darf die Jodzahl von 115 nicht überschritten werden.
Eine weitere Eigenschaft von Biodiesel und Diesel wird durch die Cetanzahl gekennzeichnet. Sie ist ein Maß für die Zündwilligkeit von Dieselkraftstoff. Zu vergleichen ist es mit dem Oktanwert bei Benzin. Ein Cetan ist ein langkettiger, unverzweigter Kohlenwasserstoff mit 16 Kohlenstoffatomen (Hexadecan). Besonders gut zündet es unter dem Einfluss von hohen Temperaturen und hohem Druck ohne dabei eine Zündflamme oder einen Funken zu benötigen. Genauso wie für Oktan wurde Cetan eine Cetanzahl von 100 zugeordnet. Je höher die Cetanzahl des Kraftstoffs ist, umso besser ist er auch.
Die benötigte Qualität des Kraftstoffes ist vom Motor abhängig. Trotzdem wirkt sich eine hohe Cetanzahl positiv auf die Laufleistung dieses aus. Dann laufen Zündung und Verbrennung besser ab und der Motor läuft weicher und runder. Handelsübliche Dieselkraftstoffe weisen eine Cetanzahl von 50 - 52 auf, durch Zusatz von Zündbeschleunigern werden Werte von 53 - 54 erreicht. Biodiesel hat sogar eine Cetanzahl von 56 bis 58, da die Fettsäuren, wie z.B. Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure des Rapsöls dem Cetan ähneln. Es sind in der Regel C18 Fettsäuren.
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