Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung eines biopolymerbasierten Hydraulikfluides mit pflanzlichen Korrosionsschutzadditiven; Teilvorhaben 2: Untersuchungen der Biopolymerlösungen und Herstellung von korrosionsinhibitorreichen Pflanzenextrakten - Akronym: BioHydra

Anschrift
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV)
Giggenhauser Str. 35
85354 Freising
Kontakt
Dr.-Ing. Thomas Herfellner
Tel: +49 8161 491-447
E-Mail schreiben
FKZ
22018516
Anfang
01.12.2016
Ende
31.05.2020
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen des Teilvorhabens 2 wurden am Fraunhofer IVV verschiedene Biopolymerlösungen (Stärken und Cellulosen) bzgl. ihrer Eignung als Basismedium für wasserbasierte Hydraulikfluide gescreent. Dabei wurde ihre chemisch-physikalische Stabilität, tribologische Eigenschaften und ihrer Lagerstabilität untersucht. Eine Hydroxyethylcellulose konnte als vielversprechend für den Einsatz in wasserbasierten Hydraulikfluiden identifiziert werden. Außerdem wurde ein pflanzliches Korrosionsschutzadditiv für das biobasierte Hydraulikfluid entwickelt. Dieses soll fossile Korrosionsschutzadditive ersetzen. Hierzu erfolgte zunächst ein Screening sekundärer Pflanzenstoffe. Die antikorrosive Wirkung wurde mittels Späne/Filtrierpapierverfahren und mittels Masseverlust-Test untersucht. Auf Basis der Ergebnisse bzgl. der Einzelsubstanzen wurden am Fraunhofer IVV sechs pflanzliche Rohstoffe ausgewählt und für die Herstellung korrosionsinhibitorreicher Pflanzenextrakte genutzt. Dabei wurden zunächst die Extraktionsparameter variiert, um die antioxidative Kapazität der Extrakte zu maximieren. Die Pflanzenextrakte wurden anschließend hinsichtlich ihrer antikorrosiven Wirkung analysiert. Es wurden verschiedene Verdünnungen untersucht und festgestellt, dass für die meisten Rohstoffe eine 5-10%ige Extraktlösung die beste antikorrosive Wirkung erzielte. Teilweise wirkten auch bereits 1%ige Lösungen der Extrakte stark antikorrosiv. Die Kombination verschiedener Pflanzenextrakte war ebenfalls vielversprechend. Es konnten synergistische Effekte beobachtet werden. Es waren jedoch auch zum Teil prooxidative Effekte zu beobachten, die durch höhere Extraktkonzentrationen begünstigt werden. Im Rahmen des Projektes konnten Korrosionsinhibierungen von fast 90% erreicht werden.
Aufgabenbeschreibung
Im Rahmen des Projektes wird ein neuartiges Hydraulikmedium entwickelt, dessen Wasseranteil bei über 90% liegt und dessen weitere Komponenten primär auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Zur Einstellung der Viskosität und der Grundschmierung werden Biopolymere auf Kohlenhydratbasis verwendet. Da das Medium überwiegend aus Wasser besteht, steht bei der Additiventwicklung der Korrosionsschutz im Vordergrund. Hierfür werden sekundäre Pflanzenstoffe eingesetzt, die aufgrund ihrer chemischen Struktur ein hohes antikorrosives Potenzial aufweisen und konventionelle Korrosionsschutzadditive ersetzen. Das Projekt kann insbesondere zu den BMEL Förderschwerpunkt "Verarbeitung biogener Rohstoffe zu Zwischen- und Endprodukten" einen wesentlichen Beitrag zur weiteren Etablierung einer biobasierten Wirtschaft leisten. Hierzu zählen vor allem die Gewinnung des Biopolymers sowie die Nutzbarmachung von sekundären Pflanzenstoffen als Fein- und Spezialchemikalien für Hydraulikadditive. Die sekundären Pflanzenstoffe können aus biogenen Reststoffen (z. B. Agrar- und Lebensmittelindustrie sowie Holzindustrie) gewonnen werden. Der Projektablauf sieht zuerst vor eine Wasser-Biopolymermischung zu entwickeln, die aufgrund der chemischen Struktur eine hohe thermische, physikalische und mikrobiologische Stabilität aufweist und über eine ausreichende Langzeitstabilität verfügt. Parallel dazu wird ein Korrosionsschutzadditiv auf Basis von Pflanzenextrakten entwickelt. Neben der Identifizierung von synergistischen Effekten zwischen einzelnen Stoffklassen von sekundären Pflanzenstoffen, steht die Stabilisierung der antikorrosiv wirkenden Pflanzenextrakte in der Wasser-Biopolymermischung im Vordergrund. Nachdem die wesentlichen Eigenschaften des Korrosionsschutzadditivs bekannt sind, wird ein Additivpaket zusammengestellt sowie dessen Bestandteile aufeinander abgestimmt, um ein anwendungstaugliches Hydraulikfluid zu erhalten.

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