ऊसापासून बायोप्लास्टिक्समध्ये परिवर्तन

जग पेट्रोलियम-आधारित प्लास्टिकच्या शाश्वत पर्यायांकडे वळत असताना, पोलिलॅक्टिक ऍसिड (PLA) बायोप्लास्टिक्स क्रांतीमध्ये आघाडीवर आहे. साखर ऊसासारख्या नूतनीकरणयोग्य स्त्रोतांपासून तयार होणारे PLA जैवअपघटनक्षम, पर्यावरणास अनुकूल आणि बहुपयोगी आहे, त्यामुळे ते पॅकेजिंग, वस्त्रोद्योग, वैद्यकीय उपकरणे आणि 3D प्रिंटिंगमध्ये उपयुक्त ठरते.

PLA का निवडावे?
जागतिक बायोप्लास्टिक्स बाजारपेठ 2023 ते 2030 दरम्यान 15% वार्षिक वाढीच्या (CAGR) दराने वाढेल, असा अंदाज आहे. यामागे वाढती पर्यावरणीय जाणीव आणि एकल-वापर प्लास्टिकवरील कठोर नियम हे मुख्य कारणे आहेत. PLA जैवअपघटनक्षम आणि कंपोस्ट करण्यायोग्य असल्यामुळे प्लास्टिक प्रदूषण आणि कार्बन उत्सर्जन कमी करण्यास मदत होते. साखर कारखान्यांसाठी PLA उत्पादन एक पर्यायी महसूल स्रोत उपलब्ध करून देते आणि साखर व इथेनॉल बाजारपेठेवरील अवलंबन कमी करते. जैवइंधन धोरण आणि उत्पादन-संलग्न प्रोत्साहन (PLI) योजनेद्वारे बायोप्लास्टिक्स निर्मितीसाठी अनुदाने आणि सवलती दिल्या जातात.

PLA उत्पादन प्रक्रिया

कच्चा माल तयारी:
• साखर ऊस गाळून त्याचा रस काढला जातो, जो गाळल्यानंतर सिरपमध्ये रुपांतरित केला जातो किंवा साखर म्हणून वापरला जातो.
• साखर निर्मितीचा उप-उत्पादन असलेल्या मळीचा (molasses) वापर देखील किण्वन प्रक्रियेसाठी केला जाऊ शकतो.
किण्वन प्रक्रिया:
• लॅक्टिक ऍसिड बॅक्टेरिया (LAB) ग्लुकोज/फ्रुक्टोजचे लॅक्टिक ऍसिडमध्ये रूपांतर करतात.
• प्रक्रिया तापमान: 35-45°C, pH: 5.5-6.5, आणि अॅनारोबिक वातावरण आवश्यक.
• उत्पादन क्षमता: 1 किलो साखरेपासून सुमारे 0.5-0.6 किलो PLA मिळते.
लॅक्टिक ऍसिड शुद्धीकरण:
• गाळणीद्वारे (Filtration) जिवाणू आणि टणक कचरा वेगळा केला जातो.
• आयन एक्सचेंज तंत्राने लॅक्टिक ऍसिड शुद्ध केले जाते.
• बाष्पीभवन (Evaporation) करून 90% शुद्धता असलेले लॅक्टिक ऍसिड तयार केले जाते.
पॉलीमरायझेशन:
• लॅक्टिक ऍसिड डिहायड्रेशन आणि सायक्लायझेशन प्रक्रियेद्वारे लॅक्टाइड (Lactide) मध्ये रूपांतरित होते.
• रिंग-ओपनिंग पॉलीमरायझेशन (ROP) वापरून उच्च आण्विक भार असलेले PLA तयार केले जाते.
एक्सट्रूजन आणि पेलेटायझेशन:
• PLA वितळवून, एक्सट्रूड करून आणि लहान ग्रॅन्यूल्समध्ये (pellets) बदलले जाते.
अंतिम उत्पादन प्रक्रिया:
• PLA पेलेट्सचा वापर फिल्म्स, फायबर्स आणि मोल्डेड वस्तूंमध्ये केला जातो.
PLA प्रकल्पाची आर्थिक व्यवहार्यता
50,000 MTPA क्षमतेच्या PLA प्रकल्पाचा खर्च आणि उत्पन्न:
भांडवली खर्च (CapEx): ₹1,500 कोटी
• संयंत्र उभारणी (किण्वन, पॉलीमरायझेशन, शुद्धीकरण): ₹900 कोटी
• पायाभूत सुविधा (जमीन, वीज, स्वयंचलितता): ₹400 कोटी
• तंत्रज्ञान परवाना आणि कार्यकारी भांडवल: ₹200 कोटी
परिचालन खर्च (OpEx):
• कच्चा माल: साखर आवश्यकता: 83,000-100,000 टन/वर्ष.
• वीज खर्च: ₹50 कोटी/वर्ष
• पाणी: ₹10 कोटी/वर्ष
• वाफेचा खर्च: ₹25 कोटी/वर्ष
• कामगार आणि देखभाल: ₹60 कोटी/वर्ष
• एकूण परिचालन खर्च: ₹670-₹830 कोटी/वर्ष
उत्पन्न क्षमता:
• PLA विक्री दर: ₹120-₹180 प्रति किलो.
• वार्षिक उत्पन्न: 50,000 टन × ₹150/किलो = ₹750 कोटी/वर्ष.
नफा गणना:
• एकूण नफा: ₹750 कोटी – ₹750 कोटी = ₹0 कोटी/वर्ष (Break-even)
• घसारा (Depreciation, 10 वर्षे): ₹150 कोटी/वर्ष
• कर (25%): ₹0 कोटी/वर्ष (घट झाल्यामुळे कर नाही)
• निव्वळ नफा: -₹150 कोटी/वर्ष (घट)

आव्हाने आणि उपाययोजना:
उच्च प्रारंभिक गुंतवणूक:
o उपाय: PLI योजनेअंतर्गत सरकारी अनुदाने मिळवणे किंवा खाजगी गुंतवणूकदारांशी भागीदारी करणे.
साखर किमतीतील चढ-उतार:
o उपाय: ऊस उत्पादकांशी दीर्घकालीन करार करून किमती स्थिर करणे.
पारंपरिक प्लास्टिकशी स्पर्धा:
o उपाय: वैद्यकीय उपकरणे आणि 3D प्रिंटिंग यासारख्या उच्च-मूल्य उत्पादनांवर लक्ष केंद्रित करणे.
तंत्रज्ञान आणि कौशल्य अभाव:
o उपाय: जागतिक PLA उत्पादकांशी सहकार्य करून तंत्रज्ञान हस्तांतरण आणि प्रशिक्षण मिळवणे.
भारतीय साखर कारखान्यांसाठी संधी:
• विविधीकरण: PLA निर्मितीमुळे साखर आणि इथेनॉल बाजारपेठेवरील अवलंबन कमी होते.
• शाश्वतता: पर्यावरणपूरक उपक्रमांमुळे ब्रँडची विश्वासार्हता वाढते.
• निर्यात क्षमता: भारत स्वस्त श्रम आणि साखर उत्पादनाच्या फायद्यामुळे जागतिक PLA निर्यात केंद्र बनू शकतो.
• संपर्कता: PLA उत्पादन इथेनॉल कारखाने आणि बगॅस को-जनरेशन सुविधांसह एकत्रित करून संसाधनांचा अधिक चांगला वापर करता येतो.

निष्कर्ष: PLA निर्मिती हा आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य आणि धोरणात्मकदृष्ट्या सुज्ञ पर्याय आहे. भारतीय साखर कारखाने या क्षेत्रात गुंतवणूक करून वाढत्या बायोप्लास्टिक्स बाजारपेठेचा फायदा घेऊ शकतात आणि पर्यावरणपूरक भविष्य घडवू शकतात.

लेखक : दिलीप पाटील, व्यवस्थापकीय संचालक, कर्मयोगी अंकुशराव टोपे समर्थ सहकारी साखर कारखाना, अंबड-जालना.