केमर्जी: शास्त्रीय ज्ञानाचा उपयोग करून कृषी उत्पादनांपासून नवीन उपयुक्त पदार्थ बनविणे व त्यांच्या परंपरागत उपयोगांहून निराळे उपयोग शोधून काढणे ही उद्दिष्टे असलेली संकल्पना म्हणजे केमर्जी होय. ‘केमर्जी’ हा शब्द विल्यम जे. हेल यांनी सुचविला. त्याचा शब्दशः अर्थ रसायनशास्त्राचा व्यवहारात उपयोग करणे असा आहे. तथापि भौतिकी, जीवरसायनशास्त्र, सूक्ष्मजीवशास्त्र, कृषिविद्या, अभियांत्रिकी इ. शास्त्रे आणि कित्येक तंत्रविद्यांचाही केमर्जीशी संबंध येतो. विस्तृत अर्थाने जंगले, समुद्र आणि वाळवंटे यांतील उत्पादनांचाही केमर्जीत समावेश होतो. तसेच उद्योग धंद्यांना उपयोगी अशी नवीन पिके आणि सुधारलेले अन्न प्रकार शोधून काढणे व शेतीतील वाया जाणाऱ्या वस्तूंचा विनियोग व्हावा म्हणून प्रयत्न करणे ही उद्दिष्टेही केमर्जीत येतात. आधुनिक कालात केमर्जी ही संकल्पना अनुप्रयुक्त (व्यवहारात उपयोगी पडणाऱ्या) रसायन शास्त्राची एक शाखा म्हणून ओळखली जाऊ लागली आहे.
इतिहास : अन्न, वस्त्र आणि निवारा यांची तरतूद करण्यासाठी कृषी उत्पादनांचा उपयोग प्राचीन काळापासून करण्यात येत आहे. यांशिवाय लाकडापासून लोणारी कोळसा बनविणे, धान्यापासून अल्कोहॉल तयार करणे, दोरखंडे बनविणे यांसारखे कृषी उत्पादनांचे काही दुय्यम उपयोगही पूर्वी माहीत होते. अलीकडे शेतीचे यांत्रिकीकरण होऊ लागले, खतांचा वापर मोठ्या प्रमाणावर होऊ लागला व पडीत जमिनी लागवडीखाली येऊ लागल्या या कारणांनी शेतीचे उत्पादन वाढू लागले. पण परंपरागत उपयोगांसाठी असलेली त्यांची मागणी त्या प्रमाणात न वाढल्याने उरलेले उत्पादन वाया जाण्याची भीती निर्माण झाली. १९२०– ३० च्या दरम्यान अमेरिकेच्या संयुक्त संस्थानांमध्ये शेतीचे उत्पादन अमाप झाले व ही भीती साधार ठरली. या परिस्थितीवर उपाययोजना व्हावी या उद्देशाने १९२६ साली फार्म अँड फायरसाइड या नियत कालिकात एक अग्रलेख प्रसिद्ध झाला. तसेच स्थानिक सभांमधून या प्रश्नाची चर्चा झाली. त्यांचा परिणाम म्हणून १९३५ मध्ये डिअरबार्न (मिशिगन) येथे शेतकरी, उद्योगपती व शास्त्रज्ञ यांची एक परिषद भरली आणि केमर्जी संबंधी एक संघटना स्थापन करण्यात आली. तीस देशांमध्ये या संघटनेचे प्रतिनिधी आहेत.
कार्बनी रसायनशास्त्र व वनस्पति-आनुवंशिकी (एका पिढीतून दुसऱ्या पिढीत उतरणाऱ्या गुणधर्मांच्या अभ्यासाचे शास्त्र) यांची प्रगती आणि यंत्रे व रसायने यांच्या उपयोगाने शेतीमध्ये झालेल्या सुधारणा या केमर्जीच्या प्रसाराला फार हितकारक झाल्या आहेत. कारण अनेक कार्बनी रसायनांच्या निर्मितीसाठी कच्चा माल म्हणून कृषी उत्पादनांचा जास्त जास्त उपयोग होऊ लागला. त्याचप्रमाणे विशिष्ट औद्योगिक उपयोगाच्या दृष्टीने वनस्पतीतील घटकांचे प्रमाण व गुणवत्ता यांच्यात बदल करणे आनुवंशिकीमुळे साध्य झाले व कच्चा माल स्वस्त व मागणीनुसार मुबलक निर्माण करणे शक्य झाले. परिणामतः ही संकल्पना औद्योगिक दृष्ट्या यशस्वी होऊ लागली. कच्चा माल म्हणून खनिज पदार्थ वापरण्याऐवजी वनस्पतींपासून मिळणारे पदार्थ वापरणे जास्त फायद्याचे असते. कारण खनिज पदार्थांचा साठा संपला म्हणजे त्यांचा तुटवडा पडतो, पण वनस्पतींची लागवड करून वनस्पतिज पदार्थ पुनः पुन्हा निर्माण करता येतात. या दृष्टीने केमर्जीला महत्त्व आहे.
परंपरागत पिकांचे नवीन उपयोग: केमर्जीमुळे जादा उत्पादन होणाऱ्या पिकांकडे कच्चा माल म्हणून लक्ष गेले व त्यांचा औद्योगिक उपयोग करून घेण्याची प्रवृत्ती वाढली. बटाटे, रताळी, तृणधान्ये यांमध्ये स्टार्च मोठ्या प्रमाणावर असतो. तो मिळवून त्याचा उपयोग कापडाला लावण्याची खळ, कागदाच्या पृष्ठावर देण्याचा लेप, चिकटविण्याची खळ वगैरेंमध्ये पूर्वीपासून होत आहेच परंतु त्याचा असाच उपयोग रस्त्यांच्या बांधणीत, खनिज तेलाच्या विहिरींच्या खोदाईत, तसेच प्लॅस्टिके, पायसकारके (एकमेकांत न मिसळणाऱ्या पदार्थांचे मिश्रण स्थिर करण्यास मदत करणारे पदार्थ), प्रति-ऑक्सिडीकारके [ऑक्सिडीभवनाला प्रतिकार करणारी द्रव्ये, → ऑक्सिडीभवन], निर्मलके (मळ काढून टाकणारे पदार्थ, उदा., साबण) इ. क्षेत्रांतही करणे शक्य आहे. अखाद्य तेले व चरब्या यांचा उपयोग साबणाच्या धंद्यात करता येतो. मात्र अलीकडे नवीन निर्मलकांचा प्रसार झाल्यापासून या पदार्थांचा या क्षेत्रातील खप कमी झाला आहे. तथापि आता अशा चरब्यांपासून व्हिनिल स्टिअरेट हा प्लॅस्टिक धंद्यात उपयोगी पडणारा पदार्थ बनविण्यात येतो. मक्याच्या पिठापासून रासायनिक विक्रियांनी ग्लुकॉनिक, सॅकॅरिक इ. अम्ले बनविता येतात. त्यांचा उपयोग बाटल्या धुण्याची संयुगे व औषधे यांच्यात होतो. तिळाच्या व करडईच्या तेलांचा शुष्कन तेल (हवेतील ऑक्सिजनांशी संयोग पावून चिवट व लवचिक थर तयार करणारे तेल) म्हणून व एरंडेलाचा वंगणात उपयोग करता येतो. पाइन वृक्षांपासून मिळणाऱ्या विविध पदार्थांचा उपयोग रबर, कागद, सुगंधी द्रव्ये या उद्योगांत होऊ लागला आहे. जवसाचे तेल थंड प्रदेशातील काँक्रीटाच्या बांधकामाचे गोठणक्रियेपासून रक्षण करण्यासाठी वापरतात. जॉर्ज वॉशिंग्टन कार्व्हर यांनी भुईमूग व रताळी यांचे तीनशेहून अधिक उपयोग असल्याचे दाखवून दिले आहे.
कृषी उत्पादनांचा रुग्णोपचारात उपयोग पूर्वी मर्यादित होता परंतु तो आता वाढत आहे. उदा., साखरेच्या किण्वनाने (एंझाइमांच्या योगाने रासायनिक विक्रिया घडवून) मिळणारे डेक्स्ट्रान हे द्रव्य रक्तद्रवात मिसळून वापरता येते, तर तंबाखू आणि कूटू (बकव्हीट) यांपासून मिळणारा रूटीन हा पदार्थ क्षीण रक्तवाहिन्यांवर उपयुक्त ठरला आहे.
औद्योगिक दृष्ट्या उपयुक्त अशी नवीन पिके : वनस्पतिशास्त्रज्ञांना वनस्पतींच्या सु. अडीच लक्ष जाती माहीत असल्या, तरी सामान्यतः सु. दीडशे जातींचीच लागवड केली जाते. हेक्टरी जास्त उत्पन्न देतील, लवकर उगवतील व रोगराईस प्रतिबंध करतील अशा पिकांच्या अनेक नवीन जाती शोधून काढण्यात आल्या आहेत व त्यांच्या लागवडी जुन्या पिकांच्या ऐवजी किंवा नवीन पिक म्हणून केल्या जात आहेत. त्याचप्रमाणे वनस्पतींच्या औषधी गुणधर्मांचाही अभ्यास केला जात आहे. या गोष्टींमुळे कच्चा माल स्वस्त पडणे तसेच त्यांच्या उपयोगास नवीन क्षेत्रे उपलब्ध होणे, या दोन्ही दृष्टींनी फायदा होत आहे. करडई, एरंडी, सूर्यफूल यांच्या नवीन जातींमुळे त्यांची तेले अनेक ठिकाणी किफायतशीरपणे वापरली जाणे शक्य झाले आहे. उदा., करडईचे तेल लवकर सुकते व नंतर पिवळे पडत नाही म्हणून त्याचा उपयोग रंगलेप, व्हार्निशे, आसंजके (चिकटविणारे पदार्थ), छपाईची शाई इत्यादींमध्ये अधिकाधिक करता येईल.
सोयाबिनाच्या नवीन जातीच्या शोधामुळे त्याच्या तेलाचा उपयोग रंगलेप, एनॅमल, लिनोलियम, स्निग्ध पदार्थ, सरस, छपाईची शाई, मार्गारिने इत्यादींमध्ये होतो. शिवाय याच्या पेंडीत असलेली प्रथिने वेगळी करून वापरता येतील. कँब्र नावाच्या वनस्पतीचे तेल पोलादाच्या ओतकामात वापरल्या जाणाऱ्या वंगणात वापरतात. त्यामुळे अखंडपणे ओतकाम करता येणे शक्य झाले आहे. बिटाच्या काही नवीन जातींमध्ये साखरेचे प्रमाण १७ टक्के एवढे उच्च असते. शिवाय त्याचे पीक येण्यास उसापेक्षा कमी काळ लागतो. त्यामुळे त्याची लागवड केल्यास साखर स्वस्त व मुबलक मिळू शकेल. तागाऐवजी केनॅफ नावाचे एक पीक काढण्यात येऊ लागले असून कागदाचा लगदा बनविण्यास कच्चा माल म्हणून त्याचा उपयोग होऊ शकेल. त्याचप्रमाणे कागदासाठी उपयुक्त अशा बांबूच्या निरनिराळ्या जातीही लावण्यात येत आहेत.
वाया जाणाऱ्या पदार्थांचा उपयोग : कृषी उत्पादनात उपयुक्त पदार्थांबरोबरच अनेक निरुपयोगी पदार्थही जमतात आणि कित्येकदा त्यांची विल्हेवाट कशी लावावी, हा एक मोठा प्रश्न असतो. त्यांचा साठा केल्यास जागा अडते आणि ते कुजणारे असले म्हणजे साठाही करता येत नाही. अशा काही पदार्थांचा खत म्हणून आणि काहींचा जळण म्हणून उपयोग केला जातो हे खरे, परंतु त्यांचा यापेक्षाही फायदेशीर उपयोग करता आल्यास हिताचे असते. कणसाची बुरखुंडे, शेंगांची टरफले, फळांच्या बिया, साली आणि देठ, चोयट्या, धाटे, काही प्रकारची गवते, प्राण्यांच्या शरीराचे अखाद्य भाग उदा., पिसे, खूर इत्यादींचा अशा पदार्थांत समावेश होतो.
मक्याची बुरखुंडे वस्तू चकचकीत करण्यासाठी सौम्य अपघर्षक (घासून चकाकी आणणारा पदार्थ) म्हणून वापरता येतात. तसेच रासायनिक विक्रियांनी त्यांपासून तसेच ओटाच्या टरफलांपासूनही फुरफुराल हे एक उपयुक्त रसायन बनविता येते. ते नायलॉन, प्लॅस्टिक, आसंजक, जंतुनाशके इत्यादींच्या उद्योगधंद्यात उपयुक्त असते. उसाच्या चोयट्यापासून पुठ्ठे व कागद बनवितात. भाताच्या कोंड्यापासून एक खाद्योपयोगी तेल निघते. जवसाच्या धाट्यांचा नोटेचा व सिगारेटचा कागद बनविण्यासाठी वापर करतात, तर इतर पिकांची धाटे कागद व फुरफुराल यांसाठी उपयोगी पडतात. लिंबाच्या जातीच्या फळांच्या सालींपासून पेक्टीन (जेलीसाठी उपयुक्त) आणि सायट्रिक अम्ल ही मिळतात. सप्ताळू आणि अलुबुखार यांच्या अटळ्यांपासून अधिशोषक (पृष्ठावर पदार्थ शोषून घेण्याचा गुण असलेला) कोळसा व भुईमूगाच्या शेंगांच्या टरफलांपासून पुठ्ठे तयार करतात, आल्फा-आल्फासारख्या वनस्पतींपासून हरितद्रव्य (क्लोरोफिल) काढता येतेत्यांचा औषधात उपयोग होतो. लाकडापासून कागदाचा लगदा बनविताना लिग्निन नावाचा पदार्थ मिळतो, तो पूर्वी वाया जाई. आता मात्र त्याचे व्हॅनिलीन या स्वाददायकात रूपांतर करता येऊ लागेल आहे. नारळाच्या करवंट्यांपासून वायुशोषणास उपयोगी पडणारा कोळसा मिळतो. पक्ष्याची पिसे जनावरांच्या खाद्यात प्रथिनांचे प्रमाण वाढविण्यासाठी उपयुक्त ठरली आहेत. प्राण्यांच्या अखाद्य चरबीपासून रंगलेप, व्हिनिल फरशा आणि जनावरांचे अन्न, तर वाया जाणाऱ्यालोकरीपासून पुठ्ठे तयार करतात.
शास्त्रीय संशोधनाने बहुतेक वाया जाणाऱ्या पदार्थांपासून उपयोक्त पदार्थ बनविता येणे शक्य आहे. तथापि या प्रक्रिया औद्योगिक दृष्ट्या परवड्यासाठी मात्र, वाया जाणारा माल एकाच ठिकाणी मोठ्या प्रमाणात मिळण्याची शक्यता, तो उत्पादन स्थळापर्यंत वाहून नेण्याची सुलभता, प्रक्रियेस आवश्यक त्या सवलती व पक्क्या मालास पुरेशी मागणी यांची अनुकूलता असावी लागते.
नवीन खाद्य प्रकार: निरनिराळ्या प्रक्रियांनी नाशवंत पदार्थ अधिक काळ टिकविणे शक्य झाल्यामुळे बाजारपेठा विस्तारल्या, पुरवठ्यात सुधारणा झाल्या, अभिनव अन्न प्रकार उपलब्ध झाले व निरनिराळ्या पदार्थांची उपयुक्तता वाढली आहे. डबाबंद करणे, गोठविणे, सुकविणे इ. प्रक्रियांमुळे फळे, भाज्या, गवत यांसारख्या वस्तू दूरवर पाठविणे शक्य झाले. गोठविलेले रस, निर्जलीकृत (पाणी काढून टाकून कोरडी केलेली) अंडी, फळांचे कृत्रिम स्वाद इत्यादीमुळे मूळचा स्वाद, चव वगैरे असलेले तसेच थोड्या वेळात शिजणारे व तयार करावयास सोपे असे अन्नाचे अनेक अभिनव प्रकार करता येऊ लागले आहेत. प्रथिनयुक्त परंतु कमी स्निग्धांश असलेले शेंगदाणे किंवा चीज यांसारखे योग्य त्या पोषणमूल्याचे पदार्थही मिळू शकले आहेत. जनावरांच्या खाद्यात सुधारणा होऊन त्याच्यातील अनावश्यक पदार्थही काढता येऊ लागले आहेत.
घडी कायम राहील व सुरकुत्या पडणार नाहीत अशी प्रक्रिया केल्याने सुती कपड्यांचा व संस्कारित लोकरीच्या कपड्यांचा दिखाऊपणा व आकार कायम ठेवणे शक्य झाल्याने त्यांची उपयुक्तता वाढली आहे. यांशिवाय केमजींमुळे जुने धंदे वाढीस लागणे, नवे सुरू होणे, कृषिविज्ञानाची झपाट्याने प्रगती होणे व एकूण मानवी जीवनमान उंचावले जाणे हे अप्रत्यक्ष फायदेही झाले आहेत.
ठाकूर, अ. ना.
“