सार:
प्लास्टिक कचरे को अक्सर निपटान के लिए आधुनिक कचरे के सबसे कठिन प्रकारों में से एक माना जाता है, लेकिन वैज्ञानिक एक नए रासायनिक रीसाइक्लिंग मार्ग की खोज कर रहे हैं: सामान्य प्लास्टिक को तोड़ने और मूल्यवान ईंधन और रासायनिक कच्चे माल में परिवर्तित करने के लिए प्रतिक्रिया माध्यम के रूप में उच्च तापमान पिघले नमक का उपयोग करना। पारंपरिक यांत्रिक पुनर्चक्रण की तुलना में, इस विधि में प्लास्टिक को अत्यधिक वर्गीकृत करने की आवश्यकता नहीं होती है, और यह उस प्लास्टिक कचरे का भी उपयोग कर सकता है जो दूषित हो गया है, मिश्रित हो गया है, या सामग्री की प्रकृति के कारण सीधे पुनर्चक्रण करना मुश्किल है।
वर्तमान में, वैश्विक स्तर पर हर साल उत्पादित प्लास्टिक कचरे की मात्रा बहुत बड़ी है, लेकिन वास्तव में रीसाइक्लिंग प्रणाली में प्रवेश करने वाला अनुपात अभी भी बहुत कम है। बड़ी मात्रा में प्लास्टिक लैंडफिल में चला जाता है या सीधे जला दिया जाता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य प्रदूषक पैदा होते हैं। विभिन्न पॉलिमर से बने मिश्रित प्लास्टिक के लिए पारंपरिक रीसाइक्लिंग विशेष रूप से कठिन है, क्योंकि विभिन्न प्लास्टिक को अलग-अलग प्रसंस्करण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
इसलिए वैज्ञानिक एक ऐसी रासायनिक विधि की तलाश में हैं जो सीधे मिश्रित प्लास्टिक से निपट सके। कम गुणवत्ता वाले पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक बनाने के लिए प्लास्टिक को फिर से पिघलाने के बजाय, रासायनिक पुनर्चक्रण का लक्ष्य आणविक स्तर पर लंबी बहुलक श्रृंखलाओं को तोड़ना और ईंधन, स्नेहक या अन्य रासायनिक कच्चे माल प्राप्त करने के लिए उन्हें वापस छोटे हाइड्रोकार्बन अणुओं में परिवर्तित करना है।
इस शोध का मूल एक विशेष प्रतिक्रिया वातावरण बनाने के लिए उच्च तापमान पिघले नमक का उपयोग करना है। पिघला हुआ नमक उच्च तापमान पर तरल रह सकता है, इसमें अच्छी गर्मी हस्तांतरण क्षमता होती है, और यह जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग ले सकता है या उन्हें बढ़ावा दे सकता है। शोधकर्ताओं ने इस संपत्ति का उपयोग प्लास्टिक पॉलिमर को अपेक्षाकृत नियंत्रित परिस्थितियों में टूटने की अनुमति देने के लिए किया।
सामान्य परिस्थितियों में, पॉलीथीन और पॉलीप्रोपाइलीन जैसे प्लास्टिक बहुत स्थिर कार्बन-हाइड्रोजन बांड से बने होते हैं। इन लंबी श्रृंखला वाले अणुओं को प्रभावी ढंग से नष्ट करने के लिए आमतौर पर उच्च तापमान की आवश्यकता होती है। यद्यपि पारंपरिक थर्मल क्रैकिंग इस प्रक्रिया को पूरा कर सकती है, लेकिन इसके लिए अक्सर बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और उत्पाद संरचना जटिल होती है, और आगे की प्रक्रिया की आवश्यकता होती है।
पिघला हुआ नमक प्रणाली अधिक समान ताप वातावरण प्रदान कर सकता है और प्लास्टिक अणुओं की श्रृंखला विखंडन प्रतिक्रिया को बढ़ावा दे सकता है। प्लास्टिक के प्रतिक्रिया प्रणाली में प्रवेश करने के बाद, लंबी श्रृंखला वाले पॉलिमर धीरे-धीरे छोटे हाइड्रोकार्बन में टूट जाएंगे, अंततः तरल और गैसीय उत्पाद बनाएंगे जिन्हें आगे संसाधित और उपयोग किया जा सकता है।
इस तकनीक का सबसे बड़ा संभावित लाभ यह है कि यह प्लास्टिक रीसाइक्लिंग प्रक्रिया में बहुत महंगे प्री-प्रोसेसिंग चरण को कम कर सकता है। हकीकत में, प्लास्टिक कचरा अक्सर कोई एक सामग्री नहीं होता। कचरे के एक टुकड़े में विभिन्न प्रकार के प्लास्टिक, एडिटिव्स, पिगमेंट और अन्य अशुद्धियाँ हो सकती हैं। यदि प्रत्येक सामग्री को अलग-अलग क्रमबद्ध करना पड़ा, तो इससे रीसाइक्लिंग सुविधा की लागत में काफी वृद्धि होगी।
रासायनिक परिवर्तन का विचार अलग है। जब तक अलग-अलग प्लास्टिक को अंततः एक ही प्रतिक्रिया प्रणाली में तोड़ा जा सकता है, तब तक कुछ जटिल मैनुअल सॉर्टिंग चरणों को छोड़ दिया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि सिद्धांत रूप में, घरेलू कचरे, पैकेजिंग सामग्री और अन्य उपभोक्ता उत्पादों से मिश्रित प्लास्टिक इस प्रक्रिया के लिए कच्चा माल बन सकता है।
शोधकर्ता विशेष रूप से पॉलीथीन और पॉलीप्रोपाइलीन में रुचि रखते हैं क्योंकि ये दो सामग्रियां वैश्विक प्लास्टिक कचरे का एक बड़ा हिस्सा हैं और ये ऐसी सामग्रियां भी हैं जो अक्सर यांत्रिक रीसाइक्लिंग प्रणालियों में आर्थिक समस्याओं का सामना करती हैं। उनकी रासायनिक संरचनाएं अपेक्षाकृत स्थिर हैं, जिससे पारंपरिक कम तापमान वाले रासायनिक प्रसंस्करण के माध्यम से उन्हें सीधे मूल्यवान उत्पादों में परिवर्तित करना मुश्किल हो जाता है।
पिघले हुए नमक प्रणाली की प्रतिक्रियाशीलता को बढ़ाकर, शोधकर्ता इन स्थिर पॉलिमर में श्रृंखला विखंडन को बढ़ावा दे सकते हैं और पॉलिमर श्रृंखलाओं को परिवर्तित कर सकते हैं जो मूल रूप से हजारों या यहां तक कि दसियों हजार लंबाई में छोटे अणुओं में परिवर्तित होते हैं। इन अणुओं का उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योग के लिए ईंधन या फीडस्टॉक के रूप में किया जा सकता है।
केवल प्लास्टिक को जलाने की तुलना में इस विधि का महत्व यह है कि कार्बन तुरंत कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वायुमंडल में उत्सर्जित नहीं होता है, बल्कि नए रासायनिक उत्पादों में बरकरार रहता है। यदि ये उत्पाद फिर से औद्योगिक उत्पादन प्रणाली में प्रवेश कर सकते हैं, तो संभावना है कि प्लास्टिक में मौजूद कार्बन को एक बार में ही पर्यावरण में छोड़े जाने के बजाय पुन: उपयोग किया जा सकता है।
बेशक, इसका मतलब यह नहीं है कि इस तरह के उपचार के बाद प्लास्टिक स्वचालित रूप से "शून्य-कार्बन ईंधन" बन जाता है। यदि अंतिम उत्पाद को सीधे जला दिया जाता है, तो उसमें मौजूद कार्बन अभी भी कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में वायुमंडल में प्रवेश करेगा। इसलिए, इस प्रकार की तकनीक अधिक सटीक रूप से प्लास्टिक कचरे के रासायनिक पुनर्चक्रण और संसाधन उपयोग से संबंधित है, और इसके पर्यावरणीय लाभ काफी हद तक ऊर्जा स्रोत, प्रतिक्रिया दक्षता और अंतिम उत्पाद का उपयोग कैसे किया जाता है, पर निर्भर करते हैं।
शोधकर्ताओं को पिघले हुए नमक के पुनर्चक्रण की समस्या को भी हल करने की आवश्यकता है। औद्योगिक पैमाने पर संचालन के लिए बड़ी मात्रा में अभिकारकों को लगातार गर्म करने और यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है कि पिघला हुआ नमक लंबे समय तक स्थिर रहे। यदि पिघला हुआ नमक विघटित हो जाता है, दूषित हो जाता है, या बार-बार उपयोग के दौरान कम सक्रिय हो जाता है, तो परिचालन लागत बढ़ सकती है।
इसके अलावा, असली प्लास्टिक कचरा प्रयोगशाला में पाए जाने वाले शुद्ध प्लास्टिक की तुलना में कहीं अधिक जटिल होता है। वास्तविक कचरे में धातु, कागज, कांच, रंगद्रव्य, प्लास्टिसाइज़र, ज्वाला मंदक और अन्य कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ शामिल हो सकते हैं। ये सामग्रियां प्रतिक्रिया दक्षता को प्रभावित कर सकती हैं या ऐसे उप-उत्पाद उत्पन्न कर सकती हैं जिनके लिए अतिरिक्त प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।
इसलिए, इस प्रकार की प्रौद्योगिकी और बड़े पैमाने पर व्यावसायिक अनुप्रयोग के बीच अभी भी एक निश्चित दूरी है। प्रयोगशाला स्तर पर यह साबित करने में सक्षम होना कि एक निश्चित प्लास्टिक को प्रभावी ढंग से परिवर्तित किया जा सकता है, इसका मतलब यह नहीं है कि औद्योगिक सुविधाएं पहले से ही कम लागत पर दसियों या सैकड़ों टन मिश्रित कचरे को संसाधित कर सकती हैं।
यदि इन समस्याओं को हल किया जा सकता है, तो पिघला हुआ नमक रासायनिक पुनर्चक्रण पारंपरिक यांत्रिक पुनर्चक्रण प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण पूरक बन सकता है। जो कचरा अत्यधिक दूषित है, बहुत मिश्रित है, या जिसे पारंपरिक तरीकों से प्लास्टिक उत्पादों में दोबारा नहीं बनाया जा सकता है, उसे आणविक स्तर पर उपयोग मूल्य हासिल करने के लिए रासायनिक प्रसंस्करण सुविधाओं में भेजा जा सकता है।
यह मार्ग लोगों की "प्लास्टिक रीसाइक्लिंग" की पारंपरिक समझ को भी बदल देता है। अतीत में पुनर्चक्रण का मतलब आमतौर पर कुचलना, सफाई करना, पिघलाना और फिर नए प्लास्टिक उत्पादों का निर्माण करना था; रासायनिक पुनर्चक्रण "विखंडन और पुन: उपयोग" के करीब है, पहले पॉलिमर को उनके मूल रासायनिक घटकों में तोड़ना और फिर आवश्यकतानुसार ईंधन या अन्य रासायनिक उत्पादों का पुनर्निर्माण करना।
जैसा कि वैश्विक प्लास्टिक प्रदूषण की समस्या लगातार बढ़ती जा रही है, वैज्ञानिकों का मानना है कि भविष्य में सभी प्लास्टिक कचरे की समस्याओं को हल करने के लिए एक ही तकनीक पर भरोसा करना संभव नहीं है। यांत्रिक पुनर्चक्रण अपेक्षाकृत स्वच्छ, अच्छी तरह से परिभाषित प्लास्टिक के लिए उपयुक्त है, जबकि रासायनिक पुनर्चक्रण अधिक जटिल मिश्रित कचरे को संभाल सकता है, जबकि जो सामग्री पूरी तरह से अप्राप्य हैं, उन्हें अंततः अन्य निपटान विधियों की आवश्यकता हो सकती है।
यदि उच्च तापमान पिघला हुआ नमक प्रक्रिया ऊर्जा दक्षता में सुधार कर सकती है, उपकरण लागत कम कर सकती है, और पिघला हुआ नमक और प्रतिक्रिया उत्पादों की रीसाइक्लिंग प्राप्त कर सकती है, तो इस तकनीक से प्लास्टिक कचरे के लिए एक नया मार्ग प्रदान करने की उम्मीद है जो पारंपरिक लैंडफिल और भस्मीकरण से अलग है। इसके बारे में वास्तव में आकर्षक बात केवल "प्लास्टिक को ईंधन में बदलना" नहीं है, बल्कि उन प्लास्टिकों का पुन: उपयोग करने की कोशिश करना है जो आणविक स्तर पर अपना रीसाइक्लिंग मूल्य खो चुके हैं, दीर्घकालिक कचरे को कार्बन संसाधनों में परिवर्तित कर रहे हैं जिनका अभी भी आर्थिक मूल्य है।
टिप्पणियाँ