agricultural stories in Marathi, Technowon, IR technology in food processing | Page 3 ||| Agrowon

अन्न प्रक्रियेमध्ये अवरक्त किरणांचा वापर

डॉ. आर. टी. पाटील
बुधवार, 12 मे 2021

अन्नप्रक्रियेमध्ये पारंपरिक उष्णता साधनांचा वापर करण्याऐवजी अवरक्त किरणांचा वापर करणे अधिक फायदेशीर ठरू शकते. अवरक्त किरणांच्या उष्णतेचा वापर अन्नपदार्थ वाळविणे, शिजविणे, भाजणे, ब्लाँचिंग करणे, पाश्‍चरायझेशन आणि पदार्थांच्या निर्जंतुकीकरणासाठी करता येऊ शकतो.

अन्न प्रक्रियेदरम्यान पारंपरिक उष्णतेच्या साधनांचा वापर केला जातो. अधिक ऊर्जा वापरली जाणाऱ्या प्रक्रियांमधील प्रक्रिया म्हणजे वाळवण्याची किंवा निर्जलीकरणाची प्रक्रिया. हंगामामध्ये उपलब्ध होणाऱ्या भाज्या आणि फळे यांचा ताज्या स्वरूपात वापर केल्यानंतरही बराच माल शिल्लक राहतो. तो वाया जाण्याची शक्यता असते. अशा मुबलक प्रमाणात उपलब्ध फळे, भाज्या वाळवून त्यांचा बिगर हंगामात किंवा अन्य मूल्यवर्धित उत्पादनांच्या निर्मितीमध्ये वापर करणे शक्य आहे. अन्नप्रक्रियेमध्ये पारंपरिक उष्णता साधनांचा वापर करण्याऐवजी अवरक्त किरणांचा वापर करणे अधिक फायदेशीर ठरू शकते. अवरक्त किरणांच्या उष्णतेचा वापर अन्नपदार्थ वाळविणे, शिजविणे, भाजणे, ब्लाँचिंग करणे, पाश्‍चरायझेशन आणि पदार्थांच्या निर्जंतुकीकरणासाठी करता येऊ शकतो.

अवरक्त किरणांद्वारे ‘ड्राय ब्लाचिंग’ ः
योग्य गुणवत्ता आणि चव मिळविण्यासाठी फळे आणि भाजीपाल्यांवर ब्लाचिंग प्रक्रिया करणे गरजेचे असते. या प्रक्रियेमध्ये फळे आणि भाजीपाला ९० ते १०० अंश सेल्सिअस तापमानाच्या गरम पाणी किंवा वाफेमध्ये १० मिनिटे ठेवून काढली जातात. ही प्रक्रिया पॉलीफेनॉल ऑक्सिडेज (पीपीओ)सारख्या संप्रेरकांना निष्क्रिय करण्यासाठी गरजेची असते. कारण या संप्रेरकामुळे साठवण किंवा प्रक्रिया करतेवेळी फळे आणि भाजीपाल्यांची गुणवत्ता बिघडू शकते. शिवाय पारंपरिक ब्लांचिंग प्रक्रियेमध्ये ऊर्जा आणि पाण्याचा मोठ्या प्रमाणात वापर होतो. या प्रक्रियेत पाण्यात विरघळणारी पोषकद्रव्ये उदा. ॲस्कॉर्बिक ॲसिड विरघळून नष्ट होऊ शकतात किंवा सांडपाण्याद्वारे वाहून जातात. त्यामुळे पारंपरिक ब्लाचिंग पद्धतीला अवरक्त किरणांच्या उष्णतेचा वापर हा एक उत्तम पर्याय होऊ शकतो. या प्रक्रियेनंतर मोठ्या प्रमाणात सांडपाणी तयार होते. यासाठी ड्राय ब्लाचिंग तंत्रज्ञान विकसित करण्यात आले आहे. यात अवरक्त किरणांच्या उष्णतेचा वापर पारंपारिक ब्लाचिंग पद्धतीला एक उत्तम पर्याय होऊ शकतो. यामध्ये ऊर्जा आणि पाण्याची मोठ्या प्रमाणात बचत होते.

वाळवणी आणि निर्जलीकरण ः
अन्नपदार्थ वाळवण्याच्या तंत्रज्ञानामध्ये अवरक्त किरणांचा स्थान महत्त्वाचे ठरत आहे. या तंत्रज्ञानावर व्यापक संशोधन करण्यात आले आहे. भाजीपाला पारंपारिकरीत्या उष्ण हवेच्या झोतामध्ये (हॉट एअर ड्रायर) वाळवला जातो. मात्र झटपट तयार होणाऱ्या पदार्थांमध्ये अशा पद्धतीने वाळवलेल्या भाज्यांचे घटक वापरण्यात अडचणी येतात. कारण त्यांचा पुन्हा पाणी शोषण्याचा दर हा अत्यंत कमी असतो. भाज्या वाळवण्यासाठी फ्रिज ड्रायिंग ही पद्धत उत्तम पर्याय होऊ शकते. मात्र ही पद्धत अधिक खर्चिक आहे. त्यामुळे अन्न प्रक्रिया उद्योगामध्ये फार इन्फ्रारेड ड्रायिंग (दूरस्थ अवरक्त किरणांच्या साह्याने पदार्थ सुकवणे) ही पद्धत कमी किमतीमध्ये उच्च गुणवत्तेची वाळलेली उत्पादने तयार करण्यासाठी उपयुक्त ठरू शकते. अन्नपदार्थांच्या निर्जलीकरणासाठी अवरक्त किरणांचा वापर फायदेशीर ठरतो.
    या पद्धतीमुळे वाळवण्याच्या प्रक्रियेचा वेग वाढतो. पर्यायी ऊर्जा स्रोत, ऊर्जेचा कार्यक्षम वापर, प्रक्रियेदरम्यान एकसमान तापमान अशा साऱ्या घटकांमुळे दर्जेदार उत्पादननिर्मिती शक्य होते. वाळवण्याच्या प्रक्रियेतील विविध निकषांवर योग्य ते नियंत्रण यातून मिळू शकते. ही सारी प्रक्रिया स्वच्छ आणि कार्यक्षम वातावरणात पार पडते. यात वेळेसोबतच जागेचीही बचत होते.
- या पद्धतीचा वापर बटाटे, रताळे, कांदा, किवी, सफरचंद यांसारख्या फळे आणि भाज्यापाल्यासाठी फायदेशीर ठरतो. त्याच प्रमाणे सागरी तणे, भाज्या, माशांचे तुकडे, पास्ता यासारखे घटकही टनेल इन्फ्रारेड ड्रायरमध्ये वाळवता येतात.

एकात्मिक वाळवण्याची प्रक्रिया ः

  •  अवरक्त किरणांद्वारे पदार्थ वाळवण्याची प्रक्रिया आश्‍वासक असली तरी ही पद्धत सर्व वाळवण्याच्या प्रक्रियेसाठी उत्तर ठरू शकत नाही. ही पद्धत लोकांना आकर्षित करण्यामागे तिचा वेग, पदार्थाच्या आतपर्यंत उष्णता निर्माण करण्याची क्षमता ही कारणे आहे. मात्र पदार्थाच्या आतपर्यंत उष्णता पोहोचविण्याची क्षमता मर्यादित आहे.
  •  जैविक घटकांना या पद्धतीने जास्त काळ उष्णता दिल्यास त्यांच्या भौतिक, रासायनिक आणि कार्यक्षम गुणधर्मामध्ये बदल घडून येतात. त्यामुळे उत्पादन अतिरिक्त फुगण्याची व भेगा पडण्याची शक्यता असते. त्यामुळे जाड व सच्छिद्र पदार्थाच्या प्रक्रियेसाठी मध्यम अवरक्त किरणाद्वारे उष्णता आणि सलग उष्णता संवहन पद्धतीचा एकत्रित वापर करणे हितावह ठरते. त्यातून ऊर्जा कार्यक्षमतेबरोबरच पदार्थाची गुणवत्ता साधता येते.
  •  पदार्थाच्या पृष्ठभागावरील प्रक्रियेसाठी अवरक्त किरणांचा वापर अन्य किरण तंत्रज्ञानाप्रमाणेच फायद्याचा ठरतो. या पद्धतीला विद्युत चुंबकीय (इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक) किरणे आणि पारंपरिक संवहन उष्णता प्रक्रिया (convective heating) यांचा जोड दिल्यास अधिक कार्यक्षमता साधणे शक्य होते.
  •  निकट अवरक्त किरणे, दूरस्थ अवरक्त किरणे आणि उष्णतेचा स्फोटासारखा वापर (हॉट एअर ब्लास्ट) यांच्या एकत्रित वापरासाठी उपकरणांचा निर्मिती आवश्यक आहे. यामुळे वाळवण्यासाठी लागणारा वेळ, कार्यशील तापमान आणि खर्च कमी होऊ शकतो. अर्थात,
  • वाळवण्याची प्रक्रिया अधिक चांगली होण्यासाठी भाज्यांची जाडी ५ मिमीपेक्षा जास्त नसावी. रताळ्यांना अवरक्त किरणांच्या उष्णतेसोबत गोठवून सुकवण्यामुळे प्रक्रियेचा कालावधी अर्ध्यापर्यंत कमी करता येतो. कमी तरंगलांबीच्या किरणांमुळे वेगाने वाळवण प्रक्रिया शक्य असून, यामुळे वाळवण्याच्या प्रक्रियेचा वेळ कमी करता येतो.

विकरांची निष्क्रियता ः

  • प्रक्रियेदरम्यान विविध पदार्थांतील विकरामध्ये (एन्झाइम्स) बदल होतात. त्यामुळे पदार्थांच्या गुणवत्तेवर विपरीत परिणाम होतो. अशी विकरे अवरक्त किरणांच्या उष्णतेने निष्क्रिय करता येतात. उदा. सोयाबीन प्रक्रियेमध्ये त्रासदायक ठरणारे लिपोक्सीजेनेस. निष्क्रिय करण्यासाठी सोयाबीनवर अवरक्त किरण प्रक्रिया ६० सेकंदांसाठी केल्यास त्यातील हे विकर ९५.५ टक्क्यांपर्यंत निष्क्रिय करणे शक्य आहे.
  • काही विकरांच्या प्रक्रियांवर अवरक्त किरणांचा प्रभाव पडतो. उदा. लिपसेस आणि अल्फा अमायलेज या विकरांवर अवरक्त किरणांचा मारा करून तापमान ३० ते ४० अंश सेल्सिअस ठेवल्यास प्रभाव पडतो. दूरस्थ अवरक्त किरणांची ६ मिनिटांची प्रक्रियाही लिपेस कार्यक्षमता ६० टक्क्यांपर्यंत कमी करू शकते.
  • प्रामुख्याने अशाच विकरांमुळे किंवा काही जिवाणूंमुळे गोठवण्याच्या प्रक्रियेमध्ये वाटाण्यांची चव बदलण्याची समस्या उद्‍भवते. गोठवण्यापूर्वी वाटाण्यावर दूरस्थ अवरक्त किरण प्रक्रिया उपयुक्त ठरते. गाजरांचे काप गोठवण्यापूर्वी ब्लांचिंगऐवजी त्यावर अवरक्त किरणांचा प्रक्रिया केल्यास पृष्ठभागापासून काही मिमी अंतरापर्यंतच्या पेशी नष्ट झाल्या तरी त्याखालील कच्च्या पदार्थाचा पोत उत्तम राहू शकतो. यामुळे गाजर गोठवण उद्योगामध्ये दूरस्थ अवरक्त किरणांच्या ऊर्जेचा वापर फायद्याचा ठरू शकतो.

रोगकारक घटक निष्क्रिय करणे ः
अवरक्त किरणांच्या उष्णतेचा वापर करून द्रव आणि घन पदार्थांमधील रोगकारक जिवाणू, यीस्ट, बुरशी व त्यांचे बीजाणू निष्क्रिय करता येतात. त्याची कार्यक्षमता ही अवरक्त ऊर्जापातळी, अन्नपदार्थ नमुन्यांचे तापमान, उच्च तरंगलांबी, अवरक्त किरणांच्या उष्णता स्रोताची बॅंडविड्थ या बरोबरच खाद्यपदार्थांचे प्रकार, त्यांचा आकार, त्यातील आर्द्रता, सूक्ष्मजीवांचे प्रकार अशा अनेक घटकांवर अवलंबून असते.

अन्य खाद्यपदार्थ प्रक्रियेमध्ये अवरक्त किरणांचा वापर...
वाळवण्याच्या प्रक्रियेसोबतच अन्य प्रक्रियांमध्ये (उदा. भाजणे, तळणे, उकळणे, शिजवणे इ.) अवरक्त किरणांच्या उष्णतेचा वापर करता येतो. मांस आणि मांस उत्पादने, सोयाबीन, तृणधान्ये, कोको बिया यांच्या प्रक्रियेतही अवरक्त किरणे उपयोगी ठरतात. सर्वसामान्यपणे अन्नप्रक्रिया उद्योगामध्ये ४.२ μm (एक मायक्रोमीटर - मीटरचा दहा लाखावा भाग) यापेक्षा अधिक तरंगलांबींची किरणे सर्वांत योग्य मानली जातात.

निष्कर्ष ः
राष्ट्रीय पातळीवरील विविध कृषी संशोधन संस्था आणि कृषी विद्यापीठामध्ये वाळवण यंत्राच्या निर्मिती व विकासाठी सातत्याने संशोधन सुरू असते. त्यांनी लघू उद्योगासाठी उपयुक्त ठरतील अशा प्रकारची विविध तंत्रज्ञानावर आधारीत व विद्युत ऊर्जेवर चालणारी वाळवण यंत्रे विकसित केली आहेत. यामुळे हंगामामध्ये उत्पादित होणाऱ्या अतिरीक्त शेतीमालावर विशेषतः लवकर खराब होणाऱ्या फळे आणि भाज्यांवर प्रक्रिया करणे शक्य होते. किमान दुसऱ्या आणि तिसऱ्या दर्जांच्या उत्पादनावर प्रक्रिया केल्यास शेतकऱ्यांना उत्तम दर मिळवण्यास मदत होईल. निर्जलीकरणासह विविध अन्न प्रक्रियांमध्ये अवरक्त किरणांचा वापरामुळे दर्जेदार व मूल्यवर्धित उत्पादने मिळवणे शक्य होईल.

(माजी संचालक, केंद्रीय काढणीपश्‍चात अभियांत्रिकी व तंत्रज्ञान संस्था (सिफेट), लुधियाना)


इतर अॅग्रो विशेष
नऊ जिल्हे अतिवृष्टिबाधित मुंबई ः कोकण आणि पश्‍चिम महाराष्‍ट्रातील ९ जिल्हे...
वाशीम जिल्ह्यात ६९९ कोटींचे पीककर्ज वाटपवाशीम : जिल्ह्यात या खरीप हंगामासाठी शेतकऱ्यांना...
कोल्हापुरात पुराची भीती कायम कोल्हापूर : पावसाने शनिवारी (ता.२४) दुपारपर्यंत...
उपलोकायुक्त, सचिव, आयुक्तांनी सांगूनही...पुणे ः जलयुक्त शिवार अभियानावर खर्च दाखवलेल्या...
शेतीला मिळाली दुग्ध प्रक्रियेची जोडघोटावडे (ता. मुळशी, जि. पुणे) प्रियांका जालिंदर...
तुळशी धरणक्षेत्रात उच्चांकी ८९५...कोल्हापूर : जिल्ह्यातील तुळशी (ता.राधानगरी)...
टीका, आरोपांचा समाचार; दुसऱ्या दिवशीही...नवी दिल्ली : संयुक्त किसान मोर्चाने आयोजित शेतकरी...
कोकण, मध्य महाराष्ट्रात जोरदार पावसाची...पुणे : बंगालच्या उपसागरातील कमी दाबाच्या...
ढगफुटीने हाहाकारपुणे : पश्‍चिम महाराष्ट्रात मॉन्सूनच्या पावसाने...
सांगलीत नदीकाठच्या नागरिकांचे स्थलांतर सांगली ः चांदोली धरणक्षेत्रात अतिवृष्टी सुरू...
पीक विम्यासाठी ७२ तासांच्या आत नुकसान...पुणे ः राज्याच्या काही भागात अतिवृष्टी, पुराने...
कोल्हापुरात पावसाचे थैमान, पुराचा विळखा कोल्हापूर : जिल्ह्यात पावसाचा हाहाकार शुक्रवारीही...
तेवीस वर्षीय युवकाची पोल्ट्रीत दमदार...शिवपूर (जि. अकोला) येथील शुभम महल्ले या तरुणाने...
शेतीसह डाळी, बेसन पीठ प्रक्रिया ठरली...करकंब (ता. पंढरपूर, जि. सोलापूर) येथील सुधीर...
शेतकऱ्यांच्या प्रश्नी संसद दणाणली;...नवी दिल्ली ः संसदेत गुरुवारी (ता.२२) शेतकरी...
‘शेतकरी संसदे’त कृषी कायद्यांवर हल्लाबोलनवी दिल्ली  : जंतर-मंतर येथे संयुक्त किसान...
महाबळेश्वरात ४८० मिलिमीटर पाऊस !!!सातारा ः महाबळेश्वरात मुसळधार पाऊस सुरू आहे....
रत्नागिरीत पावसाचे थैमानरत्नागिरी ः जिल्ह्यात अनेक ठिकाणी ढगफुटीसारख्या...
‘मुळशी’च्या पाणलोट क्षेत्रात ३७०...पुणे ः जिल्ह्यात धरणाच्या पाणलोट क्षेत्रात...
सिंधुदुर्ग जिल्ह्यात पूरस्थिती गंभीरसिंधुदुर्गनगरी ः जिल्हयात मध्यरात्रीपासून...