Biobasierte Oxidationsschutz-Additive für Schmierstoffbasisflüssigkeiten – Bio-Schmierstoffadditiv

Bio-Schmierstoffadditiv, SPS, sekundäre Pflanzenstoffe, Oxidationsschutz

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Projektlaufzeit: 1.6.2017 bis 30.5.2019

Projektträger / Zuwendungsgeber:
Forschungszentrum Jülich / Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF - 'Neue Produkte für die Bioökonomie'

 

Pflanzenölbasierte Schmierstoffe als umweltfreundliche Alternative zu Mineralöl

Bio-Schmierstoffadditiv ist ein vom BMBF im Rahmen der ‚Neuen Produkte für die Bioökonomie‘ gefördertes Forschungs- und Entwicklungsprojekt, welches zusammen mit der Carl Bechem GmbH bearbeitet wird. Bisher kommen in der Schmierstoffindustrie vor allem Mineralöle zum Einsatz, diese werden jedoch als umweltschädlich eingestuft. Etwa die Hälfte aller verwendeten Schmierstoffe geraten in die Umwelt, was eine Kontamination der Böden, Luft und des Trinkwassers zur Folge hat. Ziel des Vorhabens ist es deshalb, eine biologische Alternative zu den herkömmlichen Schmierstoffen zu entwickeln, deren Basis Pflanzenöle wie beispielsweise Raps- oder Sonnenblumenöl bilden.

Die Kombination sekundärer Pflanzenstoffe (SPS) erhöht die oxidative Kapazität

Da pflanzliche Öle besonders anfällig gegenüber Oxidation sind, müssen diese zur Stabilitätserhöhung zusätzlich mit Additiven versetzt werden, welche innerhalb dieses Projektes ebenfalls biologischer Natur sein sollen. Diese Additive werden aus verschiedenen Rückständen der Agrar- und Lebensmittelindustrie gewonnen, wobei hier vor allem sekundäre Pflanzenstoffe (SPS) im Vordergrund stehen, welche noch zahlreich in den Restströmen enthalten sind. In der Pflanze dienen sie besonders zum Schutz vor schädlichen Umwelteinflüssen wie Fressfeinden, mikrobiellen Infektionen und UV-Strahlung. Vermutlich gibt es mehr als 100 000 verschiedene SPS, wobei Carotinoide, Phytosterine, Saponine, Glucosinolate, Polyphenole, Protease-Inhibitoren, Monoterpene, Phytoöstrogen, Sulfide und Phytinsäure zu den wichtigsten Gruppen zählen. Ein besonderes Augenmerk liegt in diesem Projekt auf der Gruppe der Polyphenole, welche besonders für ihre antioxidative Wirkung bekannt sind. Genau diese Eigenschaft soll genutzt werden, um die Öle vor oxidativen Stress zu schützen und ein stabiles, haltbares Produkt erhalten zu können. Die Besonderheit an dieser Forschung ist die Kombination mehrerer unterschiedlicher Polyphenole, um eine Erhöhung der antioxidativen Kapazität zu erreichen. Dieser Effekt wird auch als Synergismus beschrieben, wodurch die Wirkung einer einzelnen Substanz im Schmierstoff noch zusätzlich verlängert, verstärkt bzw. vervielfacht werden kann.

Antioxidative Leitsubstanzen aus Reststoffen der Lebensmittel- und Agrarindustrie

Das Projekt Bio-Schmierstoffadditiv erarbeitet Lösungen, um bisher nur in sehr geringem Maße bis überhaupt nicht genutzte Rohstoffe der Lebensmittel- und Agrarindustrie wertgebend nutzen zu können. Hierfür werden zunächst SPS extraktiv aus den Restströmen gewonnen und diese im Anschluss hinsichtlich ihres antioxidativen Potenzials und ihres Gesamtpolyphenolgehalts untersucht. Des Weiteren werden mit Hilfe von HPLC-Analysen die einzelnen Leitsubstanzen der unterschiedlichen Rohstoffe identifiziert, um auf Basis dieses Wissens geeignete Kombinationen zur Erzeugung von Synergismen auszuwählen. Im letzten Schritt dieses Projektes sollen die besten Extraktmischungen dann in Esteröle eingearbeitet und Analysen durchgeführt werden.

Aktuell gibt es im Bereich der Schmierstoffindustrie zwar biologische Basismedien, jedoch keine Additive, welche aus rein biogenen Reststoffen gewonnen werden. Im Projekt Bio-Schmierstoffadditiv kann deshalb durch die Kombination biologischer Schmierstoffe mit schützenden, biologischen Additiven ein komplett neuer Anwendungsbereich erschlossen werden. Des Weiteren kann durch diese Arbeiten ein neuer Anreiz geschaffen werden, um den Anteil an biologischen Schmierstoffen weiter zu erhöhen.

Das Fraunhofer IVV koordiniert das Projekt und leitet in den ersten Arbeitspaketen die Herstellung und Charakterisierung der Pflanzenextrakte. Dies beinhaltet die Optimierung der Extraktion, die Identifikation der antioxidativen Leitsubstanzen und die Untersuchung der synergistischen Effekte verschiedener Pflanzenextrakte. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Herstellung und Charakterisierung erster Schmierstoff-Prototypen, um die antioxidative Wirkung in der Zielanwendung zu untersuchen.