ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ಶೈತ್ಯೀಕರಣ

ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆವರಣ, ಸ್ಥಳ ಅಥವಾ ಪದಾರ್ಥದ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಕೆಳಗಿನ ಉಷ್ಣತೆಗೆ ಇಳಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ (ರೆಫ್ರಿಜಿರೇಶನ್). ಔದ್ಯಮಿಕ ಹಾಗೂ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಶೀಲ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳ ಶ್ರೀಮಂತ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಉಷ್ಣತೆ ಸಾಧಿಸಿ ಆಹಾರಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಶೇಖರಿಸಿ ಅವು ಏಕಾಣು ಜೀವಿಗಳು, ಯಿಸ್ಟ್ ಮತ್ತು ಬೂಷ್ಟುಗಳಿಂದ ಕೆಡದಂತೆ ಸಂರಕ್ಷಿಸಲು ಶೈತ್ಯೀಕರಣವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುತ್ತಾರೆ. ಬೇಗನೆ ಹಾಳಾಗಬಹುದಾದ ಹಲವು ಪದಾರ್ಥಗಳನ್ನು ಈ ವಿಧಾನದಿಂದ ಘನೀಕರಿಸಿ ತಿಂಗಳುಗಟ್ಟಲೆ - ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ವರ್ಷಗಟ್ಟಲೆ ಕೂಡ - ಅವುಗಳ ಪೋಷಕಾಂಶಗಳು ರುಚಿ, ವಾಸನೆ ಹಾಗೂ ಬಣ್ಣ ಕೆಡದಂತೆ ಸಂರಕ್ಷಿಸುತ್ತಾರೆ. ಹಲವು ಶ್ರೀಮಂತ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ತತ್ತ್ವಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ವಾಸ ಸ್ಥಳ, ಕಚೇರಿ ಹಾಗೂ ನಾಗರಿಕ ಸೌಲಭ್ಯಗಳಿಗಾಗಿ ನಿರ್ಮಿಸಿದ ಕಟ್ಟಡ ಮುಂತಾದೆಡೆಗಳಲ್ಲಿ ಹವಾನಿಯಂತ್ರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಅಳವಡಿಸಿ ನಾಗರಿಕ ಜೀವನವನ್ನು ಸುಖಮಯವಾಗಿಸುತ್ತಾರೆ.

ಯಾಂತ್ರೀಕೃತ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಬಳಕೆಗೆ ಬರುವ ಮೊದಲು ಗ್ರೀಕರು, ರೋಮನ್ನರು ಮತ್ತಿತರರು ಪರ್ವತಗಳಿಂದ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಯನ್ನು ಶೇಖರಿಸಿ ತಂದು ಆಹಾರದ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದರು. ಶ್ರೀಮಂತರ ಮನೆಗಳಲ್ಲಿ ನೆಲದಡಿ ಗುಂಡಿತೋಡಿ ಅದರ ನಾಲ್ಕೂ ಬದಿಗಳು ಮತ್ತು ತಳಕ್ಕೆ ಒಣಹುಲ್ಲು ಮತ್ತು ಮರದ ಹಲಗೆಗಳ ಉಷ್ಣನಿರೋಧಕ ಹೊದಿಕೆ ಹಾಸುತ್ತಿದ್ದರು. ಇಂಥ ಹಗೇವುಗಳಲ್ಲಿ ನೀರ್ಗಲ್ಲುಗಳನ್ನು ತಿಂಗಳುಗಟ್ಟಲೆ ಕರಗದಂತೆ ಶೇಖರಿಸಿ ಇಡುತ್ತಿದ್ದರು. ಶೇಖರಿಸಿಟ್ಟ ಮಂಜುಗೆಡ್ಡೆಯೇ 20ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಪ್ರಾರಂಭದವರೆಗೂ ಶೈತ್ಯೀಕರ ಣದ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಧನವಾಗಿತ್ತು. ಈಗಲೂ ಹಲವೆಡೆ ಈ ವಿಧಾನ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿದೆ.

ಪ್ರಾಚೀನ ಭಾರತ ಮತ್ತು ಈಜಿಪ್ಟ್‍ಗಳಲ್ಲಿ ಬಾಷ್ಪೀಕರಣದಿಂದ ತಂಪುಗೊಳಿಸುವ ವಿಧಾನ ಬಳಕೆಯಲ್ಲಿತ್ತು. ಯಾವುದೇ ದ್ರವವನ್ನು ತ್ವರಿತಗತಿಯಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುವಂತೆ ಮಾಡಿದರೆ ಇದು ಸಾಧನೀಯ ಎಂಬ ಅರಿವು ಅವರಿಗಿತ್ತು. ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಉಷ್ಣವಲಯದಲ್ಲಿ ರಾತ್ರಿಯ ತಂಪು ವೇಳೆ ವಿಶಾಲವಾದ ತೆಟ್ಟೆ ತಟ್ಟೆಗಳಲ್ಲಿ ನೀರನ್ನು ಶೇಖರಿಸಿಟ್ಟರೆ, ಇದು ಸುತ್ತಲಿನ ವಾಯುವಿನ ಉಷ್ಣತೆ ನೀರಿನ ಘನೀಭವನ ಉಷ್ಣತೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರದಿದ್ದರೂ ಮಂಜುಗೆಡ್ಡೆಯಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿತ ವಾಗುವುದನ್ನು ಕಾಣಬಹುದು. ಬಾಷ್ಪೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಿ ಈ ವಿಧಾನದಿಂದಲೇ ದೊಡ್ಡಗಾತ್ರದ ಮಂಜುಗಡ್ಡೆಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು.

ಅನಿಲಗಳ ಕ್ಷಿಪ್ರ ಹಿಗ್ಗುವಿಕೆಯಿಂದ ಸುತ್ತಲೂ ತಂಪಾಗುವುದೆಂಬ ಈ ತತ್ತ್ವವೇ ಇಂದಿಗೂ (2005) ಶೈತ್ಯೀಕರಣದ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನ. ತಾತ್ತ್ವಿಕವಾಗಿ ಇದು ಶತಮಾನಗಳಿಂದಲೂ ಪರಿಚಿತ. ಆದರೂ ಯಾಂತ್ರೀ ಕೃತ ಶೈತ್ಯೀಕರಣವನ್ನು 19ನೆಯ ಶತಮಾನದ ಮಧ್ಯ ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಆವಿಷ್ಕರಿಸಲಾಯಿತು. ವಿಲಿಯಮ್ ಕಲೆನ್ ಎಂಬಾತ 1948ರಲ್ಲಿ ಪ್ರಾತ್ಯಕ್ಷಿಕೆಯಿಂದ ಇದನ್ನು ಸಾದರಪಡಿಸಿದ. ಆತ ಆಂಶಿಕ ನಿರ್ವಾತ ಆವರಣದಲ್ಲಿ ಎಥಿಲ್ ಈಥರನ್ನು ಕುದಿಸಿ ತೋರಿಸಿದನಾದರೂ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನ ಮಾಡಲಿಲ್ಲ. ಆಲಿವರ್ ಇವಾನ್ಸ್ (1755-1819) ಎಂಬ ಅಮೆರಿಕನ್ ವಿಜ್ಞಾನಿ ದ್ರವದ ಬದಲು ಅನಿಲವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ (1805) ಪ್ರಪಂಚದ ಮೊತ್ತಮೊದಲ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಯಂತ್ರವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದ. ಮುಂದೆ ಆತನೇ ಈ ಯಂತ್ರವನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದನಾದರೂ ಜಾನ್ ಗೋರಿ ಎಂಬ ಅಮೆರಿಕದ ಭೌತವಿಜ್ಞಾನಿ 1844ರಲ್ಲಿ ಇಂಥದೇ ಇನ್ನೊಂದು ಯಂತ್ರ ನಿರ್ಮಿಸಿದ. ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯದ ಜೇಮ್ಸ್ ಹ್ಯಾರಿಸನ್ ಎಂಬಾತ 1856ರ ಸುಮಾರಿಗೆ ಸಮ್ಮರ್ದಿತ ಆವಿ ಬಳಸಿ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪರಿಷ್ಕರಿಸಿದ. 1859ರಲ್ಲಿ ಫ್ರಾನ್ಸ್ ದೇಶದ ಫರ್ಡಿನಾಂಡ್ ಕಾರ್ ಎಂಬಾತ ಅಮೋನಿಯಾವನ್ನು ಮೊದಲ ಬಾರಿಗೆ ಉಪಯೋಗಿಸಿದ. (ಈ ಅನಿಲ ನೀರಿಗಿಂತ ಅತಿನಿಮ್ನ ಉಷ್ಣತೆಯಲ್ಲಿ ದ್ರವರೂಪ ತಳೆಯುವುದರಿಂದ ಹೆಚ್ಚು ಉಷ್ಣವನ್ನು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಪರಿಸರದಲ್ಲಿಯ ಉಷ್ಣತೆ ತಗ್ಗುತ್ತದೆ).

ಅಮೋನಿಯಾ ಅನಿಲದ ಬಳಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಜನಪ್ರಿಯವಾಗತೊಡಗಿ ದಂತೆ ಅದರಿಂದ ಕೆಲವು ಪ್ರತಿಕೂಲ ಪರಿಣಾಮಗಳೂ ಕಂಡುಬಂದುವು. ಅದು ದುರ್ವಾಸನಾಯುಕ್ತ ಮತ್ತು ವಿಷಕಾರಿ ಎಂದೇ ಅದರ ಸೋರಿಕೆ ಸಂಭವಿಸಿದರೆ ಆ ಪರಿಸರ ಅಸಹನೀಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಹೀಗಾಗಿ ಬದಲಿ ಶೈತ್ಯೀಕಾರಕಗಳಿಗಾಗಿ ಸಂಶೋಧನೆ ಪ್ರಾರಂಭವಾಯಿತು.

1920ರ ಸುಮಾರಿಗೆ ಕೃತಕ ಸಂಯೋಗಗಳಿಂದ ಕೆಲವು ಶೈತ್ಯಕಾರೀ ದ್ರವ್ಯಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು. ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಫ್ರೇಯಾನ್ ಎಂಬ ಸಂಯುಕ್ತ ವಸ್ತು ಅತ್ಯುತ್ತಮವೆಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಇದಕ್ಕೆ ಏಕಸ್ವ ನೀಡಲಾಯಿತು. ಮೀಥೇನಿನಲ್ಲಿರುವ (ಅಊ4) ಹೈಡ್ರೊಜನಿನ 4 ಪರಮಾಣುಗಳಿಗೆ ಬದಲಾಗಿ ಕ್ಲೋರೀನಿನ 2 ಹಾಗೂ ಫ್ಲೂರೀನಿನ 2 ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸಿ ಡೈಕ್ಲೊರೋಫ್ಲೂರೋಮೀಥೇನ್ (ಅಅಟ2ಈ2) ಎಂಬ ಫ್ರೇಯಾನನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಯಿತು. ಯಾವುದೇ ವಾಸನೆಯಿಲ್ಲದ ಈ ಅನಿಲ ಅತ್ಯಂತ ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿದ್ದಾಗ ಮಾತ್ರ ವಿಷಕಾರಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆಧುನಿಕ ಆವಿಸಂಪೀಡಕ ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿರುವ ಮುಖ್ಯ ಭಾಗಗಳಿವು: ಸಂಪೀಡಕ (ಕಂಪ್ರೆಸರ್); ಸಾಂದ್ರಕ (ಕಂಡೆನ್ಸರ್); ವಿಸ್ತರಣಾಸಾಧನ - ಇದೊಂದು ಕವಾಟ, ಲೋಮನಾಳ ಕೊಳವೆ ಯಂತ್ರ ಅಥವಾ ಜಲತಿರುಬಾನಿ ಯಾವುದೇ ಆಗಿರಬಹುದು; ಬಾಷ್ಪಕಾರಕ (ಇವಾಪೊರೇಟರ್).

ಮುಂದೆ ಅರೆವಾಹಕಗಳ ಕೆಲವು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿ ಕೊಂಡು ಶೈತ್ಯೀಕರಣ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿದರು (1960ರ ದಶಕ). ಈ ಪೈಕಿ ಹೆಸರಿಸಬೇಕಾದದ್ದು ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮ ಫ್ರೆಂಚ್ ರಸಾಯನವಿಜ್ಞಾನಿ ಜೀನ್ ಚಾಲ್ರ್ಸ್ ಅಥನಾಸ್ ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ (1785-1845) ಎಂಬಾತ ಎರಡು ವಿಜಾತೀಯ ಲೋಹಗಳ ಮೂಲಕ ವಿದ್ಯುತ್ತು ಪ್ರವಹಿಸುವಾಗ ಕೆಲವೊಮ್ಮೆ ಅವುಗಳ ಸಂಧಿಸ್ಥಳ ತಣ್ಣಗಾಗುವು ದೆಂದು ವೀಕ್ಷಣೆಯಿಂದ ಶೋಧಿಸಿದ್ದ(1834). ಬಿಸ್ಮತ್‍ತಂತಿಯಿಂದ ತಾಮ್ರತಂತಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್ತು ಪ್ರವಹಿಸಿದರೆ ತಂತಿಗಳ ಸಂಧಿಯಲ್ಲಿ ಉಷ್ಣತೆ ಹೆಚ್ಚುವುದೆಂದೂ ತಾಮ್ರತಂತಿಯಿಂದ ಬಿಸ್ಮತ್ ತಂತಿಗೆ ಪ್ರವಹಿಸಿದರೆ ಉಷ್ಣತೆ ಇಳಿಯುವುದೆಂದೂ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಮೂಲಕ ತೋರಿಸಿದ. ಆದ್ದರಿಂದ ಈತನ ಗೌರವಾರ್ಥ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮವೆಂದೇ ಹೆಸರಿಸಲಾಯಿತು. ಬಿಸ್ಮತ್ ಟೆಲ್ಯುರಾಯ್ಡ್‍ಗಳಂಥ ಅರೆವಾಹಕಗಳಿಂದ ಇಂಥ ಸಂಧಿಯನ್ನು ರಚಿಸಿದರೆ ಪೆಲ್ಟಿಯರ್ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯೋಪಯೋಗಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದೆಂದು ಅನಂತರದ ಸಂಶೋಧನೆ ಗಳಿಂದ ತಿಳಿದುಬಂತು.

1970ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ ನಡೆದ ಹಲವಾರು ಸಂಶೋಧನೆಗಳಿಂದ ಫ್ರೇಯಾನ್ ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಲೋರೊಫ್ಲೂರೊಕಾರ್ಬನ್‍ಗಳ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಭೂಮಂಡಲದ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿರುವ ಓಜೋನ್ ಪದರಕ್ಕೆ ಹಾನಿಕಾರಕವೆಂದು ತಿಳಿದುಬಂದು 1996ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ ಮುಂದುವರಿದ ರಾಷ್ಟ್ರಗಳೆಲ್ಲ ಫ್ರೇಯಾನ್ ಮತ್ತು ಇನ್ನಿತರ ಕ್ಲೋರೊಫ್ಲೂರೊಕಾರ್ಬನ್‍ಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸ್ಥಗಿತಗೊಳಿಸಬೇಕೆಂದು ನಿರ್ಧರಿಸಿದುವು.

(ಜಿ.ಆರ್.)