धूळ व धुके संकलन : विविध उद्योगधंद्यांमध्ये प्रक्रियांच्या अखेरीस उरलेले पदार्थ द्रव वा वायू स्वरूपात परिसरात टाकण्यात येतात. यांतील द्रव पदार्थ पाण्यात वा जमिनीत सोडतात. वायुरूप पदार्थ वातावरणात मिसळतात. अशा वायूंमध्ये घन पदार्थांचे तसेच रासायनिक बाष्पांचे कण असतात. यांमुळे वातावरण दूषित होण्याचा संभव असतो. तसेच त्यांच्या अस्तित्वामुळे एखाद्या कारखान्यातील क्रियांमध्ये दोष उत्पन्न होऊन अंतिम पदार्थ बिघडतो. म्हणून अशा निष्कास (बाहेर सोडण्यात येणाऱ्या) वायूंतून घनरूप (धूळ) वा द्रवरूप (धुके) कण काढून टाकणे आवश्यक असते. यासाठी जी साधने वापरली जातात ती यांत्रिक स्वरूपाची असतात.
कणांचे आकारमान : निष्कास वायूमध्ये असलेले धूलिकण व बाष्पकण अतिसूक्ष्म असतात. या कणांचे आकारमान (μ) मायक्रॉन मध्ये सामान्यतः देण्यात येते (१ मायक्रॉन = ०·००१ मिमी.). निष्कास वायुतील धूलिकण व बाष्पकण यांच्या आकारमानाला फार महत्त्व असून आकारमानाची कल्पना येण्यासाठी काही कणांची सापेक्ष आकारमाने दिली आहेत.
विलगीकरण पद्धती : निष्कास वायूतील बाष्पकण वा धूलिकण अलग करण्यासाठी गुरुत्वीय, निरूढीजन्य (जडत्वजन्य) विद्युत् स्थितिक, रेणवीय आणि ऊष्मीय यांपैकी एक वा अनेक प्रेरणांचा उपयोग करण्यात येतो. काही वेळा कणांचे आकारमान आवश्यक तेवढे वाढवून ते वेगळे करणे भाग पडते. वापरण्यात येणाऱ्या उपकरणात साठलेले कण सतत किंवा ठराविक कालखंडानंतर काढून टाकणे अत्यावश्यक असते. यामुळे सर्व प्रक्रिया यशस्वी होण्यास मदत होते. यांपैकी महत्त्वाच्या उपकरणांची (विलगीकारकांची) माहिती पुढे दिली आहे.
गुरुत्वीय विलगीकारक :वायूतील कण वेगळे करण्याची ही एक साधी पद्धत होय. वायूचा वेग कमी केल्यास त्यातील कण गुरुत्वाकर्षणामुळे अलग होऊन खाली बसतात. यासाठी विशिष्ट प्रकारच्या कोठीतून वेग कमी करून वायू पाठवितात. कोठीत पत्रे वा सळया घातल्यास त्यावर हे कण साचतात. या पद्धतीने साधारणपणे १०μ–५०μ या आकारमानांचे कण अलग करण्यात येतात.
निरूढी विलगीकारक : वायूपेक्षा त्यातील कणांची निरूढी जास्त असते या तत्त्वावर ही उपकरणे आधारलेली असतात. चक्रवाती विलगीकारक हे यांपैकी एक महत्त्वाचे, जास्त प्रमाणात वापरण्यात येणारे व कमी खर्चाचे उपकरण होय. याची रचना आकृतीत दाखविल्याप्रमाणे असते. निष्कास वायू (१) या मार्गाने उपकरणात येतो. या उपकरणात वायूला चक्राकार गती दिली जाते. त्यामुळे वायूतील कण वायूपासून अलग होऊन (३) या ठिकाणी गोळा होतात व ते वेगळे करण्यात येतात. (४) या मार्गावाटे शेष वायू बाहेर पडतो. यामधून ०·५μ पर्यंतच्या आकारमानाचे कण अलग करता येतात.
चक्रवाती विलगीकारकासारखेच आणखी बरेच विलगीकारक कण वेगळे करण्यासाठी वापरण्यात येतात. यांपैकी काहींच्या साहाय्याने द्रवही अलग करता येतात.
चक्रवाती विलगीकारकासारखेच आणखी बरेच चिलगीकारक कण वेगळे करण्यासाठी वापरण्यात येतात. यापैंकी काहींच्या साहाय्याने द्रवही अलग करता येतात.
गालन विलगीकारक : निष्कास वायू कणात्मक पदार्थांच्या थरांतून [उदा., वाळू, कोळसा (कोक), रेती, काच, लोकर, पोलादी कपच्या, नमदा (फेल्ट) इ.] जाऊ दिल्यास वायुतील कण थरांत राहतात व वायू शुद्ध होतो. अशा थरांची जाडी काही मिमी. पासून ते काही मीटरांपर्यंत असते. थरातील कणांचे आकारमानसुद्धा अतिसूक्ष्म कणापासून वाळूच्या आकारमानाइतके मोठे असू शकते. थरातील कणांमध्ये जी जागा असते. त्या जागांचा गाळणी सारखा उपयोग होतो. म्हणून थरातील कण जितके सूक्ष्म असतील तितके त्यांमधील अंतर सूक्ष्म असते. निष्कास वायूतील कण गालन थरातील अशा जागेत अडकतात व कालांतरांने अशा गालन थरांतून वायू जाऊ शकत नाहीत. या वेळी गालन थर स्वच्छ करतात किंवा पूर्णपणे बदलतात. अशा प्रकारच्या उपकरणातून ०·०१μ पर्यंतचे कण ५०–९९·९९% अलग होऊ शकतात.
पडदा पद्धतीचा विलगीकारक : धूळमिश्रित निष्कास वायू विणलेल्या पडद्यावरून वा नमद्यासारख्या पडाद्यावरून पाठवितात. वायूतील धुळीचा पहिला थर पडद्यावर बसतो व पुढे हाच थर गालन साधनाचे कार्य करतो. या साधनात पडद्यावर धुळीचा थर सतत जमत असतो, त्यामुळे वायूचे गालन होण्यास अडथळा निर्माण होतो. म्हणून असे पडदे काही काळानंतर हलवावे लागतात. त्यामुळे त्यांवर जमलेली धूळ खाली पडते व वायुगालनाचे कार्य सतत चालू राहते. पडद्यासाठी वापरण्यात येणारे पदार्थ वायूच्या तापमानानुसार बदलतात. १००° से. पर्यंत कापूस वा लोकरीचे साटीन कापड वा नमदा, १५०° से.पर्यंत काही मानवनिर्मित तंतूंचे कापड, सु. ३४४° से.पर्यंत काचतंतू, ॲस्बेस्टस वा दोन्हींचे एकत्रित कापड व ३४४° से.हून जास्त तापमानाच्या वायूंसाठी धातूंचे पडदे, सच्छिद्र मृत्तिका पात्रे वा निष्कलंक (स्टेनलेस) पोलाद यांचा उपयोग पडद्यासाठी करण्यात येतो. या उपकरणाने ९८% पर्यंत अतिसूक्ष्म धूलिकण अलग करता येतात.
धावनस्तंभ विलगीकारक : निष्कास वायूतील कणांचे संकलन होण्याकरिता द्रवाचा उपयोग करणारे साधन. सामान्यतः यामध्ये पाण्याचा उपयोग करण्यात येतो. अशी साधने साधी किंवा गुंतागुंतीचीही असतात. नुसते पाणी वापरून वायू स्वच्छ होत नाही, तर असे पाणी विशिष्ट प्रकाराने वापरावे लागते. त्यामुळे कणांचे आकारमान मोठे होते व ते अलग करणे सोपे जाते. एका उंच निमुळत्या टाकीत खालच्या बाजूने निष्कास वायू चक्राकार सोडतात व पाणी खालून आत फवाऱ्याच्या स्वरूपात सोडतात. यामुळे वायूतील कण फवाऱ्यात अडकून खाली पडतात व ते तळाशी असलेल्या दुसऱ्या मार्गाने बाहेर पडतात. वायू वरील मार्गाने बाहेर पडतात. या पद्धतीने मिळणारा राळा (चिखल) वेगळा करणे आवश्यक असते. या साधनांनी ०·१μ पर्यंतचे कण अलग होऊ शकतात.
विद्युत् स्थितिक अवक्षेपक : वायूतील कणांना कॉरोना विद्युत् विसर्जनाने (विद्युत् संवाहकाच्या पृष्ठभागी होणाऱ्या व सभोवतीच्या वायूचे आयनीभवन-विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगटांत रूपांतर- करणाऱ्या विद्युत् विसर्जनाने) जर विद्युत् भारित केले, तर ते जमा करावयाच्या पृष्ठाकडे स्थलांतर करतात व तेथे गोळा होतात, या तत्त्वावर हे साधन आधारलेले आहे. कॉट्रेल अवक्षेपक हे यांपैकी एक साधन होय. अशा साधनांतून कण विद्युत् भारित करण्याचे व ते गोळा करण्याचे काम एकाच वेळी चालते. कॉट्रेल अवक्षेपकासाठी ३०,०००–१,००,००० व्होल्टचा एकदिश विद्युत् प्रवाह वापरतात, तर दुसऱ्या प्रकारांसाठी ५,०००–१,३०,००० व्होल्टचा वापरतात. ह्या साधनांच्या साहाय्याने १·०१μ पर्यंतच्या आकारमानाचे कण अलग करता येतात. गोळा झालेला घन भाग वायूबरोबर जाऊ नये याची काळजी घेणे आवश्यक असते. जमलेले कण घन असल्यास ते खरबडून किंवा साधन हालवून वेगळे करतात. कण द्रव असल्यास तो नळीवाटे बाहेर काढतात.
इतर :जास्त प्रमाणात वायू असलेल्या पण कमी प्रमाणात धूळ असलेल्या निष्कास वायूंसाठी वायु-गाळणीचा (एअर फिल्टरचा) उपयोग करतात. ह्या गाळण्या विविध प्रकारात उपलब्ध आहेत. ध्वनितरंगांचा उपयोग करून कण अलग करण्याची पद्धत मर्यादित स्वरूपात वापरली जाते. कारण ही पद्धत खर्चिक व गुंतागुंतीची आहे. ऊष्मीय अवक्षेपण पद्धतीत वायूतील धूलिकण थंड पृष्ठभागाकडे खेचून घेऊन किंवा वायुप्रवाहातील तापमान फरकाचा उपयोग करून वेगळे करण्यात येतात.
उपयोग : वरीलपैकी एक वा अनेक उपकरणांचा उपयोग करून कारखान्यांतून बाहेर टाकण्यात येणाऱ्या वायूंमधून धूलिकण वा बाष्पकण वेगळे करतात. कारण अशा वायूंमुळे कारखान्याच्या परिसरात राहणाऱ्या लोकांना विविध प्रकारचे रोग होण्याचा संभव असतो. तसेच दगडी कोळशावर चालणाऱ्या कारखान्यांतून कोळशाचे सूक्ष्म कण वा राखेचे कण बाहेर फेकले जाऊन कालांतराने ते खाली पडून आजूबाजूच्या लोकांना हानी पोहोचते. अशी हवा शुद्ध करणे जरूर असते. यासाठी या पद्धतींचा उपयोग करण्यात येतो. तसेच काही कारखान्यांतून धातूंचे कण वा रसायनांच्या वाफा अशा वायूबरोबर बाहेर पडतात. ते वेगळे केल्यास काही वेळा महत्त्वाच्या व किंमती धातू (उदा., चांदी, कथिल इ.) वा रसायने मिळू शकतात. म्हणून या पद्धतींचा उपयोग अशा कारखान्यांत करतात. तसेच औषधनिर्मिती करणाऱ्या कारखान्यांना वा छायाचित्रणाकरिता लागणाऱ्या रसायनांची निर्मिती करणाऱ्या कारखान्यांना लागणारी हवा शुद्ध असणे अत्यंत जरूर असते, नाहीतर औषधांवर वा रसायनांवर विपरीत परिणाम होतो. दूध भुकटी, अंड्याची पूड, साबणाची पूड इ. पदार्थ तयार करण्याच्या कारखान्यात वापरली जाणारी हवा शुद्ध व कणविरहीत अशीच असावी लागते. तसेच विविध रसायने तयार करताना लागणारी हवा (उदा., सल्फ्यूरिक अम्लासाठी) किंवा अंतर्ज्वलन एंजिनांच्या ज्वलनासाठी लागणारी हवा शुद्ध असणे जरूर असते. किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर फेकण्याचा गुणधर्म असणारे) पदार्थ वापरणाऱ्या कारखान्यांतून बाहेर पडणारी हवा दूषित असते. ती शुद्ध करणे आवश्यक असते. वातानुकूलन यंत्रणेत वायुगाळणीचा उपयोग करतात. वातावरणातील धुळीचे प्रमाण काढण्यासाठी नमुना घेण्याकरिता ऊष्मीय अवक्षेपण पद्धतीचा उपयोग करतात.
संदर्भ : 1. McCabe, W. L. Smith J. C. Unit Operations Of Chemical Engineering, Tokyo, 1967.
2. Perry, J. H. Handbook of Chemical Engineering, Tokyo, 1950.
दीक्षित, व. चि.