অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিং, যা অতি-সূক্ষ্ম গ্রাইন্ডিং, একটি আধুনিক প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তিকে বোঝায় যা কঠিন পদার্থের অভ্যন্তরীণ সংযোজক বলকে অতিক্রম করতে এবং পদার্থের কণাগুলিকে মাইক্রন বা এমনকি ন্যানোমিটার স্কেলে হ্রাস করতে যান্ত্রিক বা তরল গতিশীল পদ্ধতি ব্যবহার করে। এই প্রযুক্তিটি 1970-এর দশকে উদ্ভূত হয়েছিল এবং উচ্চ-প্রযুক্তি শিল্পের উন্নয়নের চাহিদা পূরণের জন্য একটি আন্তঃবিষয়ক সমাধান হিসাবে আবির্ভূত হয়েছিল। অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিংয়ের মূল লক্ষ্য হল 10 মাইক্রনের কম কণার আকারের অতি-সূক্ষ্ম পাউডার তৈরি করা। এই জাতীয় পণ্যগুলি অত্যন্ত বৃহৎ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠতল এলাকা, উচ্চ পৃষ্ঠতল শক্তি, শক্তিশালী শোষণ ক্ষমতা এবং অনন্য ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য প্রদর্শন করে, যার মধ্যে রয়েছে কোয়ান্টাম প্রভাব এবং ছোট আকারের প্রভাব।
খাদ্য, ওষুধ, রাসায়নিক এবং উন্নত উপকরণ শিল্পে অতি-সূক্ষ্ম পেষণ প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। খাদ্য শিল্পে, এটি কাঁচামালের ব্যবহার উন্নত করে, গঠন উন্নত করে এবং পুষ্টির শোষণকে উৎসাহিত করে। ওষুধ ক্ষেত্রে - বিশেষ করে ঐতিহ্যবাহী চীনা ঔষধ প্রক্রিয়াকরণে - এটি কোষ প্রাচীর ভাঙন সক্ষম করে, জৈব উপলভ্যতা এবং থেরাপিউটিক কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে। উন্নত উপকরণের ক্ষেত্রে, এটি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন সিরামিক এবং ন্যানোফাংশনাল উপকরণ প্রস্তুত করার জন্য একটি মূল প্রক্রিয়া। এর অনেক সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, প্রযুক্তিটি উচ্চ শক্তি খরচ, সরঞ্জামের ক্ষয় এবং খরচ নিয়ন্ত্রণের মতো চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়।
সংক্ষিপ্ত ইতিহাস
১৯৭০-এর দশকে জার্মানিতে অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিং প্রযুক্তির উদ্ভব হয়েছিল। মাইক্রোইলেকট্রনিক্স এবং উন্নত উপকরণের মতো উচ্চ-প্রযুক্তি শিল্পে অতি-সূক্ষ্ম পাউডারের চাহিদা মেটাতে, জার্মানি জেট মিল তৈরি করে, যা অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিং প্রযুক্তির জন্ম দেয়। ১৯৮০-এর দশকে, প্রযুক্তিটি ধীরে ধীরে ওষুধ, খাদ্য এবং রাসায়নিক শিল্পে প্রসারিত হয়, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে পরিণত হয়।
চীন ১৯৯০-এর দশকে অতি-সূক্ষ্ম পেষণ প্রযুক্তি নিয়ে গবেষণা শুরু করে। প্রাথমিকভাবে, প্রচেষ্টাগুলি উন্নত বিদেশী প্রযুক্তি প্রবর্তন এবং হজম করার উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। পরবর্তীকালে, ঐতিহ্যবাহী চীনা ঔষধ তত্ত্বের সাথে একত্রিত হয়ে, চীন ভেষজ ঔষধ অতি-সূক্ষ্ম প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি স্বতন্ত্র "কোষ প্রাচীর ভাঙার প্রযুক্তি" তৈরি করে। বর্তমানে, চীন জেট মিল, ভাইব্রেটরি মিল এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি যান্ত্রিক প্রভাব মিলের মতো গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জামগুলির উৎপাদন প্রযুক্তিতে দক্ষতা অর্জন করেছে এবং খাদ্য এবং ঐতিহ্যবাহী চীনা ঔষধ শিল্পে বৃহৎ আকারের প্রয়োগ অর্জন করেছে।
নীতি এবং বৈশিষ্ট্য
ক্রাশিং মেকানিজম
অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিংয়ের মূল নীতি হল বহিরাগত যান্ত্রিক শক্তি (যেমন প্রভাব, শিয়ার, গ্রাইন্ডিং এবং ঘর্ষণ) অথবা তরল গতিবিদ্যা (যেমন উচ্চ-গতির বায়ুপ্রবাহ সংঘর্ষ) ব্যবহার করে উপাদান কণাগুলিকে পরিশোধিত করা। ক্রাশিং প্রক্রিয়ার সময়, কণাগুলি বিশাল তাৎক্ষণিক প্রভাব বল প্রয়োগ করে, যা জালি কাঠামোর ক্ষতি করে এবং উপাদানের মধ্যে স্থানচ্যুতি ঘটায়, অবশেষে এটিকে সূক্ষ্ম কণায় ভেঙে দেয়।
প্রচলিত ক্রাশিংয়ের বিপরীতে, অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিং সাধারণত একটি সুনির্দিষ্ট শ্রেণিবিন্যাস ব্যবস্থার সাথে সজ্জিত থাকে যা রিয়েল টাইমে যোগ্য সূক্ষ্ম গুঁড়ো আলাদা করে এবং আরও গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য মোটা কণাগুলিকে ফিরিয়ে দেয়, যার ফলে অভিন্ন কণা আকার বিতরণ নিশ্চিত হয়।
মাইক্রোনাইজেশন প্রভাব
যখন পদার্থগুলিকে মাইক্রন বা ন্যানোমিটার স্কেলে চূর্ণ করা হয়, তখন তাদের ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়, যা প্রধানত নিম্নলিখিত তিনটি প্রভাবের মাধ্যমে প্রকাশিত হয়:
পৃষ্ঠ প্রভাব
কণার আকার হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে, নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায় এবং মোট পরমাণুর তুলনায় পৃষ্ঠের পরমাণুর অনুপাত দ্রুত বৃদ্ধি পায়। পৃষ্ঠের পরমাণুগুলি একটি ভারসাম্যহীন উচ্চ-শক্তি অবস্থায় থাকে, অত্যন্ত উচ্চ রাসায়নিক কার্যকলাপ এবং শোষণ ক্ষমতা প্রদর্শন করে, যা তাদেরকে অন্যান্য পরমাণুর সাথে অত্যন্ত প্রতিক্রিয়াশীল করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, অতি সূক্ষ্ম ধাতব কণাগুলি বাতাসে জারণ এবং দহনের ঝুঁকিতে থাকে।
ছোট আকারের প্রভাব
যখন কণার আকার আলোক তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা ডি ব্রোগলি তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মতো ভৌত বৈশিষ্ট্যগত মাত্রার কাছাকাছি চলে আসে বা তার চেয়ে ছোট হয়ে যায়, তখন ম্যাক্রোস্কোপিক ভৌত বৈশিষ্ট্যের গুণগত পরিবর্তন হয়। উদাহরণস্বরূপ, অতিসূক্ষ্ম কণার গলনাঙ্ক উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় (সোনার ন্যানো পার্টিকেলগুলি 300°C এর নিচে গলে যেতে পারে), এবং অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যগুলিও পরিবর্তিত হয় (অত্যন্ত কম প্রতিফলন, কালো দেখায়)।
কোয়ান্টাম প্রভাব
যখন কণার আকার ন্যানোমিটার স্কেলে কমে যায়, তখন ইলেকট্রন শক্তির মাত্রা অবিচ্ছিন্ন থেকে বিচ্ছিন্নে স্থানান্তরিত হয়, যার ফলে চৌম্বকীয়, অপটিক্যাল, অ্যাকোস্টিক, তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যে আকস্মিক পরিবর্তন ঘটে, যা অনন্য কোয়ান্টাম টানেলিং প্রভাব তৈরি করে।
প্রস্তুতি পদ্ধতি
যান্ত্রিক ক্রাশিং পদ্ধতি
যান্ত্রিক ক্রাশিং বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত শিল্প পদ্ধতি, যার বৈশিষ্ট্য কম খরচ এবং উচ্চ উৎপাদন। এটি শুষ্ক এবং ভেজা প্রক্রিয়ায় ভাগ করা যেতে পারে।
জেট মিল
সংকুচিত বায়ু বা অতি উত্তপ্ত বাষ্প নোজেলের মধ্য দিয়ে যায় এবং সুপারসনিক বায়ুপ্রবাহ তৈরি করে, যার ফলে পদার্থের কণাগুলি উচ্চ গতিতে সংঘর্ষে লিপ্ত হয় এবং ভেঙে যায়। জেট মিলিংয়ে "নিম্ন-তাপমাত্রার প্রভাব" থাকে, কারণ গ্যাসের অ্যাডিয়াব্যাটিক প্রসারণ শীতলতা তৈরি করে, যা এটিকে তাপ-সংবেদনশীল পদার্থের (যেমন মশলা এবং জৈব-এনজাইম) জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে। তবে, এর শক্তি খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি।
ভাইব্রেটরি মিল
গ্রাইন্ডিং মিডিয়া উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কম্পনের অধীনে প্রভাব, গ্রাইন্ডিং এবং শিয়ার প্রভাব তৈরি করে। ভাইব্রেটরি মিলগুলি উচ্চ ক্রাশিং দক্ষতা এবং তুলনামূলকভাবে কম শক্তি খরচ প্রদান করে, বিশেষ করে কোষ-স্তরের মাইক্রো পাউডার (যেমন গ্যানোডার্মা স্পোর পাউডার) উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত।
বল মিল এবং স্টির্ড মিল
ঘূর্ণনশীল গতির ফলে গ্রাইন্ডিং মিডিয়া উপকরণের উপর আঘাত করে এবং ঘষে। বল মিলগুলির ক্ষমতা বেশি কিন্তু দক্ষতা কম এবং সাধারণত মোটা গ্রাইন্ডিংয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়। স্টির্ড মিলগুলি অত্যন্ত দক্ষ এবং মাইক্রন-স্কেল পাউডার তৈরি করতে সক্ষম, যা রঙ্গক এবং সিরামিক শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
কলয়েড মিল
একটি ভেজা গ্রাইন্ডিং ডিভাইস যা উচ্চ-গতির ঘূর্ণায়মান রটার এবং স্টেটরের মধ্যে সরু ফাঁকে উৎপন্ন শিয়ার ফোর্স ব্যবহার করে স্লারি চূর্ণ করে। এটি উচ্চ-সান্দ্রতা তরল বা কঠিন-তরল মিশ্রণের (যেমন ভেষজ নির্যাস) জন্য উপযুক্ত।
ভৌত-রাসায়নিক পদ্ধতি
ক্রায়োজেনিক গ্রাইন্ডিং
পদার্থগুলিকে তাদের ভঙ্গুর তাপমাত্রার নীচে ঠান্ডা করা হয় (যেমন, তরল নাইট্রোজেন ব্যবহার করে), শক্ততা হ্রাস করে এবং চূর্ণ করার আগে ভঙ্গুরতা বৃদ্ধি করে। এই পদ্ধতিটি বিশেষ করে শক্ত এবং তন্তুযুক্ত পদার্থের জন্য উপযুক্ত (যেমন সয়াবিন এবং ভেষজ ওষুধ), যা চূর্ণ করার দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
অতিস্বনক ক্রাশিং
আল্ট্রাসাউন্ড তরল পদার্থে গহ্বর তৈরি করে এবং বুদবুদ ধসের ফলে উৎপন্ন শক ওয়েভ কণা ভেঙে দেয়। এটি সাধারণত জৈবিক কোষ বিঘ্ন এবং ন্যানোম্যাটেরিয়াল বিচ্ছুরণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
রাসায়নিক সংশ্লেষণ পদ্ধতি
রাসায়নিক সংশ্লেষণ পদ্ধতিগুলি "নীচ থেকে" অতি সূক্ষ্ম কণা তৈরি করে। এগুলি তুলনামূলকভাবে ব্যয়বহুল এবং প্রধানত বিশেষ কার্যকরী উপকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
বৃষ্টিপাত পদ্ধতি
ধাতব আয়নগুলি রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে হাইড্রোক্সাইড বা লবণ তৈরির জন্য অবক্ষেপিত হয়, যা পরে অক্সাইড পাউডার তৈরির জন্য ক্যালসিন করা হয়। সুবিধার মধ্যে রয়েছে সহজ পরিচালনা এবং কম খরচ; অসুবিধার মধ্যে রয়েছে কণা জমাটবদ্ধকরণ এবং বিস্তৃত আকারের বন্টন।
সল-জেল পদ্ধতি
ধাতব অ্যালকক্সাইড বা অজৈব লবণ হাইড্রোলাইসিস এবং পলিকন্ডেন্সেশনের মধ্য দিয়ে একটি দ্রবণ তৈরি করে, যা পরে জেল, শুকিয়ে এবং ক্যালসিন তৈরি করে পাউডার তৈরি করে। সুবিধার মধ্যে রয়েছে উচ্চ বিশুদ্ধতা, ভালো রাসায়নিক অভিন্নতা এবং নিয়ন্ত্রণযোগ্য কণার আকার; অসুবিধার মধ্যে রয়েছে বৃহৎ শুকানোর সংকোচন এবং জটিল প্রক্রিয়াকরণ।
বাষ্প জমার পদ্ধতি
গ্যাসীয় পূর্বসূরীরা স্তরের পৃষ্ঠে বা গ্যাস পর্যায়ে রাসায়নিক বিক্রিয়ার মধ্য দিয়ে অতি সূক্ষ্ম কণা তৈরি করে। সুবিধার মধ্যে রয়েছে উচ্চ বিশুদ্ধতা এবং ভাল স্ফটিকতা; অসুবিধার মধ্যে রয়েছে ব্যয়বহুল সরঞ্জাম এবং উচ্চ মূল্য।
অ্যাপ্লিকেশন
খাদ্য শিল্প
খাদ্য প্রক্রিয়াকরণে, অতি-সূক্ষ্ম পেষণ প্রধানত পুষ্টির ব্যবহার এবং গঠন উন্নত করে।
ফল ও সবজি প্রক্রিয়াজাতকরণ
ফল এবং শাকসবজি মাইক্রোপাউডারে তৈরি করা হয় (যেমন গাজরের গুঁড়ো এবং স্পিরুলিনা পাউডার), পুষ্টি ধরে রাখার সাথে সাথে মুখের অনুভূতি উন্নত করে এবং রুটি, পানীয় এবং অন্যান্য খাবারে যোগ করার সুবিধা দেয়। উদাহরণস্বরূপ, অতি সূক্ষ্ম ফল এবং শাকসবজির গুঁড়ো ঠান্ডা খাবারে আংশিকভাবে জেলটিন প্রতিস্থাপন করতে পারে, খরচ কমায় এবং গঠন উন্নত করে।
চা গুঁড়ো এবং পানীয়
তাৎক্ষণিক চা পাউডার এবং ফল/সবজির রসের গুঁড়ো উৎপাদন দ্রবীভূতকরণের গতি বৃদ্ধি করে এবং শোষণ বৃদ্ধি করে। ঐতিহ্যবাহী চা পানে, বেশিরভাগ পুষ্টি উপাদান চায়ের অবশিষ্টাংশেই থেকে যায়, অন্যদিকে অতি সূক্ষ্ম চা পাউডার পূর্ণ-উপাদান ব্যবহার সক্ষম করে।
মশলা
অতি সূক্ষ্ম মশলা (যেমন গোলমরিচ এবং মরিচের গুঁড়ো) অত্যন্ত সূক্ষ্ম কণা ধারণ করে, যা স্বাদের তীব্রতা এবং মুক্তি উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে। এগুলি চমৎকার বিচ্ছুরণ এবং শক্তিশালী সুগন্ধ প্রকাশ প্রদান করে।
ওষুধ ও স্বাস্থ্য পণ্য
ঐতিহ্যবাহী চীনা চিকিৎসায়, অতি-সূক্ষ্ম পেষণকে "কোষ প্রাচীর ভাঙার প্রযুক্তি" বলা হয় এবং এটি কার্যকারিতা বৃদ্ধির একটি মূল পদ্ধতি।
কোষ প্রাচীর ভাঙা
উদ্ভিদের ঔষধি উপাদানের কোষ প্রাচীর ভেঙে যায়, যার ফলে অভ্যন্তরীণ সক্রিয় উপাদানগুলি সরাসরি প্রকাশিত হয়, যার ফলে দ্রবীভূত হওয়ার হার এবং জৈব উপলভ্যতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় - প্রায়শই কয়েকগুণ বা এমনকি কয়েক ডজন গুণ বেশি। এর অর্থ হল অল্প পরিমাণে অতি সূক্ষ্ম পাউডার ঐতিহ্যবাহী মোটা পাউডারের মতো একই থেরাপিউটিক প্রভাব অর্জন করতে পারে।
ফার্মাসিউটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশন
অতি সূক্ষ্ম পাউডার ফর্মুলেশন (যেমন পাউডার এবং ক্যাপসুল) এর জন্য কম মাত্রার প্রয়োজন হয় এবং দ্রুত শোষণ প্রদান করে, যা দীর্ঘস্থায়ী রোগ ব্যবস্থাপনার জন্য উপযুক্ত। শক্ত বা ফাইবার সমৃদ্ধ ভেষজ উপকরণের (যেমন প্যানাক্স নোটোগিনসেং এবং গ্যানোডার্মা) জন্য, অতি সূক্ষ্ম পেষণ কার্যকারিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করে।
রাসায়নিক শিল্প এবং উন্নত উপকরণ
কার্যকরী ফিলার
অতি সূক্ষ্ম ক্যালসিয়াম কার্বনেট, ট্যালক এবং অন্যান্য ফিলার প্লাস্টিক এবং রাবারের যান্ত্রিক, আলোকীয় এবং প্রক্রিয়াকরণ বৈশিষ্ট্যগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।
সিরামিক উপকরণ
উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন কাঠামোগত এবং কার্যকরী সিরামিক তৈরিতে ব্যবহৃত হয়। অতি সূক্ষ্ম পাউডারগুলির উচ্চ কার্যক্ষমতা রয়েছে, যা সিরামিক সিন্টারিং তাপমাত্রা কমায় এবং ঘনত্ব এবং পণ্যের গুণমান উন্নত করে।
আবরণ এবং রঙ্গক
অতি সূক্ষ্ম রঙ্গকগুলি লুকানোর ক্ষমতা, চকচকেতা এবং রঙের শক্তি বৃদ্ধি করে, যা উচ্চমানের আবরণ এবং কালিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
মূল্য এবং প্রভাব
অতি-সূক্ষ্ম পেষণ প্রযুক্তির উত্থান সংশ্লিষ্ট খাতে শিল্পের উন্নয়নকে ব্যাপকভাবে উৎসাহিত করেছে। খাদ্য শিল্পে, এটি খাদ্য সম্পদের উচ্চ-মূল্যের ব্যবহার বৃদ্ধি করেছে এবং অনেক নতুন কার্যকরী খাদ্য উপাদানের বিকাশকে সক্ষম করেছে। ওষুধ ক্ষেত্রে, এটি ঐতিহ্যবাহী চীনা ওষুধের আধুনিকীকরণ, ধীর কার্যকারিতা এবং কম ব্যবহারের হারের সমস্যা সমাধান এবং ভেষজ সূত্রের মানসম্মতকরণ এবং পরিমার্জন প্রচারের জন্য শক্তিশালী প্রযুক্তিগত সহায়তা প্রদান করেছে।
তবে, প্রযুক্তিটিও চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি। যেহেতু মাইক্রন-স্কেল ক্রাশিংয়ে প্রচুর শক্তি ইনপুট প্রয়োজন, তাই প্রায়শই ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতির তুলনায় শক্তি খরচ কয়েকগুণ বেশি হয়, যার জন্য উন্নত শক্তি-সাশ্রয়ী সরঞ্জাম নকশার প্রয়োজন হয়। উপরন্তু, উচ্চ-গতির যান্ত্রিক উপাদানগুলি দ্রুত ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, যার ফলে রক্ষণাবেক্ষণ খরচ বেশি হয় এবং সম্ভাব্য ধাতু দূষণ হয়। অতএব, ওষুধ প্রয়োগে, সরঞ্জামের উপকরণ এবং পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতার উপর অত্যন্ত কঠোর প্রয়োজনীয়তা আরোপ করা হয়। তবুও, ক্রমাগত প্রযুক্তিগত অগ্রগতির সাথে সাথে, পণ্যের সংযোজন মূল্য বৃদ্ধি এবং সম্পদ সংরক্ষণে অতি-সূক্ষ্ম ক্রাশিং প্রযুক্তির মূল্য ক্রমশ বিশিষ্ট হয়ে উঠছে।
"পড়ার জন্য ধন্যবাদ। আশা করি আমার লেখাটি আপনার কাজে লাগবে। অনুগ্রহ করে নিচে একটি মন্তব্য করুন। আরও যেকোনো প্রশ্নের জন্য আপনি Zelda অনলাইন গ্রাহক প্রতিনিধির সাথেও যোগাযোগ করতে পারেন।"
— পোস্ট করেছেন এমিলি চেন
