உயர் அழுத்தமுறையில் உணவு பதப்படுத்துதல்

(கலைக்கதிர் அறிவியல் மாத இதழில் இம்மாதம் (டிசம்பர் 2013) வெளியான எனது கட்டுரையின் மீள் பிரசுரம்)

 

நுண்கிருமிகளிடமிருந்து உணவுப்பொருட்களை பாதுகாத்தும், அதன் இயற்க்கைத்தன்மை மாறாமல் நீண்ட நாட்களுக்கு சேமித்துவைக்க உணவு பதப்படுத்தும் தொழிலில் உயர் அழுத்தத்தை பயன்படுத்த தொடங்கியுள்ளனர். சந்தையில் இத்தொழில் நுட்பம் மூலம் பதப்படுத்தப்பட்ட உணவு பொருட்கள் நுகர்வோர்களிடம் அதிக வரவேற்ப்பை பெற்று வருவதால் இவ்உணவுகளின் தேவை நாளுக்கு நாள் அதிகரித்து வருகிறது. மேலும், வரும் காலங்களில் பெரும்பாலான உணவுப்பொருட்கள் இத்தொழில்நுட்பத்தின் மூலம் பதப்படுத்தபடலாம் என்பது வல்லுனர்களின் கருத்து. ஆகவே, நாம் இத்தொழில்நுட்பத்தின் அறிவியல் பிண்ணனி என்ன என்பதை கொஞ்சம் தெரிந்து கொள்வோம்.

அறிமுகம்

            அழுத்தம் என்ற கருத்தாக்கம் அறிவியலில் அதிகம் பயன்படுத்தும் ஒன்றாகும். பாஸ்கலின் விதி அழுத்தத்தை பற்றிய புதிய செய்திகளை விளக்குகிறது. இந்த பாஸ்கல் விதி, நாம் பள்ளி பாடங்களில் படித்த ஒன்று. இவ்விதிப்படி ஒரு மூடிய கொல்கலனில் உள்ள நீர்மத்தில் ஒரு புள்ளியில் கொடுக்கப்படும் அழுத்தமானது எல்லா திசைகளிலும் சரி சமமாக பரவி இருக்கும் என்பதாகும். நம் அன்றாட வாழ்கையில் பார்க்கும் புல்டோசர்கள் மற்றும் பளு தூக்கும் இயந்திரங்கள் இந்த பாஸ்கல் விதிப்படிதான் இயங்குகின்றன என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. உயர் அழுத்தத்தில் உணவு பொருட்களை பதப்படுத்த ஏறத்தாழ இதே பாஸ்கல் விதிமுறையைத்தான் பயன் படுத்துகின்றனர். உதாரணத்திற்க்கு ஒரு திராட்சை பழத்தை இரு விரல்களுக்கிடையே வைத்து நசுக்கினால் என்னவாகும் என்று நமக்கு தெரியும்; பழம் நசுங்கி சாறு தனி சக்கை தனி என பிரிந்து விடும். இதற்கு காரணம் நாம் கொடுக்கும் அழுத்தம் பழம் முழுவதிற்க்கும் சரிசமமாக பகிர்தளிக்க படாததுவே!. ஆனால் ஒரு சோடா பாட்டிலினுள் தண்ணீர் நிரப்பி அதனுள் வைக்கப்பட்ட பழத்தின் மீது நாம் எவ்வளவு வலிமையாக அழுத்தத்தை கொடுத்தாலும் பழம் நசுங்குவதில்லை. இதற்குக் காரணம் அழுத்தம் பாட்டில் முழுவதும் சீராக பகிர்ந்தழிக்கப்படுவதே ஆகும். இன்னும் சொல்லப்போனால் உயர் அழுத்தத்தில் உணவு பதப்படுத்துதல் என்பது மூடிய கலனில் பதப்படுத்தப்படவேண்டிய பொருட்களை வைத்து 870 மெகா பாஸ்கல் வரையிலான அழுத்தத்தை கலனிற்குள் வெப்பம் கலந்தோ அல்லது வெப்பம் கலக்காமலோ குறைந்த பட்சம் மூன்று நிமிடங்கள் வரை செலுத்துவதாகும். அழுத்தத்தின் அளவு உணவு பொருட்களுக்கு ஏற்ப மாறுபடும்.  பெரும்பாலான தீங்கு விளைவிக்கும் நுண்கிருமிகள் 500 மெகா பாஸ்கல் அழுத்தம் முதலே செயலிழந்துவிடுகின்றன என்கிறது ஆராய்ச்சி முடிவு.

உணவு பொருட்களை உயரழுத்தத்திற்குட்படுத்துதல்

           பொதுவாக உணவுப் பொருட்களில் காணப்படும் நுண்கிருமிகளை அழிக்க வெப்பத்தைதான் அதிகம் பயன்படுத்துவதுண்டு. உதாரணத்திற்க்கு பாலில் உள்ள நுண்கிருமிகளை அழிக்க 72 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் மூன்று நிமிடங்களோ அல்லது 120 டிகிரி செல்சியஸ் வெப்பநிலையில் இரண்டு முதல் மூன்று நிமிடங்கள் வரை சூடுபடுத்தி பதப்படுத்துவர். இதனால், பாலின் சுவையில் சிறிது மாற்றம் ஏற்படுவது தவிர்க்க முடியாததாகிறது. இதுவே உயர் அழுத்தத்தில் பதப்படுத்தும்போது இயற்க்கைச் சுவையின் தன்மை பெரும்பாலும் மாறுவதில்லை. ஆரம்பகாலங்களில், பாலை பதப்படுத்தவே உயர் அழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டது.  ஆனால் இன்று காய்கறிகள், பழங்கள் மற்றும் இறைச்சி வகைகளை (அட்டவனை 1) உயரழுத்ததிற்க்குட்படுத்தும் போது நுண்கிருமிகள் அழிந்துவிடுகின்றன என்பதும், மேலும் இயற்க்கைத்தன்மை மாறாததோடு நிறம், சுவை மற்றும் தோற்றத்தில் எந்த வித மாறுதலும் ஏற்படுவதில்லை என்பதும் ஆய்வுப்பூர்வமாக நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. மேலும் இத்தொழில்நுட்பம், வெப்பத்தின் உதவிகொண்டு பழைய பதப்படுத்தப்படும் முறைகளுக்கும், இரசாயன சேர்ப்பிகளை கொண்டு பதப்படுத்தும் முறைகளுக்கும் ஒரு சிறந்த மாற்றுத்தீர்வாக இருக்கும் என பெரிதும் நம்பப்படுகிறது.  

அட்டவனை 1. பல்வேறுவிதமான உணவு பொருட்கள் பதப்படுத்தப்படும் உயரழுத்தம், நேரம் மற்றும் வெப்பநிலை அளவுகள்.

உணவுப் பொருள்	தேவையான அழுத்தம் (மெகா பாஸ்கல்)	அழுத்த நேரம் (நிமிடம்)	வெப்பநிலை (டிகிரி செல்சியஸ்)
உருளை கிழங்கு (நறுக்கியது)	400	15	5-50
தக்காளி (நறுக்கியது)	400, 600 மற்றும் 800	3.5-7.0	-
ஆப்ரிகாட் பழம்	600-900	1-20	20
வெள்ளை மற்றும் சிகப்பு திராட்சை	304-811	1-5	25
ஆரஞ்சு சாறு	350	1	30
காய்கறி சூப் (காரட், காலிபிளவர், தக்காளி)	300, 370	10	35
எண்ணைய் வகைகள் (சூரிய காந்தி, ஆலிவ், மனிலா, சோயாமொச்சை)	700	10	25
கோழிக்கறி	408-818	10	-
ஆட்டுக்கறி	200	30	30
மாட்டுக்கறி	800-1000	20	25
பசும் பால்	100-400	10-60	20
ஆட்டுப் பால்	500	10	25 அல்லது 50

உயரழுத்த சாதனங்கள்

          ஒரு உயரழுத்த இயந்திரத்தில், அழுத்தத்தை தாங்கக்கூடிய கலனும் அழுத்தத்தை உண்டு பன்னும் கருவியும் முக்கிய பாகங்களாகும். மூடிய கலனுக்குள் உணவு பொருளை வைத்து சரியான அளவு அழுத்தத்தை உற்பத்தி செய்து கலனுக்குள் செலுத்துவதால் உணவுப்பொருளின் வெப்பநிலை 100 மெகா பாஸ்கல் அழுத்ததிற்கு 3 டிகிரி செல்சியஸ் என்ற அளவில் உணவின் எல்லா பாகங்களிலும் சமமாக உயருகின்றது. குளோஸ்டரினம் பொட்டுளினம் போன்ற சக்தி வாய்ந்த நுண்கிருமிகளை அழிக்க 500 முதல் 700 மெகா பாஸ்கல் அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படுகின்றது. இரண்டுவித முறைகளில் உயரழுத்த சாதனங்கள் நடைமுறையில் உள்ளது. ஒன்று பகுதி முறை மற்றொன்று தொடர் முறை. பகுதி முறையில் குறிப்பிட்ட பேட்ச் உணவு பதப்படுத்திய பின்னரே அடுத்த பேட்ச் உணவு சாதனத்திற்குள் வைக்கமுடியும். இதனால் குறைந்த அளவு உணவை பதப்படுத்த அதிக நேரம் தேவைப்படும். இதுவே தொடர்முறையில் அதிக உணவுப்பொருட்கள் குறைந்த நேரத்தில் பதப்படுத்த முடியும்.

               தெர்மோகோல் உயரழுத்திற்குட்படுத்திய பின் 

சிப்பமிடுதல் மற்றும் சேமித்துவைத்தல்
 

            எந்த வகை சிப்பமிடும் பொருளை பயன்படுத்தி உணவை சேமித்து வைக்கலாம் என்பது உயரழுத்த பதப்படுத்துதலில் முக்கியமாக கருத்தில் கொள்ளவேண்டிய விசையமாகும். பாலித்தின், நைலான், பாலிஸ்டர், பாலிபுரொப்பலைன் போன்ற பொருட்களினால் செய்யப்பட்ட சிப்பமிடும் பொருட்கள் உணவை சேமிக்க அதிகம் பயன்படுத்துகின்றனர். மேலும் உயரழுத்திற்குட்பட்ட உணவுப்பொருட்களை உற்பத்தி செய்து நுகர்வுக்கு பயன்படுத்தும் வரை குளிரூட்டப்பட்ட சூழ்நிலையில் வைத்திருக்க அறிவுறுத்தப்படுகிறது. உணவுப் பொருளின் தன்மைக்கு ஏற்ப சேமித்து வைக்கும் சூழ்நிலை மாறும் என்பதும் குறிப்பிடத்தக்கது.

 

             மக்களின் வாழ்க்கை முறைகள் வேகமாக மாறிக்கொண்டும், விவசாய உற்பத்தி நாளுக்கு நாள் குறைந்து கொண்டும் வருகின்ற இன்றைய கால கட்டத்தில் மனம், சுவை, நிறம் மற்றும் தோற்றத்தில் மாற்றம் ஏற்படாவண்ணம் உணவுப்பொருட்களின் இயக்கைத்தன்மை நீண்ட நாட்களுக்கு கெடாமல் வைப்பது என்பது உணவு பதப்படுத்தும் துறையில் ஒரு பெரிய சவாலான காரியமாகவே இருந்து வருகின்றது. அந்தவகையில் துரித வகை உணவுகள், காய்கறிகள், பழங்கள், பழரசபானங்கள், இறைச்சிகள்  மற்றும் மதிப்புகூட்டப்பட்ட உணவு வகைகளை பெருமளவு உற்பத்தி செய்திட உயரழுத்த தொழில்நுட்பம் வரும்காலங்களில் நமக்கு பெரிதும் உதவும் என்பதில் எள்ளவும் சந்தேகமேயில்லை.

தனிச்சுழி வெப்பநிலை (absolute zero -273℃)

         அறிவியல் நேரம் நிகழ்ச்சியில் முனைவர் க.மணியிடம் absolute zero -273℃ என்ன என்பது பற்றி கேட்ட கேள்விக்கு அவர் கொடுத்த விளக்கத்தை தொகுத்து கீழே கொடுத்துள்ளேன்.

            காற்றுள்ள மூடிய ஒரு கண்ணாடி பெட்டியை சூடுபடுத்துகையில் (Fig. 1) அதில நடக்கும் பண்பு மாற்றங்களை வைத்து ஒரு கிராப் வரையுரோமுன்னு வச்சிக்கிங்க அந்த கிராப் x ஆக்ஸில வெப்பமும் yஆக்ஸில அழுத்தம் அல்லது கன அளவு இரண்டில் எதாவதொன்ரிருக்குமாறு வரையலாம் கண்ணாடி பெட்டியிலுள்ள காற்றை சூடுபடுத்தும் போது காற்று விரிய முற்படும் இதை அழுத்தத்திலையும் சொல்லலாம், கன அளவுலேயும் சொல்லலாம் எப்படி இருந்தாலும் சரி கன அளவு அதிகரிக்கிறது வெப்பநிலையை 100,110,120 நு அதிகரிச்சுகிட்டே போங்க வெப்பத்தை அதே மாதிரி x ஆக்ஸில கன அளவும் வெப்பமும் அதிகரிச்சுகிட்டே போரத பார்க்கலாம் (Fig. 2) அப்ப இரண்டுக்கும் ஒரு நேரடி தொடர்பு (directly related) இருப்பதை பார்க்கிறோம் இப்ப இதை இனைச்சு கிராப் போடுங்க கர்ணத்துல வரும்  கோனலா டையக்னலா கீழ்நோக்கி வரும் அப்ப வெப்பநிலை சிரோவுக்கு கொண்டு வந்திங்கன்னா அந்த சிரோலையும் அதுக்கு ஒரு அழுத்தம் அல்லது கன அளவு இருக்கும் இல்லியா அதுக்கும் கீழே வெப்பநிலையை குறைச்சுகிட்டே போரிங்க -1,-2,-3... அப்படின்னு கீழே போய்டே இருக்கீங்க போகப் போக ஒரு நிலைக்கு போன உடனே இனிமே அதனுடைய கன அளவ குறைக்க முடியாதபடி சிரோ ஆகும் அது எங்கன்னு பார்திங்கன்னா -273℃.

 

Fig 1. A gas is heated in a closed cylinder whose volume can be 

varied by means of a movable piston.

               -273℃ கீழே கன அளவே இல்லாம போகும் கன அளவே இல்லைன்னா என்ன அர்த்தம் அந்த பொருள் இல்லைனு தான் அர்த்தம் அப்ப கண்ணாடி பெட்டிக்குள் இருந்த வாயு -273℃ வரும் போது இல்லாமல் போகிறது அல்லது அது இடம் அடைத்து கொள்ள முடியாத அளவிற்கு மிக நொருக்கமான இடத்துக்குள்ள வந்து அடைஞ்சுக்கிறதுன்னு உணர்ந்துக்கிறோம். இத ஐடியல் கேஸ்னு சொல்றோம் அப்படி ஒரு வாயு இருக்காது நாம லேபுல போடும் போது இதனோட கோடு நேர்கோடாவராம ஒரு பரபாலிக்ல போகும் இருந்தாலும் ஒரு தியரிட்டிக்கலா கிராப் போடும் பொழுது -273℃ அப்புறம் ஒரு பொருள் தன் இருப்பை இழக்கிறது அதுக்கப்புறம் நாம் இல்லாத பொருளை எப்படி குளிர்விக்க முடியும் குளிர் இல்லாத்தற்கு காரணம் என்னென்னா ஒரு பொருள் தன் இயல்பை இழந்து போகிறது. அப்படி ஆனா என்னதான் ஆகும்ங்கிறத போஸ் - ஐன்ஸ்டீன் கண்டென்சேசன்ங்கறது ஒன்னு இருக்கு இந்திய விஞ்ஞானி சத்திந்தரநாத் போஸும் ஐன்ஸ்டீனும் சேர்ந்து ஒரு கட்டுரை வெளியிட்டாங்க.

Fig 2. Pressure versus temperature for three dilute gases. Note that, for all gases, the pressure extrapolates to zero at the temperature -273.15°C.

              அவங்க சொல்றாங்க ஒரு குறிப்பிட்ட வெப்பநிலைக்கு போகும் போது அணுக்கள் நெருங்கி ஒன்றோடொன்று இறங்கி வருமாம் அப்படி வரும்பொழுது நெருங்க முடியாதபடி பாலி எக்ஸ்குலுசன் ப்ரின்சிபில்ங்கறது ஒன்னு இருக்கு இதுல எலக்ட்ரான் ஒன்ன ஒன்ன உதரும் அணுக்கள் ஒன்று சேராதபடி அந்த குளிர்ல இருந்தாலும் -273℃ வரும் போது எக்ஸ்குலுசன் ப்ரின்சிபலும் உடைந்து போயிடுது எலக்ட்ரான்கள் எல்லாமே நியுக்ளியஸ்குள்ள போயிடுது நியுக்ளியஸ்குள்ள இருக்கிற குவார்க்குங்கிற அந்த பொருட்களும் கூட ஒன்றோடொன்று நெருங்கிவந்து எது எதுன்னு சொல்ல முடியாத அளவுக்கு மசிஞ்சி ஒரு பொருளாக கண்டென்ஸ் ஆகிறதுனாலதான் போஸ் ஐன்ஸ்டீன் கண்டென்சேசன்ங்கிற அந்த நிலையில் பொருளும் இல்லாமல் ஆற்றலும் இல்லாமல் இரண்டும்கெட்டானாக எல்லா பொருளும் இருக்கிறது. அப்ப உலகத்துல இருக்கிற எல்லா பொருளுமே -273℃ க்கு கொண்டு வரும் பொழுது ஆதி முதல்ல இந்த பிரபஞ்சம் தோன்றுவதற்கு முன் எந்த நிலையில் இருந்ததோ அந்த நிலைக்கு போயிடும் அப்போ குவார்க்கும் இல்லாமல் எலக்ட்ரான், புரோட்டான், நியூட்ரானும் இல்லாமல் ஏதொ ஒரு நிலையில்  ஆற்றலும் இல்லாமல் பொருளும் இல்லாமல் இருக்கிறது.

            இத வந்து தியரிட்டிக்கலா கற்பனைல ஒரு ஃபிலாசஃபியா சத்திந்தரநாத் போஸும் ஐன்ஸ்டீனும் சொன்னாங்க; அதுக்கப்புறம்  1980-1985 வாக்ல தான் இத சோதனையே செய்து பார்த்து -273℃க்கு கிட்ட கொண்டு போயிருக்காங்க கொண்டு போகும் போது அந்த கண்டென்சேசன் நடந்து அணுக்களெல்லாம் ஒன்றாக சேர்ந்து திரண்டு ஒரு பொருளாக மாருறத பார்திருக்காங்க பொட்டாசியம் போன்ற அணுக்களை கொண்டு போயிருக்காங்க ஹைட்டரஜனையும் அது போல லேசர் கதிர்ல நசுக்கி குளிர வச்சிருக்காங்க ஆகவே ஒரு தியரிட்டிகளா நாம எத அணுமானித்தாலும் பிராக்டிக்கலா அத நிருபிக்கப்படும் பொழுது தான் அந்த கான்சப்ட் உறுதி செய்யப்படுகிறது இருந்தாலும் இப்படித்தான் நடக்கும்ங்கறத முன்கூட்டியே செய்து பார்க்காம சொல்லுறதுங்கிறது ஒரு பெரிய தீர்கதரிசனம் இல்லையா? இந்த தீர்கதரிசனம் நம்முடைய இந்திய விஞ்ஞானி சத்திந்தரநாத் போஸுக்கு இருந்திருக்கு.

நன்றி: 
1.ஞானவானி பன்பலை, கோயமுத்தூர்.
2. Fundamentals of Physics by Resnick haliday walker

சிறுதானியங்களிலிருந்து சிறந்த முறையில் உமி அகற்ற புதிய கருவி

              இந்தியாவில் தொன்மையாக பயிரிடப்பட்டு வரும் பயிர்வகைகளில் சிறுதானியப்பயிர் வகைகளும் ஒன்றாகும். நன்கு வரட்சியை தாங்கி வளரக்கூடிய சிறுதானியங்கள் தமிழ்நாட்டில் அதிகம் சாகுபடி செய்யப்பட்டு வருகிறது. கம்பு, திணை, சாமை, வரகு, பனிவரகு மற்றும் குதிரைவாலி முதலிய சிறுதானியங்களில் உடலுக்கு தேவையான ஊட்டச்சத்துகள் அதிகம் நிறைந்துள்ளதால் நீரிழிவு, இரத்த கொதிப்பு போன்ற நோய்களுக்கு இத்தானியங்களில் தயாரிக்கப்பட்ட உணவு வகைகளை அன்றாட உணவில் சேர்த்துகொள்ள மருத்துவர்களால் அதிகம் பரிந்துரை செய்யப்பட்டும் வருகிறது என்பது அனைவரும் அறிந்ததே. ஆனால் இத்தானியங்களில் காணப்படும் 25-30% உமியை நீக்க சிறந்ததொரு கருவி இன்றுவரை இல்லாத காரணத்தால், நமது உணவு பண்பாட்டில் சிறுதானியங்களின் உபயோகம் சிறிது சிறிதாக விலகிக் கொண்டுவருகிறது.

        கோயமுத்தூரில்லுள்ள மத்திய வேளாண் பொறியியல் மண்டல ஆராய்ச்சி நிறுவனம் சிறுதானியப்பயிர்களில் மேற்கொண்ட நீண்ட கால ஆராய்ச்சியின் பலனாக சிறந்த முறையில் உமி அகற்ற CIAE-MILLET MILL உருவாக்கப்பட்டுள்ளது. இது திணை, சாமை, வரகு, பனிவரகு மற்றும் குதிரைவாலி முதலிய தானியங்களை சிறந்த முறையில் உமிநீக்கம் செய்யவல்லது. மேலும் கருவியினுள் தானியங்களை முதல் தடவை செலுத்தி உடைக்கும் போதே 95 சதவிகித தானியங்கள் உமிநீக்கமாகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இது வீடுகளிலும் உபயோகப்படுத்தும் வகையில் குறைந்த அளவில் அதாவது 100 கிராம் முதல் இதில் உமி நீக்கம் செய்வது மட்டுமல்லாமல், இதன் எளிய வடிவமைப்பு பெண்களும் எளிதாக கையாளும் வகையில் உள்ளது இதன் சிறப்பம்சமாகும். இயந்திரம் வேலை செய்யும் பொழுது அதிகம் சப்தம் வராது. தானியங்களிலிருந்து பிரிக்கப்படும் உமி சுற்றுச்சூழலை மாசுபடுத்தாமலிருக்க சைக்ளோன் பிரிப்பான் பொருத்தப்பட்டுள்ளது. அதோடுமட்டுமல்லாமல் பத்து சதவிகிதம் ஈரப்பதமுடைய சிறுதானியங்களை ஒருமணிநேரத்திற்க்கு 100 கிலோ வரை உமி நீக்கம் செய்யும் CIAE-MILLET MILLலின் மொத்த எடை 120 கிலோ, இதன் விலை சுமார் ரூ. 50,000 ஆகும். சிறுதானியங்களிலிருந்து ரொட்டி, பிஸ்கட், முறுக்கு மற்றும் துரித வகை உணவுகள் தாயாரித்து விற்பனை செய்வோருக்கு CIAE-MILLET MILL ஒரு வரப்பிரசாதமாகும்.

         சிறு மற்றும் குறு தொழில் புரிவோர் பயன்பெறும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட CIAE-MILLET MILLலை பற்றி மேலும் தகவல்களை தெரிந்து கொள்ள கீழ்கண்ட முகவரியை தொடர்பு கொள்ளலாம்.

              

மேலும் விவரங்களுக்கு

முனைவர் சி.பாலசுப்பிரமணியன்
முதன்மை விஞ்ஞானி
மண்டல அலுவலகம்
மத்திய வேளாண் பொறியியல் நிறுவனம்
கோயமுத்தூர். 641 003. தமிழ் நாடு.

செல்: 08681017811
மின்னஞ்சல்: balaciphet@gmail.com