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🌡️ 📆 令和6年7月19日

14. 食べ物がなくなったら―環境、持続可能な社会に向けて―

山形大学  理工学研究科(工学系)  化学・バイオ工学科  🔋 C1 伊藤智博 📛 立花和宏

化学肥料と食料問題

日本の食べ物は海とかかわっている。 コンブ、ワカメ、ヒジキ、ノリ、テングサ・・・英訳が大変だ。 おっと忘れちゃいけないカツオブシ。 たぶん英訳が大変なものほど和食なのだろう。

http://www.rdpc.or.jp/kyoudoryouri100/
http://www.shokuseikatsu.or.jp/kyoudoryouri/
http://www.maff.go.jp/j/syokuiku/kodomo_navi/cuisine/

SDGs 飢餓をゼロに
  1 SDGs since 2015
  1. 貧困をなくそう
  2. 飢餓をゼロに
  3. 全ての人に健康と福祉を
  4. 質の高い教育をみんなに
  5. ジェンダー平等を実現しよう
  6. 安全な水とトイレを世界中に
  7. エネルギーをみんなに、そしてクリーンに
  8. 働きがいも経済成長も
  9. 産業と技術革新の基盤を作ろう
  10. 人や国の不平等をなくそう
  11. 住みつづけられる街づくりを
  12. つくる責任 つかう責任
  13. 気候変動に具体的な対策を
  14. 海の豊かさを守ろう
  15. 陸の豊かさも守ろう
  16. 平和と公正をすべての人に
  17. パートナーシップで目標を達成しよう
*

カテモノ

  2 カテモノ
© K.Tachibana

肥料

  1 肥料の三要素と単肥の例
含有成分 元素 単肥の例 原料 特徴
🏞 窒素 硫安(硫酸アンモニウム)・尿素・硝安(硝酸アンモニウム)・塩安(塩化アンモニウム)・石灰窒素 🏞 アンモニア 1 ) 2 ) 3 ) 葉肥 *
リン リン酸カルシウム・過リン酸石灰・ リン酸 果肥
カリウム 硫酸カリウム、塩化カリウム 鉱石 根肥

肥料には、肥料の三要素を一成分含む単肥と、二要素以上含む複合肥料に分けられます。また複合肥料は、配合肥料と化成肥料に分けられます。化成肥料は、肥料の三要素のうち、二要素以上を化学合成で作ったものです 4 )

このように肥料は、工業製品であり、その要素は、材料でもあります。

肥料:窒素、燐酸、カリ
  1. 2.1. 無機薬品, p.39
    野村正勝・鈴鹿輝男. 最新工業化学―持続的社会に向けて― . 講談社サイエンティフィク,2004-4-20T0:0:0+09:00 ( 参照 2008-10-2T18:36:25+09:00 ) .
✍ 平常演習

化学肥料の成分を調べなさい。また有機農業推進法について調べなさい。食料問題について調べなさい。これら3つの調査結果から、これからの食に化学がどうかかわるべきかを述べなさい。


農薬

  2 農薬
含有成分 元素 分類 成分 特徴
殺虫剤 ピレトリン、DDT
殺菌剤 ボルドー液(石灰乳+硫酸銅)
除草剤
殺鼠剤 硫酸タリウム
成長調整剤 α-ナフタレン酢酸ナトリウム

DDTは学生の卒業研究で発見されました。殺虫剤として発明したのは、P.H.ミュラー博士(スイス)で、1948年にノーベル医学・生理学賞を受賞しています。 DDTの代謝生成物であるDDE、DDAなどは、体内に蓄積され、生物濃縮を起こします。 わが国では、 1968年(昭和43年)に 農薬(製造販売)会社が自主的に生産を中止し、1971年(昭和46年)には販売が禁止されました。 世界的にも、環境への懸念から先進国を中心に、2000年までには、40カ国以上でDDTの使用が禁止・制限されています。 しかし、その一方で、マラリアが猛威を振るう亜熱帯や熱帯地域の多くの国々では依然としてDDTを必要としています。


工学としての食品

コンビニのゆで卵の直径の公差。 適量、少々、お好みで。ビール2~3本。


単位操作

  3 単位操作
分離・抽出
目的 背景 特徴
物質の移動 輸送 溶かす
加圧 💪 第一次産業革命 つぶす、圧力釜 ポンプ で気体を圧縮する。 🏞 アンモニア
熱の移動 加熱 🔥 温度 茹でる、煮る、蒸す
🏞 製鉄
1500℃
冷却 💪 第一次産業革命 冷ます 酸素
固体の処理 撹拌・混合 混ぜる
固体と液体
液体と液体
溶解 溶かす
撹拌・混合 混ぜる
解砕・分散 5 ) 砕く、マヨネーズ、チョコレート
濾過・沈降・ 乾燥 干す
再結晶・塩析
気体・ 液体・固体中からある成分を取り出す 分離・抽出 濾す
蒸留・分留 🏞 ナフサ ウイスキー シリコン
電気を使う 電解製造 電解・電析 第二次産業革命 🏞 アルミニウム q.64 めっき
電解精錬
電気透析 かん水

化学反応を起こさせる操作すなわち反応操作(unit process)のほかに、いろいろな物理的な操作を必要とする。この物理的な操作を単位操作(unit operation)という 6 ) 7 )


カップラーメン

カップ麺ができるまで
小麦粉、 、食塩

栄養成分表示

  4 栄養成分表示1食(78g当たり)
熱量: 351kcal 必要エネルギー量計算BMI22を目指そう。
たんぱく質: 10.5g
炭水化物: 14.6g
食塩相当量 4.9g
一日1日の摂取基準量5g以下を目指そう
ビタミンB1: 0.19mg
ビタミンB2: 0.32mg
カルシウム: 105mg

食品表示法 では、内容量又は固形量及び内容総量の表示が義務付けられていいます。 内容重量はグラム又はキログラム単位で、内容体積はミリリットル又はリットル単位で、内容数量は個数等の単位で、単位を明記しなければなりません。 計量については、計量法に従ってください。 また、加工食品の栄養成分の量および熱量の表示が義務付けられています。 一定の値又は下限値及び上限値を示されなればいけません。 表示された一定の値を基準として、許容差の範囲に入っていなければいけませんが、 栄養成分表示の近接した場所に、「推定値」又は「この表示値は、目安です。」のいずれかの文言を含む表示をした場合、 合理的な 推定により得られた値を表示値として使うことができます。


インスタントラーメン発明記念館

  3 385 インスタントラーメン発明記念館
© 2008 K.Tachibana

こねる、平たくする、ロールで厚み1mmに延ばす、切り出す、蒸す、枠づめ、油揚げ、、、 8 )

食品表示法により 消費者への品質表示 が義務付けられています。

9 )

*
✍ 平常演習

食品の保存容器と保存環境を調べよう

💯 課外報告書 Web Class

古漬けを作ろう

✍ 平常演習

食材だけでは食べられない。鍋、釜、包丁、皿、スプーン、などなど。食にまつわる食材以外の工業製品をひとつ選び、その製造方法について調べ、無機工業化学とのかかわりを述べなさい
  1. 2.5. カップラーメンのつくり方, p.32
    松林光男、渡辺弘. イラスト図解 工場のしくみ . 日本実業出版社,2004-8-1T0:0:0+09:00 ( 参照 2006-10-23T20:34:55+09:00 ) .

キンビラゴボウ。うまいね。 佃煮。美味しい水がないと煮物は発達しない。 モンスーン気候がもたらす急峻な川と水。 羊羹はあんこと寒天から作る。寒天は海の恵みと冬の厳しさからできる。

雪解け水。梅雨。湿気。 日本の気候はカビとの戦い。

日本酒とコウジカビ。 豆腐。にがりは海水から塩をとった残渣から。 寿司。日本酒と酢にする発酵。 納豆。煮るという操作で枯草菌だけ残す技術。 味噌は豆と米とコウジカビと酵母と乳酸菌。 カルピス、ヤクルトは乳酸菌。日本初。

食べ物に使う無機化合物
食塩:塩化ナトリウム
酢:酢酸
添加物:酸化ケイ素
にがり:塩化マグネシウム

ビール

穀物 麦芽、ホップ、
  4 386 ビールの作り方
© 2005 K.Tachibana , C1 Lab.

発酵槽は、 ステンレスなどで作られています 10 ) 11 )


サドヤワイナリー@山梨県甲府市

  5 338 サドヤワイナリー@山梨県甲府市
©2007 K.Tachibana

ブドウには、ごく微量ですが酒石酸(しゅせきさん)が含まれています。ブドウからワインを醸造すると、ワイン中に沈殿する滓にも、貯蔵する酒ダルの周壁にも、白い小さな結晶体が生じます。この滓や周壁の酒石酸が粗酒石(そしゅせき)です。また、ワインの液中にも酒石酸が混在し、ワインの搾り粕にも酒石酸が混在しています。ワインの液中や絞り粕から酒石酸を採取するには普通、脱酸用石灰を添加し、酒石酸石灰として採取する方法がありました。しかし、手っ取り早いのはやはり、周壁や沈殿滓の粗酒石を直接採取する方法でした。採取した粗酒石に加里ソーダを化合させると、酒石酸加里ソーダという少し大きな結晶体が精製されます。これがロッシェル塩と呼ばれるもので、山梨県に所在の「サドヤ醸造場」が国内で唯一、製造が可能でした。

ロッシェル塩は、音波をすばやく捉える特性があり、第2次世界大戦ではドイツがいち早くこれを採用して音波防御レーダーを開発、艦船に装備して、潜水艦や魚雷に対処する兵器とし、効果を発揮していました。

日本の海軍は昭和17年(1942)6月、中部太平洋のミッドウエーの海戦で、航空母艦4隻を失う大打撃を受けます。敗退直後から、海軍では同盟国のドイツに兵員を派遣し、ロッシェル塩を利用した探査技術を習得させ、艦艇の戦備を強化することにしました。昭和18年初頭から、海軍は全国のワイン醸造場に粗酒石の採取を働きかけ、粗酒石は山梨県の「サドヤ醸造場」に集めロッシェル塩を精製し、精製品は東芝などの大電機メーカに依頼して、対潜水艦用の水中聴音機の量産態勢を構築しました。水中聴音機は、まさにブドウから作る兵器です。

国税庁HPより *
高畠ワイナリー
清酒
発酵 乳酸菌 ヤクルトの父 バイオリアクターとしての桶
  1. 野村正勝・鈴鹿輝男 最新工業化学―持続的社会に向けて― 講談社サイエンティフィク pp.221-222 清酒
  2. 2.6. ビールのつくり方, p.34
    松林光男、渡辺弘. イラスト図解 工場のしくみ . 日本実業出版社,2004-8-1T0:0:0+09:00 ( 参照 2006-10-23T20:34:55+09:00 ) .

バイオリアクターに使われるプラント記号をひとつ選び、説明つきでノートに書いて写真をアップロードしなさい。

毒と薬-医薬品

抗生物質、
バイオシミラー

笹野観音のアジサイ

  6 笹野観音のアジサイ
© K.Tachibana , C1 Lab.

上杉鷹山の書いた「かてもの」について調べなさい。「かてもの」も実験と研究に基づいて記されており、広く配布すすることでみんなの役に立ち、米沢の郷土料理として今に息づいている。「かてもの」と学生実験の再レポと較べながら、ものを書くときの姿勢について述べなさい。

持続可能な社会

海のエコラベル
SDGs 海の豊かさを守ろう
SDGs 陸の豊かさも守ろう
次回


野村正勝・鈴鹿輝男 最新工業化学―持続的社会に向けて― 講談社サイエンティフィク 目次
松林光男、渡辺弘, イラスト図解 工場のしくみ ,日本実業出版社
山下正通、小沢昭弥, 現代の電気化学, 丸善 , 目次 (2012).


参考文献


無機工業化学


QRコード
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名称: 教育用公開ウェブサービス
URL: 🔗 https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/
管理運用 山形大学 学術情報基盤センター

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名称: サイバーキャンパス「鷹山」
URL: 🔗 http://amenity.yz.yamagata-u.ac.jp/
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