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Chemisch-analytische Charakterisierung technischen tierischen Fettes aus einer Tierkörperbeseitigungsanstalt

Analytical characterization of technical animal fat from a rendering plant

Zusammenfassung

Hintergrund und Ziel

Von den deutschen Tierkörperbescitigungsanstalten werden z. Z. rund 300.000 t/a technisches tierisches Fett produziert. Ausgelöst durch die BSE-Krise wird dieser Rohstoff nicht mehr als Tierfutterergänzungsmittel eingesetzt. Nun wird nach neuen Verwertungswegen für diese Fette gesucht. In diesem Zusammenhang wird von der DBU ein Verbundprojekt finanziert, in dessen Rahmen durch Umesterung der Fette Grundöle für Kühlschmierstoffe (KSS) hergestellt und die KSS-Produkte in der spanenden Bearbeitung von Metallen in der industriellen Praxis getestet werden sollen.

Methoden

Als erster Schritt sollten durch chemisch-analytische Untersuchungen die Eigenschaften und die Qualität des Rohfettes festgestellt und im Verlauf eines Jahres vergolgt werden, um u. a. saisonal bedingte Schwankungen zu erkennen. Die fettspezifischen und spurenanalytischen Parameter umfassten Gesamtverschmutzung, Sulfatasche, Wassergehalt, Peroxidzahl, Iodzahl, kinematische Viskosität, Säurezahl (freie Fettsäuren) und Fettsäurespektrum, Elemente- bzw. Schwermetalle (Al, B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mo, Mn, Na, Ni, P, Pb, S, Sn, V, W und Zn) sowie polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, polychlorierte Biphenyle, polychlorierte Dibenzo-p-dioxine und polychlorierte Dibenzofurane.

Ergebnisse

Die fettspezifischen Parameter lieferten wertvolle Hinweise für die Planung und Auslegung des technischen Prozesses zur Herstellung von Fettsäuremethylestern. So erwiesen sich beispielsweise Filtration und Entwässerung der Fette als notwendig. Geringe Schwankungen von Iodzahl, Viskosität und Fettsäurespektrum deuteten auf eine recht konstante Zusammensetzung des Rohmaterials im Jahresverlauf hin. Der Anteil freier Fettsäuren lieferte Hinweise auf den Hydrolyse- und Verderbnisgrad des Fettes. Die für die Kühlschmierstoffherstellung interessierenden gesättigten Fettsäuren repräsentierten 36,4% bis 54,6% des Fettsäurespektrums. Spurenanalytische Untersuchungen bezüglich anorganischer und organischer Schadstoffe belegten eine niedrige Grundbelastung des Rohfettes.

Ausblick

Ein nächster Schritt wird darin bestehen, die Technikumsanlage zur KSS-Grundölherstellung und damit verbunden Ergebnisse chemisch-analytischer Untersuchungen am Herstellungsprozess vorzustellen.

Abstract

Aims and Scope

German rendering plants produce 300,000 tons of animal fat per year. Until recently, these raw products have been in wide use as nutritional additive for cattle and other animals fodder but now they have been banned due to their assumed role in BSE infection. Therefore, alternative fields of usage are required. In this context the Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) is sponsoring a joint research project which deals with the production and testing of cooling lubricants based on animal fat esters.

Methods

In a first step, characteristics and quality of the animal fat were analyzed and monitored for a whole year in order to identify e.g. seasonal variations. The investigations covered the following fat specific and trace analytical parameters: total contamination, sulfates ash, water content, peroxide number, iodine value, kinematical viscosity, neutralisation number (free fatty acids), fatty acid spectra, elements / heavy metals (Al, B, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mo, Mn, Na, Ni, P, Pb, S, Sn, V, W and Zn), polycyclic aromatic hydrocarbons, polychlorinated biphenyls, polychlorinated dibenzo-p-dioxins and polychlorinated dibenzofurans.

Results

Valuable hints on the design of the technical process of fatty acid methylesters production were gained by regarding the fat specific parameters. For example, filtration and dewatering of the fats proved necessary. Small variations of iodine value, viscosity and fatty acid spectrum pointed at a quite constant composition of the raw material in the course of the year. Clues to the degree of hydrolysis and decay of the fat were given by the share of free fatty acids. The saturated fatty acids, most interesting for the production of the cooling lubricants, were present in the fatty acid spectra in the rage of 36.4% to 54.6%. Trace analytical investigations concerning inorganic and organic pollutants proved a low basic contamination of the technical animal fats.

Outlook

Next step will be to present the pilot plant for the production of the cooling lubricants and further analytical results in context with the production process.

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Correspondence to Hubertus Wichmann.

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Online First: 10. März 2003

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Bahadir, M., Bock, R., Dettmer, T. et al. Chemisch-analytische Charakterisierung technischen tierischen Fettes aus einer Tierkörperbeseitigungsanstalt. UWSF - Z Umweltchem Ökotox 16, 19–28 (2004). https://doi.org/10.1065/uwsf2003.03.054

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Schlagwörter

  • Fettanalytik
  • Kühlschmierstoff
  • PAK
  • PCB
  • PCDD/F
  • Schwermetall
  • Tierfett
  • Tierfettmethylester
  • Tierkörperbeseitigung

Keywords

  • Animal fat
  • animal fat methylester
  • cooling lubricants
  • fat analysis
  • fatty acid spectrum
  • heavy metals
  • PAH, PCB
  • CDD/F
  • rendering plant