Untersuchungen zur Eignung von natürlich alterierten sowie mit Oxalsäure aktivierten Bentoniten als Bleicherde für Pflanzenöle

Kaufhold, Stephan; Meyer, Franz Michael

doi:urn:nbn:de:hbz:82-opus-2561

Untersuchungen zur Eignung von natürlich alterierten sowie mit Oxalsäure aktivierten Bentoniten als Bleicherde für Pflanzenöle

Kaufhold, Stephan (Author)

2001

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Stephan Kaufhold

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2001

UmfangX, 178, XVII S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2001

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Meyer, Franz Michael (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2001-11-23

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-2561
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/56815/files/Kaufhold_Stephan.pdf

Einrichtungen

Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik (500000)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Chemie (frei) ; Speiseöl (frei) ; Raffination (frei) ; Bleichmittel (frei) ; Bentonit (frei) ; Oxalsäure (frei) ; Aktivierung (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 540

Kurzfassung
Bleicherden werden seit mehr als 100 Jahren zur Raffination von Pflanzenölen verwendet. Sie werden durch die Reaktion von Bentoniten mit Säuren (saure Aktivierung) hergestellt. Sauer aktivierter Bentonit ist katalytisch und adsorptiv aktiv, und kann daher vielseitig eingesetzt werden. Ein wesentlicher Nachteil der großtechnischen Produktion von wirkungsvollen Bleicherden ist die große Menge gebrauchter Säure, die entsorgt werden muß. Das Ziel dieser Arbeit war daher die Untersuchung von Möglichkeiten zur Produktion von umweltfreundlichen Bleicherden. Dabei wurden zwei Ansätze verfolgt: a) Anwendung von Oxalsäure zur sauren Aktivierung, wobei der ökologische Vorteil durch die biologisch- / chemische Abbaubarkeit der gebrauchten Säure gegeben ist. b) Untersuchung der Anwendbarkeit von sauren Bentoniten der Insel Milos, die durch natürliche saure hydrothermale Systeme alteriert wurden. Mit N2-Adsorptionsmessungen, IR-Spektroskopie, Protonenaffinitätsverteilung, chemischer Analyse und Bestimmung der Kationaustauschkapazität kann die Modifizierung der Bentonite verfolgt werden. Durch den sauren Angriff bei der Aktivierung wird die Oktaederschicht gelöst. Die reliktische Tetraederschicht bildet eine röntgenamorphe, in Soda lösliche und poröse Phase, die wesentlich zur Aktivität des Produktes beiträgt. Die saure Alteration der Milosbentonite erfolgt weitgehend analog. Da die reliktische Tetraederschicht zur Rekristallisation (Alterung) neigt, stellt der sauer aktivierte Ton ein thermodynamisch instabiles Produkt dar (Endprodukt: CT-Opal). Dieses Mineral bildet sich im Rahmen geologischer Zeiträume aus der relikitschen Tetraederschicht. Innerhalb von 1,5 Jahren war es nicht möglich, CT-Opal aus einer Bleicherde zu kristallisieren. Die Alterung konnte aber mittels Infrarotspektrometrie, anhand des Gehaltes löslicher Kieselsäure und der Porenöffnungsverteilung nachgewiesen werden. Die mineralogisch-chemischen Charakteristika der untersuchten natürlichen sauren Milosbentonite sind sehr unterschiedlich. Diese Materialien wurden anhand des „Alteration-Alterungs-Modelles“ mineralogisch-genetisch sowie anwendungsorientiert klassifiziert. Anhand von Bleichexperimenten wurde bei einigen natürlichen sauren Milosbentoniten eine signifikante Entfärbungswirkung auf Soyabohnenöl nachgewiesen Diese Materialien können für spezielle Öle eingesetzt werden, technische Bleicherden aber nicht vollständig ersetzen.

Bleaching earths have been utilised for the refining of vegetable oils for more than 100 years. They are manufactured during the reaction between bentonite and acid. This acid activated bentonite is both a catalytic and adsorptive reagent. The major disadvantage of the production, is the output of large quantities of waste acid. The aim of this study was to investigate the possibility of producing an environmentally friendly bleaching clay. Two ideas were formulated: The application of oxalic acid as a suitable agent for acid activation. With the ecological advantage that the acid can be decomposed of biologically and/or chemically. The possibility of managing natural acid clays from the island of Milos, which were generated by natural acid alteration systems. Acid activation of a bentonite can be monitored by N2-ad/desorption, IR-spectroscopy, titration, chemical analysis and CEC-determination: The octahedral layering of smectites is dissolved during acid attack. The remaining tetrahedral layer forms an x-ray amorphous, in a sodium-carbonate-solution soluble and porous phases which provides most of the activity. The natural acid alteration of the milosbentonites is comparable to a technical reaction. The activated clay represents a thermodynamically unstable material because of its trend towards recrystallisation of the silicious phase (finally: CT-Opalum). This mineral forms throughout geological periods from the remaining tetrahedral layer. Within 1,5 years it was not possible to crystallize CT-Opalum from a bleaching clay. However, the effect of time could be monitored by IR-spectroscopy, pore size distribution and the solubility of SiO2. Mineralogical-chemical characteristics of the rather different natural acid milosbentonites were classified by an „alteration-recrystallization-model“ with respect to mineralogical-genetic aspects as well as applicability. Using bleaching tests a high decolourisation ability with respect to soybean oil of some samples was detected. These materials are applicable for particular oils. However, they cannot fully compete against technical bleaching clays.

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