डॉ. विक्रम कड, डॉ. गणेश शेळके, डॉ. सुदामा काकडे
विविध प्रकारच्या रासायनिक प्रक्रियेद्वारे कृत्रिम मेण तयार केले जाते. कृत्रिम मेण प्रामुख्याने पेट्रोलियम, कोळसा किंवा वनस्पती तेलांपासून संश्लेषित केले जाते. त्याचे गुणधर्म हे बऱ्याच अंशी नैसर्गिक मेणासारखे असून, त्यांचा वापर औद्योगिक क्षेत्रासह अन्न संरक्षणात केला जातो. फळे आणि भाज्यांचे संरक्षणासाठीही कृत्रिम मेणाचा वापर करता येतो. मात्र काही कृत्रिम मेण हे आरोग्यासाठी हानिकारक ठरू शकतात. त्यामुळे त्यांचा अतिरेक टाळला पाहिजे.
फायदे
नैसर्गिक मेणाच्या तुलनेत अधिक टिकाऊ.
उच्च तापमान व वातावरणीय परिस्थितींमध्ये अधिक प्रतिरोधक.
कृत्रिम मेणचे उत्पादन वैज्ञानिक पद्धतीने आणि एकसंध प्रक्रियेद्वारे करतात. त्याची गुणवत्ता नियंत्रित करता येते.
नैसर्गिक मेणाच्या तुलनेत स्वस्त.
तोटे
काही कृत्रिम मेणामधील पेट्रोलियम आधारित घटक मानवी आरोग्यास हानिकारक ठरू शकतात. विशिष्ट प्रकारचे कृत्रिम मेण पचनास कठीण असून पचनासंबंधी समस्या उद्भवू शकतात.
कृत्रिम मेण निर्मितीमध्ये वापरले जाणारे रासायनिक पदार्थ (उद. पॅराफिन) विषारी ठरू शकतात.
पर्यावरणपूरक आणि जैव-विघटनक्षमतेचा अभाव.
मूळ पदार्थांच्या चव आणि गंधावर परिणाम होऊ शकतो.
पॅराफिन मेण
पॅराफिन मेण हे गंधहीन, रंगहीन आणि चवहीन मेण आहे. मुख्यतः पेट्रोलियमपासून मिळवल्या जाणाऱ्या या मेणाचा वापर अन्न प्रक्रिया, सौंदर्यप्रसाधने, औषधनिर्मिती, मेणबत्त्या, क्रेयॉन्स आणि इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन यासाठी औद्योगिक आणि व्यावसायिक क्षेत्रांमध्ये केला जातो. अन्न उद्योगात पॅराफिन मेण फळे आणि भाज्यांना संरक्षण देणे, त्यांना चमकदार आणि टिकाऊ बनवणे या उद्देशाने वापरतात.
मेण बनविण्याची पद्धत
मुख्यतः पेट्रोलियम, कोळसा किंवा नैसर्गिक वायूवरील विविध प्रक्रियेनंतर पॅराफिन मेण वेगळे केले जाते. त्यासाठी सर्वप्रथम कच्च्या क्रूड तेलाचे (Crude Oil) रिफायनिंग केले जाते. फ्रॅक्शनल डिस्टिलेशन प्रक्रियेद्वारे वेगवेगळ्या उष्णतेवर विविध घटक वेगळे केले जातात. या वेगळ्या केलेल्या जड हायड्रोकार्बन संयुगांचे रूपांतर पॅराफिन मेणामध्ये केले जाते.
डिस्टिलेशननंतर मेणयुक्त तेल थंड केले जाते. त्याचे स्फटिक तयार होतात. मेणाचे स्फटिक विशेष थंड तापमान प्रक्रियेने (उदा. सॉल्व्हेंट डिपरोल्यूशन किंवा चिलिंग फिल्टरेशन) वेगळे केले जातात. सॉल्व्हेंट वापरामुळे मेणामधील तेलाचा अंश वेगळा केला जातो. त्यासाठी दोन पद्धती वापरल्या जातात.
१) सॉल्व्हेंट डिओईलिंग : मिथेनॉल किंवा प्रोपेन यांसारखी सॉल्व्हेंट्स वापरून मेणामधील तेल वेगळे केले जाते.
२) फ्रिझिंग पद्धत : मेण अत्यंत कमी तापमानाला आणल्यामुळे तेल वेगळे होते.
पॅराफिन मेणातील अशुद्धता, रंगद्रव्ये दूर करण्यासाठी हायड्रोजन वायूची प्रक्रिया केली जाते. त्यामुळे त्याचा दर्जा सुधारतो. मेण अधिक चमकदार आणि शुद्ध करण्यासाठी ब्लिचिंग प्रक्रिया केली जाते. शुद्ध झालेले घन किंवा द्रव स्वरूपात उपलब्ध केले जाते. कृषी व अन्न प्रक्रिया उद्योगामध्ये या मेणाचा फळे आणि भाज्यांच्या लेपनासाठी वापर होतो.
वैशिष्ट्ये :
रंगहीन आणि गंधहीन मेण असल्याने विविध उद्योगांमध्ये सहजतेने वापरता येते.
पॅराफिन मेण ४६ ते ६८ अंश सेल्सिअस या तापमानात वितळते. हे मेण आर्द्रता आणि पाणी सोडत नाही, त्यामुळे अन्न संरक्षणासाठी उपयोगी आहे.
रासायनिकदृष्ट्या स्थिर असते.
मायक्रोक्रिस्टलाइन मेण
मायक्रोक्रिस्टलाइन मेण हे पेट्रोलियम तेलमिश्रित मेण आहे. मऊ, चिकट आणि लवचिकतेसोबतच पॅराफिन मेणपेक्षा कठोर आणि अधिक पारदर्शक असतो. हे मेण पाण्यात विरघळत नाही. जलरोधक गुणधर्म, उच्च वितळण्याच्या तापमानामुळे आणि चांगल्या बाइंडिंग क्षमतेमुळे मायक्रोक्रिस्टलाइन मेण हा पॅराफिन मेणाच्या तुलनेत अधिक प्रभावी आणि बहुपयोगी मानले जाते.
मेण बनविण्याची पद्धत
पेट्रोलियम क्रूड ऑइल रिफायनिंग प्रक्रियेदरम्यान मायक्रोक्रिस्टलाइन मेण तयार होते. उच्च वजनाचे हायड्रोकार्बन संयुगे असलेले क्रूड ऑइल गरम करत असताना त्यावर वेगवेगळ्या तापमानांवर डिस्टिलेशन केली जाते. त्यातून विविध प्रकारचे मेण वेगळे काढले जातात. हेवी मेण गाळण्याच्या (सॉल्व्हेंट डिग्रिझिंग) प्रक्रियेतून हा मेण मिळतो. गंध व अशुद्धी दूर करून पांढरा रंग मिळण्यासाठी हायड्रोजन प्रक्रिया केली जाते. गुणवत्ता वाढविण्यासाठी ब्लिचिंग आणि रिफायनिंग केले जाते.
वैशिष्ट्ये : अधिक सूक्ष्म आणि लवचिक स्फटिकांमुळे हे मेण पॅराफिन मेणाच्या तुलनेत अधिक मऊ आणि लवचिक असते. वितळण्याचे तापमान पॅराफिन मेणापेक्षा जास्त (६० ते ९० अंश सेल्सिअस दरम्यान) म्हणजेच अधिक उष्णता-प्रतिरोधक आहे. मायक्रोक्रिस्टलाइन मेण अधिक चिकट असून त्याला उत्कृष्ट आसंजन (adhesion) आणि स्नेहन (lubrication) गुणधर्म असतात. हे मेण पाणी आणि आर्द्रतेला प्रतिरोधक असल्यामुळेच फळे भाज्यांच्या आवरणासाठी वापर केला जातो.
पॉलिइथिलीन मेण
हे पॉलिइथिलीनच्या पॉलीमरायझेशन प्रक्रियेतून तयार केले जाणारे मेण आहे. ते अत्यंत टिकाऊ, जलरोधक आणि गुळगुळीत पोताचे असते. उच्च वितळणारे तापमान, उत्कृष्ट स्नेहन (lubrication) आणि जलरोधक गुणधर्मांमुळे विविध औद्योगिक आणि व्यावसायिक उत्पादनांमध्ये वापरले जाते. पाण्यात विरघळत नसल्याने फळे, भाज्यांवर चमकदार आवरण तयार करते.
मेण बनविण्याची पद्धत
थेट पॉलिमरायझेशन प्रक्रियेने पॉलिइथिलीन (वायू किंवा द्रव स्वरूपात) संयुगाच्या लांब साखळ्या तोडल्या जातात. ही प्रक्रिया उच्च दाब दाब व तापमानाखाली आणि विशिष्ट उत्प्रेरकाच्या साहाय्याने केली जाते. त्यातून कमी अणूभाराचा मेण तयार केला जातो. हे मेण अधिक शुद्ध, चकचकीत आणि उच्च दर्जाचा असतो. त्यावर पॉलिइथिलीन मेणाला नियंत्रित ऑक्सिजन असलेल्या वातावरणात गरम करण्याची ऑक्सिडेशन प्रक्रिया केली जाते. त्यामुळे रेणूंच्या संरचनेत बदल होऊन अधिक आसंजन (Adhesion) आणि स्नेहन (Lubrication) गुणधर्म मिळतात. हे मेण अन्न प्रक्रियेमध्ये (फूड-ग्रेड) अधिक उपयुक्त ठरते.
मेण शुद्धीकरण प्रक्रिया : पॉलिइथिलीन मेण तयार केल्यानंतर अशुद्धी दूर करण्यासाठी पुढील प्रक्रिया करतात.
१) फिल्टरेशन : मेणामधील घन अशुद्धी काढण्यासाठी.
२) डिस्टिलेशन : मेणातील विविध घटक वेगळे करण्यासाठी नियंत्रित तापमानावर गरम केले जाते.
३) ब्लिचिंग : मेणाच्या रंग आणि शुद्धतेत सुधारण्यासाठी.
वैशिष्ट्ये
सामान्यतः १००अंश सेल्सिअस ते १२०अंश सेल्सिअस दरम्यान वितळते, त्यामुळे उच्च तापमानात स्थिर राहते.
पोत कठीण आणि गुळगुळीत असून, गरम केल्यावर पातळ होतो. सहज पसरतो.
जलरोधक असल्याने ओलावा आणि हवेच्या संपर्कामुळे खराब होत नाही.
नैसर्गिक वातावरणात सहज विघटित न होणे, घर्षण आणि तापमान सहनशीलता यामुळे दीर्घकाळ टिकतो.
आम्ले आणि अल्कलींच्या संपर्कातही स्थिर राहते.
सिलिकॉन मेण
हे मेण सिलिकॉन - पॉलीमरपासून तयार केले जाते. उत्कृष्ट जलरोधक, उष्णता प्रतिरोधक, आणि स्नेहनक्षम (lubricating) गुणधर्मांमुळे सौंदर्यप्रसाधने, ऑटोमोटिव्ह कोटिंग, खाद्य संरक्षण, औद्योगिक ल्युब्रिकंट्स आणि अन्य विविध क्षेत्रांत वापर केला जातो. अन्न प्रक्रिया उद्योगातही फळे आणि भाज्यांवरील कोटिंगसाठी सिलिकॉन मेण वापरले जाते. ते जैवविघटनशील असून,सुरक्षितही असते.
मेण बनविण्याची पद्धत
सिलिकॉन तेलाचे मेणामध्ये रूपांतर करण्यासाठी पुढील प्रक्रिया केल्या जातात.
हायड्रोलायसिस आणि कंडेन्सेशन प्रक्रिया : सिलिकॉन ऑइल (पॉलीडायमेथिलसिलोक्सेन - PDMS) या मूलभूत घटकातील सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड (SiCl) किंवा ऑर्गॅनोसिलेन कंपाउंडचे हायड्रोलायसिस केले जाते. या प्रक्रियेत सिलोक्सेन रेणू एकत्र येऊन एक साखळी तयार करतात. त्यामुळे तेलाचे रूपांतर सिलिकॉन मेणामध्ये होते.
क्रॉस लिंकिंग आणि मॉडिफिकेशन प्रक्रिया : क्रॉसलिंकिंग प्रक्रियेद्वारे मेणाच्या मूलद्रव्यीय संरचनेत बदल करून त्याची स्थिरता आणि कोटिंग क्षमता वाढवली जाते. विशिष्ट उत्प्रेरक (Catalyst) वापरून सिलिकॉन मेणामध्ये योग्य ते बदल केले जातात. त्यामुळे ते विविध औद्योगिक आणि अन्न प्रक्रिया उद्योगामध्ये वापरता येते.
इमल्शन तयार करणे : तेल व पाणी मिश्रित द्रवांचा एक स्थिर प्रकार म्हणजे इमल्शन होय. मेणाच्या या गुणधर्मामुळे ते विशिष्ट इमल्सिफायरसर पाण्यात अति वेगाने फिरवून मिसळले जाते. या इमल्शनचा थर फळे व भाज्यांवर देणे सोपे होते. त्याची सुरक्षितता वाढते.
वैशिष्ट्ये
सामान्यतः ५० अंश सेल्सिअस ते १२० अंश सेल्सिअस दरम्यान वितळतो.
उत्पादनांना अधिक चमकदार आणि आकर्षक बनवतो.
सिलिकॉन मेण पूर्णपणे जलरोधक असून बाह्य ओलावा आणि आर्द्रतेपासून पदार्थाचे संरक्षण करतो, तर अंतर्गत ओलावा टिकवून ठेवतो.
सिलोक्सेन (Si-O-Si) रेणूंसाठी स्थिर असून, तो उष्णता आणि रसायनांमुळे विघटित होत नाही.
सिलिकॉन मेण हा पर्यावरण अनुकूल असून, त्याचे अनेक प्रकार सहज विघटित होतात.
कार्बोव्हॅक्स
हा पॉलीइथिलीन ग्लायकोल (PEG) आधारित विशेष प्रकारचे मेण आहे. त्यातील जलविद्राव्यता, गुळगुळीत, स्नेहनक्षम, आणि पर्यावरणपूरकता या गुणधर्मामुळे त्याचा वापर अन्न संरक्षण, औषधनिर्मिती, सौंदर्यप्रसाधने आणि औद्योगिक क्षेत्रामध्ये केला जातो. फळे आणि भाज्यांवर कोटिंगसाठी कार्बोव्हॅक्स वापरल्यामुळे त्यांचा ताजेपणा आणि टिकाऊपणा वाढतो. ते अन्नसुरक्षित आणि जैवविघटनशील असल्याने सुरक्षित मानले जाते.
मेण बनविण्याची पद्धत :
पॉलीथिलीन ग्लायकोल या मूलभूत घटकांवर पॉलिमरायझेशन प्रक्रिया करताना इथिलीन ऑक्साइड व पाणी यांचे मिश्रण १२० ते २०० अंश सेल्सिअस तापमानापर्यंत गरम केले जाते. त्यानंतर KOH किंवा NaOH यांसारखे विशिष्ट उत्प्रेरकांच्या वापरातून एथिलीन ऑक्साइडच्या रेणूंची साखळी वाढवली जाते. परिणाम विविध अणुभारांचे मेण तयार होते. उदा. PEG-२००, PEG-४००, PEG-६०० इ.
पुढे उष्णता देऊन फिल्टरेशन प्रक्रियेतून अतिरिक्त उत्प्रेरक, अपायकारक घटक आणि अशुद्धता काढून टाकल्या जातात. शुद्ध केलेले कार्बोव्हॅक्स ६० ते ८० अंश सेल्सिअस तापमानापर्यंत थंड केले जाते. हे तयार झालेले मेण गुळगुळीत आणि साठविण्यायोग्य होते.
वैशिष्ट्ये
कार्बोव्हॅक्स सहजपणे पाण्यात विरघळतो, त्यामुळे इमल्शन तयार करता येत असल्याने खाद्य उद्योगात उपयुक्त ठरतो.
५० ते ७० अंश सेल्सिअसपर्यंत वितळतो.
पृष्ठभागावर समान पसरून गुळगुळीत आवरण uals.
आवरणाची पृष्ठभागावरील पकडही चांगली असते.
पांढऱ्या किंवा पारदर्शक रंगात उपलब्ध.
कोणताही विशिष्ट वास नसल्याने कोणत्याही पदार्थावर लावता येतो.
ऑक्सिडीकरणाच्या प्रक्रियेमुळे त्याचे गुणधर्म बदलत नाहीत.
पर्यावरणास अनुकूल आणि जैवविघटनक्षम आहे.
- डॉ. विक्रम कड, ०७५८८०२४६९७
कृषी प्रक्रिया अभियांत्रिकी विभाग, महात्मा फुले कृषी विद्यापीठ, राहुरी
ॲग्रोवनचे सदस्य व्हा
शॉपिंगसाठी 'सकाळ प्राईम डील्स'च्या भन्नाट ऑफर्स पाहण्यासाठी क्लिक करा.
Read the Latest Agriculture News in Marathi & Watch Agriculture videos on Agrowon. Get the Latest Farming Updates on Market Intelligence, Market updates, Bazar Bhav, Animal Care, Weather Updates and Farmer Success Stories in Marathi.
ताज्या कृषी घडामोडींसाठी फेसबुक, ट्विटर, इन्स्टाग्राम , टेलिग्रामवर आणि व्हॉट्सॲप आम्हाला फॉलो करा. तसेच, ॲग्रोवनच्या यूट्यूब चॅनेलला आजच सबस्क्राइब करा.