KĂŒhlung und Schmierung in technischen Prozessen

KĂŒhlschmierstoffe (KSS) werden in der spanenden Bearbeitung als wichtiger Hilfsstoff eingesetzt, der unerlĂ€sslich ist fĂŒr einen stabilen und leistungsfĂ€higen Zerspanungsprozess.
Viele KSS sind Mineralölprodukte. Schmierstoffe auf Basis von Mineralöl können jedoch zu arbeitsphysiologischen Belastungen des Maschinenpersonals führen und sind auch hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen problematisch. Zielvorgabe für innovative Schmierstoffe ist es daher, Mineralöl durch für Gesundheit und Umwelt gleichermaßen unbedenkliche Stoffe zu ersetzen.
Umweltverträgliche Alternativen zur Substitution mineralölhaltiger KSS basieren auf Fettsäureestern und Glycerol, welche aus Altspeisefett und technischem Tierfett sowie Pflanzenölen gewonnen werden. An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin, und der TU Braunschweig (Institut für Ökologische Chemie und Abfallanalytik sowie Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik) werden innovative KSS aus diesen Stoffen für die Kühlung und Schmierung in technischen Prozessen entwickelt.

Kühlschmierstoffe aus
Altspeisefett und Tierfett
Altspeisefett und technische Tierfette stehen auf dem Rohstoffmarkt in großen Mengen preis­wert zur Verfügung. Sie bestehen che­misch aus Fettsäuren und Glycerol. In einer enzymatischen Alkoholyse wird das Glycerol der Fette durch einwertige Alkohole ersetzt:

Fett + Alkohol → Fettsäureester + Glycerol

Dieser Herstellungsprozess wurde von der BAM optimiert, sodass mit nichtwassermischbaren Alkoholen, ohne organische Lösungsmittel, eine energiesparende Umesterung der Fette zu Fettsäureestern möglich ist.

Ölfrei schmieren mit Glycerol und Fettsäureester
Derzeit stellt Biodiesel die wichtigste technische Anwendung von Fettsäureestern dar. Für das Glycerol, welches bei der Fett­umeste­rung als Nebenprodukt anfällt, gilt es neue Anwendungsfelder zu entwickeln. An den beiden Instituten der TU Braunschweig wird das technologische, ökologische und ökonomische Potential von Glycerol als inno­va­tive und umweltverträgliche Kom­po­nente in Motorölen, Kühlflüssigkeiten und KSS er­forscht. In ersten Machbarkeitsstudien wurde die technologische Eignung des Glyce­rols als eine Hauptkomponente in Motorfluiden und KSS erfolgreich untersucht. Glycerol und Fett­säureester haben sich dabei als aussichtsreiche Kandidaten erwiesen, um Mineralöl in industriellen Anwendungen zu ersetzen und so zu einer maßgeblichen Umwelt- und Gesundheitsentlastung beizutragen.
Einsatz von KĂŒhlschmierstoffen (KSS) in der industriellen Praxis
Projektthema:
Fettsäureester und Glycerol für die Kühlung und Schmierung in technischen Prozessen

Projektdurchführung:
Technische Universität Braunschweig
Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF)
Dr. Ralf Bock
Dr. Christoph Herrmann
Telefon 0531|391-7611
Telefax 0531|391-5842
r.bock@tu-bs.de
www.iwf.tu-bs.de

Kooperationspartner:
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin
www.bam.de

TU Braunschweig, Institut für Ökologische Chemie und Abfallanalytik (IÖCA)
www.oekochemie.tu-bs.de