Enhancement in food production for 12th Science......11chapter.....Biogas

बायो-सीएनजी.  . .... बायोगॅस

 

बायोगॅस हा अनेक वायूंचे मिश्रण आहे व त्यामधील मिथेन हा प्रमुख ज्वालाग्राही वायू असतो. नेहमीच्या वापरातील कोणतेही डिझेल इंजिन काही थोडे बाह्य़ तांत्रिक बदल (रेट्रो-फिटिंग) करून बायोगॅस व डिझेलच्या मिश्रणावर चालवता येते. या पद्धतीला ‘डय़ुएल फ्युएल’ इंजिन पद्धती म्हणतात. या पद्धतीने ६५-७० टक्के डिझेलची बचत साधता येते. अशा ‘डय़ुएल फ्युएल’ इंजिनचा वापर मुख्यत: विद्युतनिर्मितीसाठी केला जातो. निसर्गत: उपलब्ध होणाऱ्या सीएनजी (कॉम्प्रेस्ड नॅचरल गॅस) चासुद्धा प्रमुख घटक मिथेन असतो. आज आपल्या देशात तसेच जगभर सीएनजीचा उपयोग विद्युतनिर्मितीसाठी आणि वाहनइंधन म्हणूनही केला जातो. यासाठीचे तंत्रज्ञान आता पूर्णत: विकसित झालेले आहे. भारतातील अनेक शहरे वाहनांमध्ये सीएनजी वापरात आणण्यामुळे प्रदूषणमुक्त होण्याचा मार्गावर आहेत.

बायोगॅसमधील मिथेन शुद्ध स्वरूपात मिळवल्यास सीएनजीऐवजी तितक्याच कार्यक्षमतेने वापरता येतो. यासाठी सुरुवातीला बायोगॅसमधील मिथेन वायूचे विलगीकरण विविध प्रक्रियांच्या माध्यमातून केले जाते. या प्रक्रियांतून ९५ टक्क्यांपर्यंत शुद्ध स्वरूपात मिथेन वायू मिळवला जातो. ते पुढे २५० ते ३०० बार प्रेशरला (१ बार = १ किलोग्रॅम बल/ सेंटिमीटर वर्ग) विशिष्ट प्रकारच्या सिलेंडर (कम्पोझिट सिलेंडर)मध्ये भरला जातो. या प्रकारे मिळवलेल्या इंधनाला आज ‘बायो-सीएनजी’ किंवा ‘बायो-मिथेन’ म्हणून ओळखले जाते. हे सिलेंडर पुढे विद्युतनिर्मिती करणाऱ्या जनरेटरला किंवा कोणत्याही वाहनाला इंधन पुरवठा करण्यासाठी जोडता येतात. मिथेनच्या शुद्धीकरण प्रक्रियेतून मोठय़ा प्रमाणावर सल्फर हे उप-उत्पादन प्राप्त होते.

आज भारतात विविध प्रकारच्या जैव-विघटनशील पदार्थापासून- म्हणजे मुख्यत: शेण, तेल बियांची पेंड, साखर कारखान्यातील प्रेसमड (घट्ट मळी), फळे-भाजी बाजारामधील निरुपयोगी कचरा आणि शिळे व टाकाऊ अन्नपदार्थ यांच्यापासून- मोठय़ा प्रमाणावर बायो-सीएनजी निर्माण केला जातो. महाराष्ट्रात पुणे येथे बांबू व नारळ शहाळ्याच्या टरफलापासून बायो-सीएनजीची निर्मिती व त्याचा वाहनइंधन म्हणून उपयोग २०१६ साली यशस्वीरीत्या करण्यात आला आहे. अशाच प्रकारच्या बायोगॅसवर चालणारी बस कोलकाता येथे एप्रिल २०१७ मध्ये कार्यरत झाली आहे. बायोगॅसचा इंधन म्हणून वापर करून वीजनिर्मिती करू शकणारी भारतीय कंपन्यांची जनित्रे (जनरेटर्स) आता उपलब्ध झाली आहेत.

Producers

*जीवसृष्टीतील प्राथमिक उत्पादक!*

जीवसृष्टीतील सर्वच सजीवांना त्यांच्या त्यांच्या विविध जीवनक्रिया सुरळीतपणे पार पडण्यासाठी उपलब्ध असलेली ऊर्जा ही विशिष्ट प्रकारच्या रासायनिक घटकांच्या रूपात असते. सूर्याचे किरण पृथ्वीवर येतात आणि सारा आसमंत उजळून टाकतात, तेव्हा या किरणांमधील विकिरण ऊर्जा (रेडियंट एनर्जी) ग्रहण करून ती जीवावरणातील प्रत्येक घटकापर्यंत पोहोचवण्याची प्राथमिक जबाबदारी निसर्गाने विविध प्रकारच्या परिसंस्थांचा महत्त्वाचा घटक असणाऱ्या हरित वनस्पतींकडे सोपवली आहे. मग ती रानावनात, जंगलांमध्ये, देवरायांमध्ये दाटीवाटीने वाढणारी झाडे-झुडुपे असोत किंवा खाडय़ा-समुद्र यांच्या लगतच्या दलदलीत वाढणारी खारफुटींची जंगले असोत अथवा नद्या, तलाव, सागर, महासागर यांच्या पाण्यातील अतिसूक्ष्म हरित किंवा वनस्पती प्लावके असोत; या सर्वाचे महत्त्वाचे कार्य म्हणजे स्वत:ला आणि संपूर्ण जीवसृष्टीला प्रत्यक्ष व अप्रत्यक्षपणे अन्नरूपी (रासायनिक) ऊर्जेचा पुरवठा करणे.

यासाठी लागणारा कच्चा माल म्हणजे हवेत असलेला कार्बन डायऑक्साइड हा वायू आणि जमिनीत असलेले विविध पोषक द्रव्यांनी युक्त असे पाणी. या हरित वनस्पती त्यांच्या पानांच्या पृष्ठभागावर असलेल्या असंख्य सूक्ष्म छिद्रांमधून हवेतील कार्बन डायऑक्साइड आत घेतात आणि मग हा वायू पानाच्या प्रत्येक पेशीपर्यंत पोहोचतो. त्याचप्रमाणे वनस्पतींचीमुळे जमिनीतील पाणी शोषून घेतात आणि ते पानांमधील प्रत्येक पेशीला पुरवतात. पानाच्या प्रत्येक पेशीमध्ये एक अतिशय प्रभावी यंत्रणा कार्यरत असते. पेशींच्या अंतर्गत असलेले ‘हरित लवके’ (क्लोरोप्लास्ट) नावाचे मुख्य ‘अवयव’ (ऑरगॅनेल्स) या यंत्रणेचा एक प्रमुख भाग आहेत. सूर्याची विकिरण ऊर्जा शोषून घेण्यासाठी या हरित लवकांची अंतर्गत रचना अतिशय वैशिष्टय़पूर्ण असते. यामध्ये अतिशय सूक्ष्म अशा गोल आकाराच्या ‘तबकडय़ा’ असतात आणि त्या एकमेकांना जोडलेल्या असतात. या तबकडय़ांमध्ये ‘क्लोरोफिल’ नावाचे रंगद्रव्य (पिग्मेन्ट— एक प्रकारचे प्रथिन) असते. याचे वेगवेगळे प्रकार असतात. याशिवाय झॅन्थोफिल आणि अ‍ॅन्थोसायनिन या नावाची रंगद्रव्येदेखील असतात.

सूर्याचा प्रकाश पानांच्या पृष्ठभागावर पसरतो तेव्हा क्लोरोफिलचे रेणू विशिष्ट तरंगलांबीच्या किरणांमधील ऊर्जा वापरून कार्बन डायऑक्साइड व पाणी यांचा संयोग घडवून आणतात आणि अतिशय गुंतागुंतीच्या रासायनिक अभिक्रियांच्या माध्यमातून अंतिमत: ग्लुकोज ही साखर तयार होते. या रासायनिक अभिक्रिया पार पडत असताना संपूर्ण जीवसृष्टीला आवश्यक असणाऱ्या ऑक्सिजन या वायूची निर्मिती होऊन तो बाह्य वातावरणात सोडला जातो. अशा रीतीने हरित वनस्पतींद्वारे सौर ऊर्जेचे रूपांतर ग्लुकोजरूपी रासायनिक ऊर्जेत करण्यात येते.