औष्णिक विघटन

‘औष्णिक विघटन’ ही एक अशी प्रक्रिया आहे की ज्याच्या मध्ये पदार्थाचे औष्णिक विघटन उच्च तापमानात व निर्वात वातावरणामध्ये (ऑक्सिजन विरहित) केले जाते. ह्या प्रक्रियेमध्ये पदार्थातील रासायनिक संरचनेमध्ये बदल होतो. औष्णिक विघटन म्हणजे जड वातावरणामध्ये भारदस्त तापमानात सामग्रीचे औष्णिक अपघटन. यात रासायनिक रचनेत बदल आणि अपरिवर्तनीय बदल यांचा समावेश होतो. हा शब्द ग्रीक-व्युत्पन्न घटक पायरो "ज्वाला" आणि लिसिस "विभक्त" या शब्दापासून बनविला गेला आहे.

Pyrolysis

Pyrolysis machine in process

उष्णता-विरघळण्यासाठी सहसा ४३० डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमान आणि वातावरणापेक्षा जास्त दाब आवश्यक असतात. पूर्णपणे ऑक्सिजन-मुक्त वातावरण तयार करणे शक्य नाही. कारण सर्व पदार्थांमध्ये काही प्रमाणात ऑक्सिजन असतो. यामुळे थोडेसे ऑक्सिडेशन होतेच.

ही प्रक्रिया सामान्यत: सेंद्रीय पदार्थासाठी वापरली जाते की ज्यामध्ये लाकडापासून कोळसा बनवण्याचा समावेश होतो. सेंद्रीय पदार्थाचे पायरोलीसीस करताना त्यामधून द्रव व वायु स्थितीतील अस्थिर उत्पादने आणि स्थायु स्थितीत कोळसा मिळतो जो की कर्बाने समृद्ध असतो. आंत्यतिक पायरोलीसीस मध्ये जास्तप्रमानात कर्बाचे अवशेष शिल्लक राहण्याच्या प्रक्रियेस ‘कार्बानिकरण’ म्हणतात. पायरोलिसिसला गॅसिफिकेशन किंवा दहन प्रक्रियेची पहिली पायरी मानले जाते.

हि प्रक्रिया अधिक प्रमाणामध्ये रासायनिक उद्योगामध्ये वापरली जाते उदाहरणार्थ इथिलीन, कार्बनचे अनेक प्रकार आणि पेट्रोलियम, कोळसा आणि लाकडापासून बनविलेले इतर रसायने तयार करणे. त्याच प्रमाणे सिमेंट उद्योगा मधेसुद्धा ह्या प्रक्रियेचा वापर मोठ्या प्रमाणामध्ये होतो. अलीकडील काळामध्ये ही प्रक्रिया नैसार्गीकरित्या जैविक विघटन न होणाऱ्या कचरयाच्या व्यवस्थाप्नेसाठी वापरली जात आहे उदाहरणार्थ प्लास्टिक कचरा पुन्हा वापरण्यायोग्य तेलामध्ये किंवा इतर पदार्थांमध्ये रूपांतरीत करता येतो.

सेंद्रीय पदार्थासाठी वापरले जाणारे विविध पायरोलिसिसचे तंत्रज्ञान :

पायरोलिसिसचे तंत्रज्ञान	तापमान मर्यादा (अंश सेंटीग्रेड)	उष्णता देण्याचा दर	निवास दर	मुख्य उत्पादने
कार्बानिकरण	३५०-५००	एकदम सावकाश	कित्तेक तास किंवा पूर्ण दिवस	कोळसा
मंद पायरोलिसिस	४००-६००	मध्यम	५- ३० मीनीटे	कोळसा + वायु
	४५०	कमी	काही तास	कोळसा + वायु + द्रव
जलद पायरोलिसिस	४००-६५०	जास्त	०.५- ५ सेकंद	वायु + द्रव
फ्लॅश पायरोलिसिस	४००-६५०	जास्त	०.१- २ सेकंद	वायु + द्रव
	६५०-९००	अधिक	< १ सेकंद	वायु + द्रव
अल्ट्रा पायरोलिसिस	१०००	अधिक जास्त	< ०.५ सेकंद	वायु + द्रव
निर्वात पायरोलिसिस	३५०-४००	मध्यम	२- ३० सेकंद	द्रव
हायड्रोलीसीस	< ५००	जास्त	< १० सेकंद	द्रव
मिथेनो पायरोलिसिस	> ७००	जास्त	< १० सेकंद	द्रव

टाकाऊ प्लास्टिकचे पायरोलिसिस:

प्लास्टिक हे जीवाश्म इंधनापासून बनलेले आहे तसेच कृत्रिमरित्या लांबच पुनःपुन्हा येणाऱ्या रेणूंची शृंखला आहे, जी की कार्बन व हायड्रोजनची असते त्याचबरोबर ही शृंखला तोडण्यासाठी उत्प्रेरकांचा वापर होतो त्यातुनच इथिलीन, प्रोपीलीन, विनायल, स्टायरीन आणि बेन्झीन मिळते. यास पुन्हा एकदा रासायनिकरित्या लांब रेणू मध्ये शृंखलीत करून वेगवेगळ्या प्रकारचे प्लास्टिक बनते. प्लास्टिक सामन्यातहा दोन प्रकारामध्ये वर्गीकृत करता येते ते म्हणजे थर्मोप्लास्टिक्स व थर्मोसेट प्लास्टिक. थर्मोप्लास्टिक्स आपल्याला हव्या त्या आकाराच्या उत्पादनामध्ये उष्णतेच्या सहाय्याने बनवता येते, अशा प्रकारच्या प्लास्टिकच्या वापरानंतर सुद्धा परत उष्णतेच्या सहाय्याने मऊ व वितळवून नवीन उत्पादने बनवता येतात. पॉलीइथीलीन टेरिफाथलेट, अधिक घनतेच पॉलीइथीलीन, कमी घनतेच पॉलीइथीलीन, पॉलीप्रोपीलीन, पॉलीविनायल क्लोराईड, पॉली स्टायरीन इत्यादी हे थर्मोप्लास्टिक्स मध्ये येतात. थर्मोसेट प्लास्टिक एकदा आपण ज्या आकारामध्ये बनवले तर ते परत दुसऱ्या आकारामध्ये वितळवून बनवता येत नाही उदाहरणार्थ बेकलाईट, पॉली कार्बोनेट, मेलामाईन, नायलॉन इ.

प्लास्टिक आपल्या जीवनाचा अविभाज्य भाग आहे. वापरून झालेले प्लास्टिक आपण टाकून देतो. टाकून दिलेले प्लास्टिक हा घन काचारयाचाच भाग होतो. तो नैसर्गिकरीत्या विघटित होत नाही. ह्या प्लास्टिक मधील काही भागाचे पुनर्वापर होऊ शकते, पण जे पुनर्वापर न होऊ शकणारे प्लास्टिक आहे त्याची विल्हेवाट कशी लावायची ?. त्यासाठी रासायनिक, जीवशास्त्र व औष्णिक विघटनाच्या प्रक्रिया आहेत. ह्या प्रक्रीयामधील रासायनिक व जीवशास्त्र पद्धती फारच खर्चिक आहेत. म्हणूनच औष्णिक विघटन सर्वात जास्त प्रमाणात वापरले जाते, ह्या प्रक्रीयेमध्ये प्लास्टिकमधील कार्बन व हायड्रोजन रेणूंची लांब शृंखला तोडून छोट्या छोट्या शृंखलेमध्ये रूपांतर होते. पण ती तोडण्यासाठी फारच ऊर्जा बाहेरून द्यावी लागते.

प्लास्टिक आपल्या जीवनाचा अविभाज्य भाग आहे. वापरून झालेले प्लास्टिक आपण टाकून देतो. टाकून दिलेले प्लास्टिक हा घन काचारयाचाच भाग होतो. तो नैसर्गिकरीत्या विघटित होत नाही. ह्या प्लास्टिक मधील काही भागाचे पुनर्वापर होऊ शकते, पण जे पुनर्वापर न होऊ शकणारे प्लास्टिक आहे त्याची विल्हेवाट कशी लावायची ?. त्यासाठी रासायनिक, जीवशास्त्र व औष्णिक विघटनाच्या प्रक्रिया आहेत. ह्या प्रक्रीयामधील रासायनिक व जीवशास्त्र पद्धती फारच खर्चिक आहेत. म्हणूनच औष्णिक विघटन सर्वात जास्त प्रमाणात वापरले जाते, ह्या प्रक्रीयेमध्ये प्लास्टिकमधील कार्बन व हायड्रोजन रेणूंची लांब शृंखला तोडून छोट्या छोट्या शृंखलेमध्ये रूपांतर होते. पण ती तोडण्यासाठी फारच ऊर्जा बाहेरून द्यावी लागते.

वेगवेगळ्या प्लास्टिक रचनेच्या पायरोलिसिसच्या तापमान श्रेणी :

अनुक्रमांक	प्लास्टिकच्या रचना	तापमान श्रेणी (अंश सेंटीग्रेड)
१.	पॉलीइथीलीन टेरिफाथलेट	३९०-५२०
२.	अधिक घनतेच पॉलीइथीलीन	४२५-५६५
३.	कमी घनतेच पॉलीइथीलीन	४४३-५३५
४.	पॉलीप्रोपीलीन	४१५-५४०
५.	पॉलीविनायल क्लोराईड	४५०-५४५
६.	पॉली स्टायरीन	३७२-४५५