એરોસૉલ

એરોસૉલ (aerosol) : પ્રવાહી અથવા ઘન કણોનું (0.15 થી 5 m કદ) વાયુમાં સ્થાયી નિલંબન (suspension). એરોસૉલ શબ્દપ્રયોગ આવા નિલંબનનો છંટકાવ કરી શકે તેવા પાત્ર (package) માટે પણ વપરાય છે. ધુમ્મસ, ધુમાડો વગેરે કુદરતી એરોસૉલનાં ઉદાહરણો છે. વાતાવરણને અતિવિશાળ એરોસૉલ ગણી શકાય.

વાલ્વ દબાવતાં જ વિવિધ પ્રકારના પદાર્થનો એરોસૉલ છંટકાવ પાત્રમાંથી થાય તેવી દબાણયુક્ત પ્રયુક્તિ ગૃહથી ઉદ્યોગ સુધી બહોળા વપરાશમાં છે. 1900ના શરૂઆતના દસકામાં દબાણયુક્ત પાત્રો (packages) અંગેની જાણકારી હતી. પણ આ પ્રયુક્તિનો સૌપ્રથમ ઉપયોગ યુ.એસ.ના ડિપાર્ટમેન્ટ ઑવ્ ઍગ્રિકલ્ચરના ગુડહ્યુ અને સુલિવાને 1942માં કીટનાશકો છાંટવા માટે કર્યો હતો. 1950માં ઔષધીય એરોસૉલની શરૂઆત થઈ. ખાસ કરીને દાઝી જવું, નાના ઘા, ઉઝરડા તથા ત્વચાના રોગો ઉપર એરોસૉલ વપરાયેલ છે. 1955માં શ્વસનમાર્ગની તકલીફ (દા.ત., દમ) માટે એપિનેફ્રીન એરોસૉલ રૂપમાં વપરાશમાં આવ્યું. હાલમાં સેંકડો પદાર્થો આ પ્રયુક્તિથી એરોસૉલ રૂપમાં વપરાશમાં આવ્યા છે.

એરોસૉલ રૂપે ઔષધો વાપરવામાં કેટલાક અગત્યના ફાયદા છે. (1) જરૂરી માત્રામાં ઔષધ વાપર્યા પછી બાકીના જથ્થાને ઑક્સિજન, ભેજ કે જીવાણુઓની અસરથી મુક્ત રાખી શકાય છે. (2) નિશ્ચિત સ્થાને જ ઔષધને જરૂરી સ્વરૂપે (છંટકાવ, ધારા કે ફીણ સ્વરૂપે) પહોંચાડી શકાય છે. (3) ઔષધ ચોપડવાથી થતું આળાપણું (irritation) આમાં થતું નથી. (4) ઔષધનું પાતળું પડ લગાડી શકાય છે.

એરોસૉલ પેકેજના ઘટકો : (1) પ્રણોદક (propellant) (2) પાત્ર (container), (3) વાલ્વ અને પ્રવર્તક (actuator), (4) સાંદ્ર પદાર્થ (product concentrate).

(1) પ્રણોદક : પ્રણોદક મારફત પાત્રમાં દબાણ ઉત્પન્ન થાય છે, જે પદાર્થને કણ કે ફીણરૂપે બહાર ફેંકે છે. આ માટે ક્લોરોકાર્બન (ટ્રાઇક્લોરોમોનોફ્લોરો મિથેન CCl₃F – પ્રણોદક 11, ડાઇક્લૉરો- ડાઇફ્લોરોમિથેન (CCl₂F₂ – પ્રણોદક 12; ડાઇક્લોરો ટેટ્રાફ્લોરો ઇથેન CClF₂ CClF₂ પ્રણોદક 114), હાઇડ્રોકાર્બન (પ્રોપેન, બ્યૂટેન, આઇસોબ્યૂટેન), સંપીડિત (compressed) વાયુઓ (નાઇટ્રોજન, કાર્બન ડાયૉક્સાઇડ, નાઇટ્રસ ઑક્સાઇડ) તથા ડાઇમિથાઇલ ઈથર વપરાય છે. પ્રણોદકનું મિશ્રણ વાપરીને જરૂરી દબાણ મેળવવામાં આવે છે. ફ્લોરોકાર્બન પદાર્થો વાતાવરણમાં ભળીને છેવટે ઓઝોન મંડળમાં પ્રસરતાં રાસાયણિક પરિવર્તન પામે છે. તે પ્રક્રિયામાં ઓઝોન વપરાય છે, જેથી તેના સંતુલનમાં ખલેલ પહોંચે છે. (આવી જ અસર ધુમાડામાં પેદા થતા નાઇટ્રોજનના ઑક્સાઇડ કરે છે.) ઓઝોન અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશને રોકીને જીવનસૃષ્ટિ ઉપર થતી તેની ઘાતક અસરને નાબૂદ કરે છે. ફ્લોરોકાર્બનનો વધુ પડતો ઉપયોગ ઓઝોનના આ જીવનરક્ષક કાર્યમાં વિક્ષેપ પાડે તેવી શક્યતાને કારણે પશ્ર્ચિમના કેટલાક દેશોએ તેના ઉપયોગ પર પ્રતિબંધ મૂક્યો છે.

(2) પાત્ર : એરોસૉલ પાત્ર માટે કલાઈ ચડાવેલું લોખંડનું પતરું, ઍલ્યુમિનિયમ, સ્ટેનલેસ સ્ટીલ અને (સાદા અને પ્લાસ્ટિકના અસ્તરવાળા) કાચ વપરાય છે. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ મોંઘું છે, કાચમાં તૂટવાનો ભય રહેલો છે. હાલમાં લોખંડના પતરાના સાંધાનું વિદ્યુતસંધાન શક્ય બન્યું છે. ઍલ્યુમિનિયમ બહિર્વેધિત (extruded) પાત્રોની બનાવટમાં ઘણું જ અનુકૂળ છે અને તે ઠીક ઠીક ખવાણરોધી પણ છે. જોકે તે ફ્લોરોકાર્બન પ્રણોદક-11 અને આલ્કોહૉલ સાથે પ્રક્રિયા કરે છે. કાચ ઉપર પ્લાસ્ટિકનું અસ્તર ચડાવવાથી તે તૂટે તોપણ તેની કરચો ઊડતી નથી. વળી કાચ ઉપર રસાયણની અસર નહિવત્ હોઈ ઔષધીય એરોસૉલ માટે કાચના પાત્રને વધુ પસંદગી અપાય છે. ધાતુના પાત્રમાં આશરે 10-12 કિગ્રા./ચોસેમી. તથા કાચના પાત્રમાં 2 કિગ્રા/ચોસેમી.થી ઓછું દબાણ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

(3) વાલ્વ અને પ્રવર્તક સમુચ્ચય (assembly) : પ્રણોદકને બદલે બહારથી હવા દાખલ કરીને દબાણ પેદા કરીને એરોસૉલ છંટકાવ કરી શકાય તેવાં મોટા કદનાં પાત્રો પણ વિકસાવવામાં આવ્યાં છે. કૃષિ પાકો ઉપર આ રીતે કીટનાશકોનો છંટકાવ કરી શકાય છે. પાત્રમાં સાંદ્ર (concentrated) પદાર્થ તથા પ્રણોદક ઊંચા દબાણે ભરીને ઉપરની બાજુ વાલ્વ તથા પ્રવર્તક બેસાડેલા હોય છે. પ્રણોદકનો મોટો ભાગ પ્રવાહીરૂપે હોય છે જ્યારે બાકીનો બાષ્પરૂપ ભાગ પાત્રની અંદરનું દબાણ જાળવી રાખે છે. પ્રવર્તક દબાવતાં અંદરના દબાણને કારણે પાત્રમાંના પદાર્થો જરૂરી પ્રમાણમાં છંટકાવરૂપે બહાર આવે છે. પ્રવર્તક ઉપરનું દબાણ દૂર કરતાં વાલ્વની અંદરનું છિદ્ર બંધ થાય છે અને છંટકાવ અટકી જાય છે. વિવિધ પ્રકારના પદાર્થો માટે વાલ્વપ્રવર્તકની રચનામાં થોડો ફેરફાર હોય છે, પણ સામાન્ય કાર્યપદ્ધતિ ઉપર વર્ણવ્યા પ્રમાણે હોય છે. ઔષધોના છંટકાવ માટે વપરાતા વાલ્વપ્રવર્તક ઔષધ-નિયંત્રણ ખાતાના નિયમાનુસાર બનાવવામાં આવે છે. વાલ્વનો મુખ્ય ભાગ નાયલોન કે ડેલરિન પ્લાસ્ટિકનો બનાવાય છે. છંટકાવ, ફીણ અને ઘન કણોની ધારા વગેરે માટે વિવિધ પ્રકારના વાલ્વ તથા પ્રવર્તક વપરાય છે. બહાર આવતા પ્રવાહીની ધારાનું સૂક્ષ્મ ટીપાંમાં વિભાજન થાય છે. સાથે સાથે બહાર આવેલા પ્રણોદકનું બાષ્પીભવન થતાં આ ટીપાં વધુ સૂક્ષ્મ બને છે. ફીણ પેદા કરવા વપરાતું જલીય ઇમલ્ઝન બહાર આવતાં તેમાંના પ્રણોદકનું બાષ્પીભવન થાય છે અને ઇમલ્ઝનમાં આ બાષ્પ ફીણ પેદા કરે છે.

શ્વસનતંત્રનાં દર્દો માટે વપરાતા એરોસૉલના સાધનમાંથી જરૂરી માત્રામાં ઔષધ બહાર આવે તે માટેની વ્યવસ્થા (metered dose inhalers) હોય છે.

(4) સાંદ્ર પદાર્થ : દરેક એરોસૉલ વિશિષ્ટ ઉપયોગ માટે પ્રયોજાયેલ હોય છે. તેમાં મુખ્ય બે પ્રકારના પદાર્થો હોય છે – (i) મુખ્ય (ક્રિયાશીલ) પદાર્થ સાંદ્રરૂપમાં : ક્રિયાશીલ પદાર્થોને એરોસૉલ માટે અનુકૂળ બનાવવા યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગાળાય છે. આ દ્રાવણને સાંદ્ર કહે છે. (ii) પ્રણોદક : ઔષધો, સુગંધિત પદાર્થો, કીટનાશકો, સૂક્ષ્મજીવાણુનાશકો, સાબુ, કાટ દૂર કરનાર વગેરે પદાર્થો સાંદ્રરૂપમાં હોય છે. સામાન્ય રીતે આ સાંદ્ર પદાર્થનું પ્રમાણ 10 %થી 15 % તથા પ્રણોદક(પ્રણોદક 12/11 50 : 50 મિશ્રણ)નું પ્રમાણ 85 %થી 90 % હોય છે. પ્રવાહીરૂપ પ્રણોદકમાં સાંદ્ર પદાર્થ દ્રાવ્ય ન હોય તો ઇથેનોલ (ખાસ કરીને સુગંધિત એરોસૉલ માટે) ઉમેરાય છે. પદાર્થનું પાણી સાથેનું ઇમલ્ઝન પણ વપરાય છે. પ્રવાહી પ્રણોદકમાં સાંદ્ર દ્રાવ્ય ન હોય તેવા સંજોગોમાં પ્રવાહી પ્રણોદક અલગ સ્તરરૂપે પાત્રમાં ઉપર તરતું રહે છે.

હાલમાં એરોસૉલ માટેના પાત્રની સફાઈ, તેમાં પ્રમાણસર સાંદ્રરૂપ પદાર્થ અને પ્રણોદક ભરવાનું તથા વાલ્વ-પ્રવર્તક સમુચ્ચય પાત્રમાં બેસાડવાનું વગેરે કાર્યો સ્વચાલિત યંત્રો મારફત કરવાનું શક્ય બન્યું છે. આ કારણથી એરોસૉલ પહોળા વપરાશમાં આવ્યાં છે.

ઉપયોગો : પ્રવાહી, અર્ધઘન અને ઘણા ઘન પદાર્થો એરોસૉલરૂપે વપરાશમાં લઈ શકાય છે. પદાર્થ ખવાણ કરતા ન હોય અને તેના કણોનું માપ 50 mથી ઓછું હોય તો તેને એરોસૉલ રૂપમાં ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે. એરોસૉલ પેદાશોને વપરાશ પ્રમાણે ચાર વિભાગમાં વહેંચી શકાય –

(i) અંગત (personal) : સુગંધીદાર પદાર્થો, પ્રસ્વેદ અટકાવનાર (antiperspirant), કેશછંટકાવ (hair spray), કેશને આકાર આપનાર (hair setting) પદાર્થો વગેરે.

(ii) ગૃહવપરાશ : ફર્નિચર પૉલિશ, ચેપનાશક છંટકાવ (disinfectant spray); કાચ, ઓવન તથા ગાલીચાની સફાઈ અને ઓરડાની હવાને તાજી કરવા (room freshner) વગેરે.

(iii) ઔષધીય : દમ માટે નિ:શ્વસન (inhalation) ચિકિત્સા, પ્રાથમિક સારવાર, દાઝેલા અંગ ઉપર કરાતો છંટકાવ (burnspray), નિશ્ચેતક અને પીડાશામક છંટકાવ, પ્રશીતન છંટકાવ, ઘા ઉપર પાતળા અસ્તર રૂપ આવરણ (dressing) વગેરે.

(iv) ઔદ્યોગિક : કીટનાશકનો છંટકાવ રંગરોગાન માટેની છંટકાવ પદ્ધતિ (spray paint), સિલિકોન છંટકાવ, ઇલેક્ટ્રૉનિક સાધનોની સફાઈ માટેનો છંટકાવ, ઠંડા દેશોમાં બારીના કાચ ઉપર જામતા બરફને દૂર કરવાનો છંટકાવ વગેરે.

ગિરીશ પટેલ