हिरोशिमा का कारखाना बेकार कांच को बहुउपयोगी पर्यावरण-अनुकूल सामग्री ‘सुपर सोल’ में बदलता है

फेंके गए कांच को नया जीवन

जापान में हर साल लगभग 10 लाख टन कांच की बोतलें निकलती हैं। पारदर्शी कंटेनर आसानी से पारंपरिक पुनर्चक्रण प्रक्रिया में शामिल हो जाते हैं, लेकिन रंगीन कांच की बोतलों को अक्सर सामान्य प्रसंस्करण केंद्र स्वीकार नहीं करते। ऐतिहासिक रूप से इन बेकार बोतलों का अंत लैंडफिल में होता रहा है, जिससे पर्यावरण पर बोझ पड़ता है और एक उपयोगी संसाधन भी व्यर्थ जाता है। हिरोशिमा प्रांत में कोक्को कंपनी लिमिटेड का एक केंद्र इस कचरे को नया उपयोग देने का काम करता है। कंपनी अस्वीकृत कांच को ‘सुपर सोल’ नामक हल्की, झागदार सामग्री में बदलती है, जिसका इस्तेमाल सिविल इंजीनियरिंग से लेकर पर्यावरण सुधार तक कई क्षेत्रों में होता है।

सुपर सोल पारंपरिक कांच पुनर्चक्रण से अलग है। बेकार बोतलों को फिर से पैकेजिंग चक्र में लौटाने के बजाय, इस प्रक्रिया में कांच को अलग भौतिक गुणों वाले एक बिल्कुल नए पदार्थ में बदला जाता है। इससे बनी सामग्री कृत्रिम झांवे जैसी दिखती है। इसकी छिद्रयुक्त संरचना इसे निर्माण, कृषि और जल उपचार में खास उपयोगी बनाती है।

रंगीन कांच के कचरे की समस्या ने दुनिया भर की पुनर्चक्रण प्रणालियों को परेशान किया है। अलग-अलग रंगों के कांच को एक साथ पिघलाने से असंगत और कम गुणवत्ता वाला कांच का टुकड़ा (कललेट) बनता है, जिसे निर्माता स्वीकार नहीं करते। जापान में इस सीमा के कारण हर साल निकलने वाले 10 लाख टन कांच का बड़ा हिस्सा प्रभावित होता है। कोक्को कंपनी लिमिटेड इस कमी को पूरा करते हुए ऐसे कांच को स्वीकार करती है जिसके पुनर्चक्रण का कोई व्यावहारिक विकल्प नहीं है, खासकर ऐसे रंगीन बोतलें जिनका प्रसंस्करण मुश्किल होता है। यह केंद्र पुराने होते सौर पैनलों के कांच को भी संसाधित करता है। नवीकरणीय ऊर्जा ढांचे की सेवा अवधि पूरी होने के साथ यह कचरे का एक उभरता हुआ स्रोत बन रहा है। इस दोहरे दृष्टिकोण से उन सामग्रियों का मूल्य पैदा होता है जिन्हें अन्यथा स्थायी रूप से निपटाना पड़ता। यह दिखाता है कि औद्योगिक नवाचार कचरा प्रबंधन की जटिल बाधाओं को कैसे दूर कर सकता है।

इसके पर्यावरणीय लाभ केवल कचरा घटाने तक सीमित नहीं हैं। सामान्य मिट्टी के वजन के पांचवें से छठे हिस्से के बराबर वजन वाले निर्माण एग्रीगेट में कांच बदलने से परिवहन उत्सर्जन और इमारतों तथा तटबंधों पर पड़ने वाला संरचनात्मक भार कम होता है। यह सामग्री जल शुद्धिकरण में भी योगदान देती है। हालिया शोध से पता चला है कि यह अपशिष्ट जल से फॉस्फेट प्रदूषक हटाने में सक्षम है। इन उपयोगों के कारण सुपर सोल केवल पुनर्चक्रित उत्पाद नहीं, बल्कि कई क्षेत्रों की विशिष्ट तकनीकी चुनौतियों का समाधान करने वाली कार्यात्मक सामग्री है।

रूपांतरण का विज्ञान

सुपर सोल बनाने में सटीक तापीय और यांत्रिक प्रसंस्करण किया जाता है। प्रक्रिया की शुरुआत बेकार कांच की बोतलों और सौर पैनलों के कांच को इकट्ठा करने से होती है। कच्चे माल को उत्पादन भट्ठी की अवशिष्ट गर्मी से शुरुआती तौर पर सुखाया जाता है। ऊर्जा-कुशल यह कदम कांच को आगे पीसने के लिए तैयार करता है। इसके बाद कर्मचारी, कुचलने की प्रक्रिया से पहले और बाद में, प्लास्टिक के ढक्कन, कागज के लेबल और चिपकने वाले पदार्थों के अवशेष जैसी अशुद्धियां हटाते हैं। इससे अंतिम उत्पाद एकसमान रहता है।

कुचलने के चरण में बोतलों को लगभग 200 माइक्रोन के महीन कणों में बदला जाता है। एकसमान कण आकार पाने के लिए सिरेमिक गोलों का इस्तेमाल होता है। छानने की प्रक्रिया से बने कांच के पाउडर की गुणवत्ता तय मानकों के अनुरूप रखी जाती है। फिर तकनीशियन इस पाउडर को विशेष मिश्रकों के साथ मिलाकर भट्ठी की उत्पादन लाइन में डालते हैं। यहां 800 से 900 डिग्री सेल्सियस तापमान पर सामग्री फैलती है और सुपर सोल की पहचान वाली हल्की, झागदार संरचना बनती है। प्राकृतिक रूप से ज्वालामुखीय झांवा बनने जैसी इस सिंटरिंग प्रक्रिया में कांच के ढांचे के भीतर गैस के बुलबुले फंस जाते हैं। इससे 2 से 75 मिलीमीटर व्यास वाले अनियमित कण बनते हैं।

बनी हुई सामग्री का विशिष्ट घनत्व और जल अवशोषण दर अलग-अलग उपयोगों के अनुरूप होती है। पारंपरिक एग्रीगेट के विपरीत, सुपर सोल में विस्तार के दौरान बने असंख्य सूक्ष्म छिद्र होते हैं। इन्हीं छिद्रों से इसे हल्केपन और संरचनात्मक मजबूती का अनोखा मेल मिलता है। जापान में इस उत्पाद को इको मार्क प्रमाणन मिला है, जो प्राकृतिक मिट्टी के घटकों से बनी पर्यावरण-अनुकूल सामग्री के रूप में इसकी पहचान की पुष्टि करता है। खनिज-आधारित अकार्बनिक प्रकृति के कारण यह संक्षारण के जोखिम के बिना भौतिक और रासायनिक रूप से स्थिर रहता है।

इंजीनियरिंग और पर्यावरणीय उपयोग

सिविल इंजीनियरिंग परियोजनाएं सुपर सोल का प्रमुख बाजार हैं। इसका उपयोग तटबंधों और भराई में हल्के भराव के रूप में होता है, जहां इसका कम घनत्व रिटेनिंग दीवारों और नींव पर भार घटाता है। इंजीनियर इसे कुचले हुए पत्थर के साथ मिलाकर 4 से 11 किलो न्यूटन प्रति घन मीटर के बीच विशिष्ट इकाई भार हासिल कर सकते हैं, जिससे संरचनात्मक गुणों पर सटीक नियंत्रण संभव होता है। जल निकासी की क्षमता इसे हरितीकरण परियोजनाओं और कृषि में उपयोगी बनाती है, जहां यह पानी रोकते हुए मिट्टी में हवा का संचार बेहतर करता है।

निर्माण के अलावा, हालिया वैज्ञानिक शोध में इसके पर्यावरणीय उपयोग की संभावनाएं सामने आई हैं। एक सहकर्मी-समीक्षित वैज्ञानिक पत्रिका में प्रकाशित अध्ययन ने अपशिष्ट जल से फॉस्फेट हटाने के लिए सुपर सोल से बने लौह-लैंथेनम युक्त फोम ग्लास के इस्तेमाल की जांच की। शोधकर्ताओं ने सामग्री में 0.1 प्रतिशत लौह और 1 प्रतिशत लैंथेनम मिलाकर, फिर उसे 350 डिग्री सेल्सियस पर कैल्सिनेट करके संशोधित किया। बने अधिशोषक की फॉस्फेट सोखने की अधिकतम क्षमता 1.3 मिलीग्राम प्रति ग्राम थी और उसने 24 घंटे बाद घरेलू अपशिष्ट जल से 99.2 प्रतिशत फॉस्फेट प्रभावी ढंग से हटा दिया।

यह उपयोग जल गुणवत्ता की गंभीर चुनौतियों का समाधान करता है। नगरपालिकाओं और कृषि स्रोतों से फॉस्फोरस का अत्यधिक निर्वहन सुपोषण (यूट्रोफिकेशन) का कारण बनता है, जिससे हानिकारक शैवाल प्रस्फुटन और जलीय पारिस्थितिक तंत्र का क्षरण होता है। फोम ग्लास अधिशोषक ग्रामीण इलाकों और विकासशील क्षेत्रों में स्थानीय स्तर पर अपशिष्ट जल उपचार के लिए कम लागत वाला विकल्प है, जहां उन्नत सीवेज ढांचा उपलब्ध नहीं है। अध्ययन में कहा गया कि घरेलू अपशिष्ट जल में आम तौर पर पाई जाने वाली कम फॉस्फेट सांद्रता पर यह सामग्री विशेष रूप से अच्छा प्रदर्शन करती है और इसका संतुलन स्थिरांक पहले विकसित किए गए अधिशोषकों से अधिक है।

इसके अन्य उपयोगों में सुरक्षा बजरी, बागवानी के लिए अकार्बनिक मृदा-सुधारक और जल-कृषि में उगाने का माध्यम शामिल हैं। इस सामग्री को सीमित जगहों और असमतल भूभाग पर भी आसानी से लगाया जा सकता है। इसके लिए विशेष क्योरिंग अवधि या उन्नत निर्माण तकनीक की जरूरत नहीं होती। कर्मचारी इसे केवल समतल करके और दबाकर लगा सकते हैं, जिससे श्रम लागत और परियोजना की अवधि घटती है।

नियामकीय मान्यता और मानकीकरण

जापान में सुपर सोल का व्यापक इस्तेमाल नियामकीय स्तर पर मिली व्यापक मान्यता को दर्शाता है। इसे हिरोशिमा, ओकिनावा, होक्काइडो, इवाते, इबाराकी, गिफू, शिगा, ओकायामा और फुकुओका सहित कई प्रांतों की सरकारों से प्रमाणन मिला है। ये प्रमाणन सुपर सोल को सार्वजनिक निर्माण परियोजनाओं के लिए अधिकृत पुनर्चक्रित सामग्री के रूप में मान्यता देते हैं, जिससे सरकारी ठेकेदार बुनियादी ढांचा विकास में इसका इस्तेमाल तय कर सकते हैं।

2005 में यह तकनीक न्यू टेक्नोलॉजी इन्फॉर्मेशन सिस्टम (NETIS) में शामिल हुई। यह जापान के भूमि, बुनियादी ढांचा, परिवहन और पर्यटन मंत्रालय का डेटाबेस है, जिसमें नवीन निर्माण तकनीकों का विवरण रखा जाता है। इस पंजीकरण से तकनीकी सत्यापन उपलब्ध होने के कारण सार्वजनिक बुनियादी ढांचा परियोजनाओं में इसे अपनाना आसान होता है। यह सामग्री 2019 में स्थापित कांच-फोम पुनर्चक्रण सामग्री के JIS Z 7313 मानक पर भी खरी उतरती है, जिससे उद्योग-व्यापी गुणवत्ता मानक तय हुए हैं।

इको मार्क प्रमाणन उपभोक्ताओं को भरोसा दिलाता है कि सुपर सोल रोजमर्रा के जीवन से जुड़े पर्यावरणीय बोझ को कम करता है। ओकिनावा का Yuikuru प्राधिकरण और शिगा प्रांत का Biwakuru Eco Ship प्रमाणन जैसी विभिन्न क्षेत्रीय प्रणालियां, क्षेत्रीय पुनर्चक्रण अर्थव्यवस्था में इस सामग्री के योगदान को विशेष रूप से मान्यता देती हैं। इन मान्यताओं के तहत अक्सर सरकारी खरीद में प्रमाणित पुनर्चक्रित उत्पादों को प्राथमिकता दी जाती है, जिससे सामग्री के लिए स्थिर बाजार बनता है।

स्थानीय नवाचार से औद्योगिक नेटवर्क तक

सुपर सोल की तकनीक की शुरुआत ट्रिम कंपनी लिमिटेड ने की थी, जिसने 1995 में कांच पुनर्चक्रण की संभावनाओं की पड़ताल शुरू की। कंपनी ने 1996 में एक विशेष कललेट मशीन विकसित की और कांच प्रसंस्करण तकनीक के लिए अपना पहला पेटेंट हासिल किया। जापान के लोक निर्माण अनुसंधान केंद्र के तकनीकी आकलन के बाद 1999 में ओकिनावा स्थित केंद्र में सुपर सोल का उत्पादन शुरू हुआ।

कोक्को कंपनी लिमिटेड द्वारा संचालित हिरोशिमा संयंत्र 2010 में खुला। यह ओकिनावा से जापान के मुख्य द्वीपों तक कंपनी के विस्तार का प्रतीक था। तब से इसका नेटवर्क बढ़कर फुकुओका, होक्काइडो, शिजुओका, गिफू, अकिता, आओमोरी, इबाराकी, ह्योगो, शिगा, ओकायामा, इवाते, यामागाता, गुनमा, कोची, मियाज़ाकी, क्योटो, यामानाशी, वाकायामा और फुकुशिमा प्रांतों के विनिर्माण संयंत्रों तक पहुंच गया है। 2014 में कंपनी ने ताइवान में अपना पहला विदेशी उत्पादन केंद्र स्थापित किया, जो इस तकनीक का अंतरराष्ट्रीय पदार्पण था।

यह विस्तार विनिर्माण प्रक्रिया की विस्तार-क्षमता और टिकाऊ निर्माण सामग्री की लगातार मांग, दोनों को दर्शाता है। ग्लास फोम मटेरियल्स कोऑपरेटिव एसोसिएशन की स्थापना 2016 में हुई और इसे 2020 में सार्वजनिक मांग के लिए योग्य एसोसिएशन के रूप में प्रमाणित किया गया। यह संगठन उद्योग मानकों में समन्वय करता है और बाजार के विकास को बढ़ावा देता है। 2021 में ट्रिम कंपनी लिमिटेड को औद्योगिक मानकीकरण व्यवसाय पुरस्कारों में अर्थव्यवस्था, व्यापार और उद्योग मंत्री पुरस्कार मिला। यह सम्मान ग्लास फोम सामग्री के लिए JIS मानक स्थापित करने में कंपनी के योगदान के लिए दिया गया।

आज के कचरे का समाधान, कल की चुनौती से पहले

जापान जैसे-जैसे अपने नवीकरणीय ऊर्जा ढांचे का विस्तार कर रहा है, पुराने होते सौर पैनलों का निपटान कचरा प्रबंधन की नई चुनौती बन रहा है। कोक्को कंपनी लिमिटेड ने अपनी प्रक्रिया को सौर पैनलों के कांच को स्वीकार करने के लिए अनुकूल बनाया है। धातु पुनर्चक्रण के लिए एल्युमीनियम के फ्रेम अलग किए जाते हैं और कांच को सुपर सोल उत्पादन लाइन में संसाधित किया जाता है। यह व्यवस्था उस कचरे का समाधान करती है जिसके शुरुआती फोटोवोल्टिक संयंत्रों की संचालन अवधि पूरी होने के साथ काफी बढ़ने का अनुमान है।

सौर पैनल के कांच की प्रक्रिया में कुछ अतिरिक्त तैयारी जरूरी होती है। प्रसंस्करण से पहले छोटी स्टील की गोलियों से कांच की सतहों पर प्रहार करके लैमिनेट और अन्य परतें हटाई जाती हैं। प्राप्त एल्युमीनियम को सामान्य धातु पुनर्चक्रण प्रक्रिया में भेजा जाता है, जबकि कांच को बोतलों के कांच जैसी ही कुचलने, छानने और सिंटरिंग की प्रक्रिया से गुजारा जाता है। यह दोहरी प्रक्रिया जटिल इलेक्ट्रॉनिक कचरे से संसाधनों की अधिकतम वसूली करती है।

दुनिया भर में नवीकरणीय ऊर्जा का इस्तेमाल बढ़ने के साथ, विभिन्न क्षेत्रों में नगरपालिका कार्यक्रम फोटोवोल्टिक कचरे के प्रबंधन के लिए ऐसी ही पहल विकसित कर रहे हैं। ये कार्यक्रम इस बढ़ती समझ को दर्शाते हैं कि नवीकरणीय ऊर्जा तकनीकों की पर्यावरणीय साख बनाए रखने के लिए उनकी उपयोग-अवधि पूरी होने के बाद के प्रबंधन की रणनीतियां जरूरी हैं। सौर कांच को सुपर सोल के उत्पादन में शामिल करके हिरोशिमा का केंद्र दिखाता है कि परिपत्र अर्थव्यवस्था के सिद्धांत बदलते कचरा स्रोतों के अनुरूप ढलते हुए मूल्यवान औद्योगिक कच्चा माल तैयार कर सकते हैं।

मुख्य बिंदु

• हिरोशिमा प्रांत में कोक्को कंपनी लिमिटेड पुनर्चक्रण योग्य न रहने वाली रंगीन कांच की बोतलों और सौर पैनल के कचरे को हल्की, झागदार सामग्री सुपर सोल में बदलती है
• विनिर्माण प्रक्रिया में कांच को 200 माइक्रोन तक कुचलना, उसमें मिश्रक मिलाना और 800 से 900 डिग्री सेल्सियस पर सिंटरिंग करना शामिल है, जिससे विस्तारित, छिद्रयुक्त संरचना बनती है
• सुपर सोल का उपयोग सिविल इंजीनियरिंग में हल्के एग्रीगेट, कृषि और भूदृश्य-निर्माण में मृदा-सुधारक तथा जल उपचार में फॉस्फेट हटाने वाले अधिशोषक के रूप में होता है
• शोध से पता चलता है कि संशोधित सुपर सोल घरेलू अपशिष्ट जल से 99.2 प्रतिशत फॉस्फेट हटा सकता है और सुपोषण को नियंत्रित करने का विकल्प देता है
• इस सामग्री को जापान के कई प्रांतों से प्रमाणन मिला है और यह कांच-फोम पुनर्चक्रण सामग्री के JIS Z 7313 मानक पर खरी उतरती है
• तकनीक विकसित करने वाली ट्रिम कंपनी लिमिटेड जापान में 20 से अधिक और ताइवान में एक उत्पादन केंद्र संचालित करती है
• इस प्रक्रिया से पारंपरिक मिट्टी के वजन के लगभग छठे हिस्से के बराबर कचरा लैंडफिल से हटता है और निर्माण तथा पर्यावरण सुधार में उपयोगी लाभ भी मिलते हैं