नायट्रोजन हा घटक पीक वाढीच्या दृष्टिकोनातून खूप महत्त्वपूर्ण असून लागणाऱ्या नायट्रोजनची गरज शेतकरी बंधू युरियाच्या माध्यमातून पूर्ण करतात. मुळात जर आपण विचार केला तर हवेमध्ये 78% नायट्रोजन आहे. परंतु यापेक्षा जास्त नायट्रोजनची गरज पिकांना असल्यामुळे खतांच्या माध्यमातून युरियाचा पुरवठा करणे गरजेचे असते. युरिया हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे रासायनिक खत असून नेमका युरिया कसा बनवला जातो? त्याची प्रोसेस कशी असते याबद्दलची माहिती या लेखात घेऊ.
फॅक्टरीत अशा पद्धतीने तयार करतात युरिया?
कारखान्यामध्ये युरिया तयार करताना त्याचे अनेक टप्पे असून प्रत्येक टप्पा हा खूप महत्त्वाचा असतो. त्यातील पहिला टप्पा म्हणजे..
1- अमोनियाचे संश्लेषण– यातील पहिला टप्पा म्हणजे युरिया निर्मिती करताना अमोनियाचे संश्लेषण केले जाते. या प्रक्रियेमध्ये नायट्रोजन आणि हायड्रोजन वायूची प्रतिक्रिया होऊन अमोनिया वायू तयार होतो व ही प्रतिक्रिया एक्सहोथर्मिक असते. यामध्ये उष्णता सोडली जाते व ही उष्णता पुढे प्रतिक्रिया पुढे नेण्यासाठी वापरली जाते.
झालेल्या या अभिक्रियेमध्ये नायट्रोजन आणि हायड्रोजन वायू यांचे मिश्रण आणि अमोनिया वायू तयार होतो. यामध्ये लोह आधारित उत्प्रेरकाचा वापर केला जातो व या प्रतिक्रियेला गती देण्यासाठी त्याची मदत होते व या क्रियेतून अमोनियाचे उत्पादन वाढते. ही प्रतिक्रिया साधारणपणे साडेचारशे ते पाचशे पन्नास डिग्री सेल्सियस आणि 150 ते 250 चे दाबाच्या वातावरणामध्ये पार पाडली जाते.
2- कार्बन डाय–ऑक्साइड काढणे–या पद्धतीने अमोनिया तयार केल्यानंतर तो युरिया उत्पादन प्रक्रियेतील पुढच्या टप्प्यात कार्बन डाय-ऑक्साइड मध्ये मिक्स केला जातो. कारण कार्बन डाय-ऑक्साइड युरिया तयार करण्यासाठी त्यानंतरच्या अभिक्रियांमध्ये उत्प्रेरक म्हणून काम करतो. कार्बन डाय-ऑक्साइड या मिश्रणातून थंड करून आणि दाब कमी करून टाकला जातो व अमोनियाचा एक केंद्रित प्रवाह तयार होतो. यामध्ये कार्बन डाय-ऑक्साइड करण्याची प्रक्रिया दोन टप्प्यांमध्ये केली जाते.
पहिल्या टप्प्यात अमोनिया संश्लेषण उत्पादन कमी तापमानामध्ये थंड केले जाते आणि स्क्रबिंग चा वापर करून कार्बन डाय-ऑक्साइड अमोनिया पासून वेगळे केले जाते. त्यामध्ये कार्बन डाय-ऑक्साइड सह प्रतिक्रिया देऊन अमोनियम कार्बोनेटचे द्रावण तयार होते.दुसऱ्या टप्प्यामध्ये तयार झालेले हे अमोनियम कार्बोनेट द्रावण गरम केले जाते व नंतर वातावरणात सोडले जाते. या प्रक्रियेतून उरलेले अमोनियम कार्बोनेटचे द्रावण नंतर अमोनिया पुन्हा निर्माण करण्याकरिता विघटित केली जाते. कारण याचा वापर युरिया उत्पादनाच्या पुढील महत्त्वाच्या टप्प्यात करता येतो.
3- युरिया संश्लेषणाची प्रक्रिया– यातील तिसरा महत्त्वाचा टप्पा म्हणजे युरियाचे प्रत्यक्ष संश्लेषण केले जाते. या टप्प्यामध्ये युरिया तयार करण्याकरिता केंद्रित अमोनिया आणि कार्बन डाय-ऑक्साइड यांची प्रतिक्रिया केली जाते. यामध्ये अमोनिया आणि कार्बन डाय-ऑक्साइडच्या प्रतिक्रिया मधून अमोनियम कार्बामेट तयार होते. त्याचा अभिक्रियेमध्ये उतप्रेरकाच्या उपस्थितीमध्ये अमोनिया वायू आणि कार्बन डाय ऑक्साईड वायू एकत्र केला जातो व युरिया तयार होतो. ही प्रक्रिया उच्च तापमानात म्हणजेच 180 ते 28° आणि 50 ते 100 क्या उच्च वातावरणीय दाबांमध्ये केली जाते.
4- तयार युरियाचे शुद्धीकरण– युरिया तयार झाल्यानंतर त्यामध्ये कोणत्याही प्रकारच्या अशुद्ध घटक राहू नये म्हणून त्याला शुद्ध करणे गरजेचे असते. याकरिता युरियाचे द्रावण थंड करून आणि उरलेल्या द्रावणापासून युरियाचे क्रिस्टल्स वेगळे केले जातात. त्यानंतर हे क्रिस्टल त्यामधील अशुद्ध घटक काढून टाकण्याकरिता धुतले जातात व नंतर वाळवले जातात. युरिया शुद्ध करण्याकरिता सामान्यपणे भौतिक आणि रासायनिक पद्धतींचा वापर केला जातो.
या पद्धतीने युरियाचे शुद्धीकरण केले जाते
अ)- गाळण्याची प्रक्रिया- युरियातील घन हा शुद्ध घटक काढून टाकण्यासाठी ही पद्धत वापरली जाते.
आ)- बाष्पीभवन- या प्रक्रियेच्या माध्यमातून युरियाच्या द्रावणातील पाणी काढून टाकले जाते व युरियाचे द्रावण केंद्रित करण्यास यामुळे मदत होते.
इ)- क्रिस्टलायझेशन- युरियाची क्रिस्टलाइजेशनची प्रक्रिया ही युरियाच्या द्रावणाला अशा तापमानात थंड करून केली जाते की ज्यावर युरिया घट्ट होऊ लागतो.
ई)- उर्धपातन- यामध्ये घन युरिया द्रावणापासून वेगळा केला जातो.
5- युरियाचे ग्रॅन्यूलेशन म्हणजेच दाणेदार स्वरूप– युरिया तयार करण्याच्या प्रक्रियेतील हा शेवटचा टप्पा असून यामध्ये शुद्ध केलेल्या युरियाच्या खड्यांचे म्हणजेच क्रिस्टलचे बारीक पावडर मध्ये रूपांतर करणे किंवा पावडरच्या गोळ्या किंवा दाणे बनवणे इत्यादी प्रक्रियेचा समावेश होतो. या प्रक्रियेमध्ये तयार झालेला दाणेदार युरिया नंतर पॅकिंग केला जातो व तो शेतकऱ्यांपर्यंत वापरासाठी येतो.
अशापद्धतीने फॅक्टरीमध्ये युरिया तयार केला जातो.