Das Projekt "Bioester und Wachsester aus Krambe- und Leindotteroel durch Ver- und Umesterungsreaktionen zum Einsatz im Schmier- und Kosmetikbereich - Teilvorhaben 1: Anbau von Krambe und Leindotter und Bereitstellung der raffinierten Oele" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei Mecklenburg-Vorpommern durchgeführt. Das Ziel des Verbundvorhabens besteht darin, für die alternativen Sommerölpflanzen Crambe (Crambe abyssinica) und Leindotter (Camelina sativa) neue Verwertungsmöglichkeiten im Nichtnahrungsbereich aufzuzeigen. Hierzu sollen aus Crambe- und Leindotteröl durch verschieden katalysierte Ver- und Umesterungsreaktionen im Labor- bzw. Technikumsmaßstab Bio- und Wachsester unterschiedlicher Kettenlängenbereiche hergestellt werden. Eine Auswahl der erhaltenen Estergemische soll von Industriepartnern auf ihre Einsetzbarkeit in der kosmetischen Industrie sowie im Schmierstoffbereich getestet werden. Innerhalb des Verbundvorhabens beschäftigt sich das Teilprojekt 1 mit der Bereitstellung der für die vorgesehenen Umsetzungen erforderlichen Mengen und Qualitäten an Crambe- und Leindotteröl. Ein weiteres Ziel des Teilvorhabens besteht in der analytischen Charakterisierung der Ausgangsprodukte sowie einiger Produkte aus den Technikumsumsetzungen.Der Anbau von Crambe und Leindotter erfolgte 1998 und 1999 auf Versuchs- bzw. Praxisflächen. Beim Leindotter kamen die Sorten Lindo und Soledo, bei der Crambe die Sorte Carmen zum Anbau. Die Ertragsergebnisse unterliegen witterungs- und standortbedingten Schwankungen. Bei der Crambe wurden vergleichsweise hohe Erträge von 24 bzw. 28 dt/ha erzielt. Die Leindottererträge lagen im Mittel beider Anbaujahre bei 18.8 dt/ha. Beim Leindotter verlief die Ölgewinnung auf einer dezentralen Schneckenpresse problemlos. Die Ölausbeuten erreichten ca. 28-33 Prozent. Durch Sedimentation der Trübstoffe konnten Leindotter-Rohöle guter Qualität mit Phosphor-Gehalten von ca. 10 ppm erzeugt werden. Die Pressung von Crambesaat führte aufgrund der besonderen Morphologie der Crambefrüchte zu insgesamt ungünstigeren Leistungsdaten. Die Ölausbeuten lagen nur bei 15-19 Prozent. Durch die höhere Viskosität des Crambeöls wurde bei tieferen Temperaturen das Absetzen der Trubstoffe erschwert. Die Phosphor-Gehalte der erzeugten Rohöle lagen bei 10-80 ppm. Die weitere Reinigung von jeweils 75-80 l-Chargen der Rohöle erfolgte im PPM Magdeburg in den Schritten Entschleimung, Entsäuerung und z.T. Bleichung. Die erzeugten raffinierten Öle zeichneten sich durch P-Gehalte kleiner 2,5 ppm und Säurezahlen kleiner 0,5 aus. Das Fettsäurespektrum der Raffinate entsprach dem der rohen Öle bzw. der Saaten. Die aus Crambe- und Leindotteröl im Technikumsmaßstab hergestellten Wachsestergemische (s. Teilprojekt 3) wiesen relativ enge Kettenlängenverteilungen auf. Je nach Wahl der Ausgangskomponenten lag der Schwerpunkt der C-Kettenlängen im Bereich von C36 bis C44.
Das Projekt "Bioester und Wachsester aus Krambe- und Leindotteroel durch Ver- und Umesterungsreaktionen zum Einsatz im Schmier- und Kosmetikbereich - Teilvorhaben 2: Bio- und Wachsester aus Krambe- und Leindotteroel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Getreide-, Kartoffel- und Fettforschung, Institut für Biochemie und Technologie der Fette durchgeführt. Das Verbundvorhaben verfolgt das Ziel, für die Öle aus den alternativen Ölpflanzen Crambe (Crambe abyssinica) und Leindotter (Camelina sativa) neue Anwendungen im chemisch-technischen Bereich zu finden. Innerhalb dieses Verbundvorhabens befaßt sich das Teilprojekt 2 mit der Herstellung von Bio- und Wachsestern aus Crambe- und Leindotteröl im Labormaßstab unter Anwendung chemisch (mit Kaliumhydroxid) oder enzymatisch (mit Lipasen) katalysierter Ver- und Umesterungsreaktionen sowie mit der speziellen Analytik der Öle und der Produkte. Die Bio- und Wachsester werden durch Kooperationspartner aus der Industrie auf ihre Eignung als Zusätze zu Kosmetika und speziellen Schmierstoffen geprüft.Analytische Untersuchungen der Crambe- und Leindotteröle aus Anbauversuchen in Mecklenburg-Vorpommern ergaben für Gesamtlipide und Triglyceride ähnliche Fettsäurezusammensetzungen, wie aus der Literatur bekannt. Kaliumhydroxid (KOH)- bzw. lipase-katalysierte Umesterung (Alkoholyse) von raffinierten Crambe- und Leindotterölen mit langkettigen Alkoholen (Oleylalkohol und aus Crambe- und Leindotteröl hergestellten Fettalkoholen), einem mittelkettigen Alkohol (n-Octanol) und einem kurzkettigen Alkohol (iso-Propanol) ergaben die angestrebten Wachsester bzw. n-Octyl- und iso-Propylester mit ähnlichem Produktspektrum wie enzymatisch hergestellte 'Bioester'. Die KOH-katalysierte Umesterung der Crambe- und Leindotteröle mit Oleylalkohol lieferte Wachsester mit überwiegend 40 bzw. 36 C-Atomen bei hohen (größer 70Prozent) Umsätzen. Ebenfalls führte die KOH-katalysierte Umesterung der Crambe- und Leindotteröle mit n-Octanol zu Octylestern mit überwiegend 30 bzw. 26 C-Atomen bei relativ hohen (größer 60Prozent) Umsätzen. Iso-Propylester ließen sich durch KOH-katalysierte Umesterung nicht herstellen. Die lipase-katalysierte Umesterung der Crambe- und Leindotteröle mit Oleylalkohol ergab Wachsester mit überwiegend 40 bzw. 36 C-Atomen bei mittleren bis sehr hohen Umsätzen (größer 90 Prozent mit Novozym 435 und etwa 30-60 Prozent mit Lipozyme IM und Papaya-Lipase). Ähnliche Ausbeuten an sehr langkettigen Wachsestern wurden bei der Umesterung von Crambe- und Leindotteröl mit den aus diesen Ölen hergestellten Fettalkoholen erzielt. Die Umsätze konnten durch Erhöhung des molaren Verhältnisses von Alkohol : Triglycerid von 3:1 auf 10:1 deutlich gesteigert werden. Die lipase-katalysierte Umesterung der Crambe- und Leindotteröle mit n-Octanol führte zu n-Octylestern mit überwiegend 30 bzw. 26 C-Atomen bei ebenfalls sehr hohen Umsätzen für Novozym 435 (größer 90 Prozent) und mittleren Umsätzen für Lipozyme IM (50-65 Prozent) und Papaya-Lipase (30-60 Prozent). Dagegen waren die Ausbeuten an iso-Propylestern bei der lipase-katalysierten Alkoholyse von Crambe- und Leindotteröl mit iso-Propanol unter Verwendung von Novozym 435 etwas niedriger (30-40 Prozent). Einige durch lipase-katalysierte Umesterung hergestellte Wachsester werden zur Zeit von der Fa. Wella auf ihre Eignung.......