Dieselpest

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Als Dieselpest wird Biokorrosion von Kraftstofftanks und dadurch bedingte Funktionsstörungen von Dieselmotoren bezeichnet. Es ist das Wachstum von Mikroorganismen (Bakterien, Hefen, Schimmelpilze), die durch die Bildung von Bioschlamm Filterverstopfungen verursachen sowie Beschädigungen der innenliegenden Treibstoff- und auch Schmierölanlagen bewirken.

Verbreitung und Infektion[Bearbeiten]

Bereits seit 1895 sind Mikroorganismen bekannt, die in der Lage sind, sich in Kohlenwasserstoffen zu vermehren. Erste Probleme mit kontaminierten Kraftstoffen wurden 1956 in Kerosin beobachtet. Der Schlauchpilz Cladosporium resinae wurde isoliert und im Englischen als „Kerosene Fungus“ beschrieben.[1] Die Kontaminationen können innerhalb der gesamten Lieferkette von der Raffinerie über die Zwischenläger bis hin zum Fahrzeugtank auftreten. Der Befall der Schmier- und Dieselöltanks mit Organismen kann bei jeder Tankfüllung, durch Tankbelüftung und jegliche Verschmutzung erfolgen. Der Raffinerieprozess kann als Sterilisation angesehen werden, die Kraftstoffe können aber nach der Destillation bei Transport und Lagerung nach kurzer Zeit infiziert sein.[2] Durch den Zusatz von Biodiesel werden den Mikroorganismen gut biologisch abbaubare Komponenten angeboten, die zu verstärkter Bioschlammbildung führen.[3][4] Dieselpest tritt überwiegend in Fahrzeugen auf, die selten genutzt werden und in deren Tanks der Treibstoff entsprechend lange lagert. Auch Ölheizungen in selten beheizten Häusern sind gelegentlich betroffen. Am häufigsten ist der Befund in Tanks von Schiffen.[5][6]

Arten[Bearbeiten]

In Dieselkraftstoff können Bakterien (z.B. Cyanobakterien) sowie Schimmelpilze und Hefen wachsen.

Als repräsentative Mikroorganismen werden nach ASTM E159.10[7] Pseudomonas aeruginosa, Hormoconis resinae und Yarrowia tropicalis (ehemals Candida tropicalis) verwendet.

Unter anaeroben Bedingungen wachsen auch sulfatreduzierende Bakterien[8], die zu mikrobiologisch induzierter Korrosion führen (siehe: Anaerobe Biokorrosion).

Vermehrung[Bearbeiten]

Basisbedingungen für Keimwachstum

Mikroorganismen können nur in der Wasserphase eines Mediums überleben, wachsen und sich vermehren. Für die Vermehrung der Mikroorganismen benötigen diese Wasser und Nährstoffe. Da die Brenn- und Kraftstoffe als organische Substanzen für Mikroorganismen Nahrung darstellen, ist die Wasserkonzentration in den Kraftstoffen der limitierende Faktor für das Mikroorganismen-Wachstum.

Mikroorganismen können nahezu alle in der Natur vorkommenden Stoffe besiedeln und sind oft in der Lage, diese anzugreifen oder gar abzubauen. Für die Vermehrung der Mikroorganismen benötigen diese Wasser und Nährstoffe und eine geeignete Temperatur. Mikroorganismen sind sehr anpassungsfähig - erst bei -18°C wird Keimwachstum unterbunden und es gibt sogenannte thermophile Keime, die sich noch oberhalb von 100°C vermehren. Eine günstige Temperatur im Tank ist meist gegeben und z.B. bei Lagertanks im Freien nicht immer beeinflussbar. Dieselkraftstoff nach der aktuellen DIN EN 590 darf laut Spezifikation bis zu 200 mg Wasser pro kg Kraftstoff enthalten. Da das Wasser nicht im Kraftstoff gelöst ist, sondern meist als Emulsion vorliegt, setzt es sich mit der Zeit nach unten ab und steht dann den Mikroorganismen zum Wachstum zur Verfügung. Brenn- und Kraftstoffe sind organische Substanzen, die für Mikroorganismen Nahrung darstellen; durch den Zusatz von bis zu 7 Vol% Biodiesel stehen zusätzlich biologisch leicht abbaubare Komponenten zur Verfügung. Durch die exponentielle Vermehrung der Mikroorganismen kommt es zu Bioschlammbildung, die zu Filterverstopfungen und mikrobieller Korrosion führen können.

Folgen[Bearbeiten]

Die Folgen eines mikrobiologischen Befalls sind vielfältiger Art: die mikrobielle Zerstörung hat Qualitätsverluste des Diesel- und Schmieröls zur Folge und die Stoffwechselprodukte der Organismen zerstören das Material von Tankwänden, Rohren und Filterelementen. Der Schwefelwasserstoff unterstützt die Korrosion und der entstehende mikrobiologische Schleim verstopft Filterelemente, Diesel- und Ölleitungen sowie Wasserabscheider und Einspritzpumpen. Damit einhergehend sind Schäden durch bakterielle anaerobe Korrosion.

Prüfung auf mikrobielle Kontamination, Vermeidung[Bearbeiten]

Es gibt verschiedene Verfahren für die Prüfung von Kraftstoffen.[9][10]

Eine regelmäßige Entwässerung des Dieselkraftstoff-Filters im Rahmen der Wartung vermindert zumindest die Verkeimung. Um Kondensatbildung durch abkühlende, feuchte Ausgleichsluft zu vermindern, sollte der Tank möglichst immer gefüllt sein. Die Tank-Ansaugleitung sollte an der tiefsten Stelle im Tank ausgebildet sein, um das spezifisch schwerere Wasser vorrangig abzusaugen, welches sich dann im Dieselfilter sammelt und abgelassen werden kann. Sollte dies nicht möglich sein, muss der Tank regelmäßig am Bodenablass entwässert werden. Auch eine Totalentleerung und Reinigung kann erforderlich sein.

Eine weitere Möglichkeit ist der Zusatz von speziellen Additiven.

Seitdem ein fester Prozentsatz an Biodiesel gemäß gesetzlicher Auflagen zugesetzt wird, kann ein vermehrtes Wachstum von Bakterien und Pilzen festgestellt werden.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Studies on the ‘Kerosene Fungus’ Cladosporium Resinae (Lindau) De Vries
  2. Technical notes of interest to Marine Engineers
  3. Microbial growth in diesels and other fuels containing fatty acid methyl esters (FAME) (PDF; 364 kB)
  4. Microbial Contamination in Diesel Fuel – Are New Problems Arising from Biodiesel Blends? (PDF; 1,1 MB)
  5. Segelmagazin - Deutscher Bericht zur Dieselpest PDF, deutsch, Abrufdatum: 18. Oktober 2010
  6. Niederländischer Bericht zur Dieselpest html, niederländisch, Abrufdatum: 25. Mai 2009
  7. astm.nufu.eu: Standard Practice for Evaluation of Antimicrobials in Liquid Fuels Boiling Below 390°C
  8. Activity and Diversity of Sulfate-Reducing Bacteria in a Petroleum Hydrocarbon-Contaminated Aquifer
  9. | IP 385: Determination of the viable aerobic microbial content of fuels and fuel components boiling below 390 °C - Filtration and culture method
  10. ASTM D6974 - 09 Standard Practice for Enumeration of Viable Bacteria and Fungi in Liquid Fuels—Filtration and Culture Procedures