Fritz Haber

1. IV. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑΣ IV.1. Λιπάσματα και Θρεπτικά Συστατικά του Εδάφους Άζωτο στερέωσης Η σταθεροποιησις του άζωτου αποτελεί απαραίτητη φυσική διαδικασία κατά την οποία μικροοργανισμοί μετατρέπουν τα άλλα, λιγότερο δραστικού αζώτου σε ανόργανες ενώσεις του αζώτου, το οποίο με τη σειρά της πρώτης εισέρχονται στην τροφική αλυσίδα και οργανικών ενώσεων του αζώτου, όπως πρωτεΐνες σε φυτά. Διαθέσιμο στο εδαφος το αζώτου , ιδιαίτερα με νιτρικά ιόντα είναι συνήθως ανεπαρκής για εντατική παραγωγή φυτικών προϊόντων. Πολλές εμπορικές διαδικασίες έχουν αναπτυχθεί για την παραγωγή αζωτούχων λιπασμάτων, συμπεριλαμβανομένης της καλύτερης γνωστή μέθοδο Haber-Bosch για τη σύνθεση αμμωνίας. Τη δυνατότητα επίτευξης των ισορροπημένης χημείας του εδάφους ήταν επίσης προηγμένη από την ανάπτυξη του 1956 τη μέθοδο Kjeldahl να αναλύσει αυτόματα το ποσό των υφιστάμενων αζώτου σε οργανικές ενώσεις. Ο κύκλος του αζώτου Root οζίδια Tο Χάμπερ-Μπος διαδικασία Στα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα, η περιορισμένη ποσοτιτα τροφίμων και της επέκτασης του παγκόσμιου πληθυσμού εγείρει αυξανόμενες ανησυχίες. Η περιεκτικότητα σε άζωτο των γεωργικών εδαφών είχαν εξαντληθεί, και το ζήτημα της βιομηχανικής στήριξης για τα αζωτούχα λιπάσματα παραμένει άλυτο. Μερικοί επιστήμονες σε όλο τον κόσμο predicteded πείνα. Ως εκ τούτου, ένα επείγον καθήκον ήταν η παραγωγή αζωτούχων ενώσεων που χρησιμοποιούν άζωτο από την ατμόσφαιρα. Η λύση ήρθε το 1908 από τη Γερμανία, όπου Fritz Haber ανακάλυψε τις αρχές της σύνθεσης αμμωνίας, χρησιμοποιώντας όλους τους φυσικους και χημικους πόρους που διατίθενται σε εκείνη την εποχή. Πραγματοποιείται η σύνθεση στον καταλύτη σιδήρου σε υψηλή πίεση και θερμοκρασία. Καρλ Μπος, χημικός στο BASF (Badische Anilin-& Soda-Fabrik) εμπορευματοποιηθεί η διαδικασία με την ίδρυση του πρώτου, state-of-the-art, η βιομηχανική επιπέδου παραγωγής το 1913. Αυτή η βιομηχανική διαδικασία επέτρεψε την επέκταση των δύο agriculturul παραγωγής και του ανθρώπινου πληθυσμού κατά τη διάρκεια του 20ου αιώνα. Fritz Haber Προκαταβολές σε χημικά λιπάσματα Ξεκινώντας το 1913, παραγονται συνθετικα λιπασμάτα ήταν εμπορικά και βελτίωσε σημαντικά τη απόδοση των καλλιεργειών και την παραγωγή. Οι καινοτομίες στη βασική παραγωγή χημικών λιπασμάτων έχουν γίνει από τότε, συμπεριλαμβανομένης της εμπορίας 1930 της κρυσταλλικής λιπασμάτων και του 1965 η εισαγωγή των λιπασμάτων ανάρτηση στην αμερικανική αγορά. Στη δεκαετία του 1970, κοκκίδωση είχε βελτιωθεί περαιτέρω προκειμένου να εισρέουν λιπάσματα κατάλληλα για ανάμειξη οικιακή χρήση.    Οι πιο πρόσφατες καινοτομίες στον εμπορικών λιπασμάτων περιλαμβάνει το χρόνο αποδέσμευσης ενθυλάκωση που αποτρέπει περιβαλλοντικά ανεπιθύμητο για τη γονιμοποίηση. Πράσινη Επανάσταση και υβριδικών σταθμών Από τη δεκαετία του 1870, οι υβριδικές μονάδες έχουν δημιουργηθεί για να χρησιμοποιούν τα επιθυμητά γνωρίσματα και για να αυξηθεί η παραγωγή και η ποιοτητα των τροφίμων. Οργανική χημεία προσδιορίζει τα επιθυμητά χαρακτηριστικά των φυτών, μεταφράζει τις ποιότητες αυτές τις διαδοχικές υβρίδια, και μεγιστοποιεί τις ανάγκες σε άζωτο με χημικά λιπάσματα.    Οι προκαταβολές αυτές οδήγησαν στην «Πράσινη Επανάσταση», η οποία αρχίζει όταν το Μεξικό έγινε για πρώτη φορά αυτάρκης στην παραγωγή σίτου το 1943. Το 1964, ένα μεγάλο μέρος του πληθυσμού της Ασίας σιτίζονται με νέες υβριδικές εγκαταστάσεις και χημεία εδαφικών θρεπτικών ουσιών. Αμερικανικοί αγρότες χρησιμοποιούν σήμερα τα νέα είδη των υβριδικών σταθμών, όπως ο αραβόσιτος και τα γεώμηλα που εκκρίνουν ένα φυτοφάρμακο στα φύλλα τους και τους μίσχους.

2. IV. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑΣ IV.2. Crop Protection και Διαχείρισης Επιβλαβών Οργανισμών Μεθοδος Bordeaux και μυκητοκτόνα Το 1882, Γάλλος βοτανολόγος Pierre ΜΑ Millardet απασχολούνο σε υδατικό διάλυμα θειικού χαλκού και υδράσβεστο είναι διαλυμένα σε νερό (το μίγμα Bordeaux), την αποτελεσματική καταπολέμηση της μούχλας στα γαλλικά αμπέλια. Το μίγμα Bordeaux ελέγχει σήμερα μια σειρά από μύκητες, οι καλλιέργειες που επιτίθενται. Αυτό χαρακτήρισε επίσης την πρώτη μεγάλης κλίμακας χρήση μυκητοκτόνων και ξεσήκωσε χημική προστασία των καλλιεργειών. Χημικες καινοτομίες στον τομέα των γεωργικών μυκητοκτόνων συνεχίστηκε με την εισαγωγή του διθειοκαρβαμικό μυκητοκτόνων το 1934 και στροβιλουρίνης μυκητοκτόνα το 1996. DDT και τα φυτοφάρμακα Τα φυτοφάρμακα ασπίδες στις γεωργικές καλλιέργειες από τη ζημιά από τους μύκητες, έντομα, και ο ανταγωνισμός από άλλα φυτά. Το 1939, ο Paul Mueller ανέπτυξε την ανέξοδη DDT εντομοκτόνο (dichlor-διφαινυλο-trichlorethan) για τον έλεγχο σκαθάρια πατάτας και άλλα έντομα. DDT και παρόμοια φυτοφάρμακα ελέγχουν τους εχθρους των καλλιεργειών και έντομα ασθενειών που μεταδίδονται για πάνω από είκοσι χρόνια. Στη δεκαετία του 1960, οι δημόσιες ανησυχίες για τις περιβαλλοντικές ζημίες και τη συσσώρευση του DDT στο ανθρώπινο σώμα, σε συνδυασμό με την αυξανόμενη αντίσταση στις ειδών παρασίτων οδήγησε στην εξέλιξη των νέων γεωργικών φαρμάκων και την παρακμή του DDT. Η χαμηλής εφαρμογή σημερινή φυτοφαρμάκων παράσχει μεγαλύτερη οικονομία για τους αγρότες, πρόσθεσε ασφάλεια των εργαζομένων, και είναι πιο φιλικά προς το περιβάλλον από ποτέ. DDT για την καταπολέμηση της ελονοσίας Αραιωμένο αυγό-κελύφη που προκαλούνται από το DDT Κτηνοτροφία προστασία Η αντιμετώπιση των ασθενειών των ζώων, είτε με τον εμβολιασμό ή φάρμακα, έχει αυξηθεί η ποιότητα και η ποσότητα της προσφοράς τροφίμων. Το 1881, ο Louis Pasteur τελειοποίησε επιτυχώς τεχνες για να εμβολιάσει τα ζώα για να προκαλέσει ανοσία κατά της ασθένειας του άνθρακα που προκαλούν οργανισμού. Το 1981, η αντι-παρασιτική Ιβερμεκτίνη εισήχθη για την καταπολέμηση της ένα ευρύ φάσμα των ακάρεων, σκουλήκια και άλλα εσωτερικά παράσιτα ότι η υγεία των ζώων αποτέλεσμα. Η τρέχουσα έρευνα προσπαθεί να εμποδίσει τη σπογγώδη εγκεφαλοπάθεια των βοοειδών (ΣΕΒ), η λεγόμενη «νόσος των τρελών αγελάδων», που πιστεύεται ότι προκαλείται από πρωτεϊνών στη διατροφή των ζώων που φιλοξενούν το μολυσματικό παράγοντα. Louis Pasteur Μηχανοποίηση των αγροκτηματων  Σε συνδυασμό με την ανάγκη για αποτελεσματικές τεχνολογίες για γεωργικά χημικά προϊόντα (λιπάσματα, φυτοφάρμακα) και των υδάτων, της γεωργίας χημείας και της εκμηχάνισης αγροκτήματος ανέπτυξαν από κοινού κατά τον τελευταίο αιώνα. Έχει αυξηθεί δραματικά η αποτελεσματικότητα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων και της παραγωγικότητας.    Το Diesel-πετρέλαιο-powered τρακτέρ αναπτύχθηκε από την αμερικανο εφευρέτης Benjamin Holt, το 1904. Σημερα ελκυστήρες, καλλιεργητές, συνδυάζουν θεριστικές μηχανές, μηχανήματα άρδευσης, που βασίζονται σε υπολογιστή τεχνολογικές εφαρμογές, καθώς και εξελιγμένο λογισμικό GPS όλα ενεργοποιούνται από χημικές καινοτομίες όπως τα καύσιμα πετροχημικών, δομικά υλικά (κράματα μετάλλων και προηγμένες πλαστικά), η τεχνολογία των ελαστικών, και των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Σύγχρονη θεριζοαλωνιστικών μηχανών Ο ελκυστήρας πρόγραμμα ανίχνευσης που αναπτύχθηκε από Holt

3. IV. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑΣ IV.3. Επεξεργασίας Τροφίμων, Διαχείριση και Ασφάλεια Ζαχαρίνη και των γλυκαντικών Τεχνητές γλυκαντικές ουσίες δημιουργήθηκαν με χρήση ενίσχυσης χημείας τόσο τους διαβητικούς και όσους κάνουν δίαιτα στον έλεγχο της πρόσληψης ζάχαρης. Το 1901, ο John F. Quenny κατασκευασε τεχνητή γλυκαντική ουσία Ζαχαρίνη. Το 1967, η κατασκευή των υψηλής φρουκτόζης σιρόπι καλαμποκιού χρησιμοποιώντας ένα πατενταρισμένο ένζυμο για την αύξηση της φρουκτόζης γλυκύτητα του σιροπιού καλαμποκιού από 14% έως 42% ξεκίνησε και γρήγορα έγινε η γλυκαντική ουσία για όλα τα μεγάλα αναψυκτικά. Η ασπαρτάμη πωλήθηκε πρώτα το 1985 στις ΗΠΑ; Αυτο με χαμηλο σε θερμίδες γλυκαντικό έντονης γλυκαντικής ικανότητας, διατίθενται στην αγορά ως NutraSweet, αναπτύχθηκε το 1955 ως πιθανό φάρμακο κατά του έλκους. Βιταμίνη πρόσθετα Η κατανόηση βιοχημείας τροφίμων έχει ανατρεψει τη διατροφή με την προσφορά θεραπείες για τις διατροφικές ανεπάρκειες και του υποσιτισμού που προκαλείται από την έλλειψη βιταμινών.  Η Χημεία έχει κάνει μεγάλες προόδους στον τομέα αυτό, όπως φαίνεται από την εξέταση του πρώτου βιταμίνη που ανακαλύφθηκε. Βιταμίνη Α (β-catotene) απομονώθηκε το 1913 από το βούτυρο και τους κρόκους αβγών και είναι μια ουσιαστική θρεπτική ουσία για την όραση και την προστασία των επιθηλίων. Η χημική τους δομή προσδιορίστηκε το 1931, και συντέθηκε για πρώτη φορά το 1947. Ο Ούγγρος βιοχημικός Albert Szent-Gyorgyi απομονωσέ το hexuronic οξύ (ασκορβικό οξύ) από τα επινεφρίδια το 1928. Είναι πλέον γνωστό ως βιταμίνη C.  Το 2001, το γενετικά τροποποιημένο “Golden Rice” (Χρυσο Ριζι) που παράγει προβιταμίνη Α φτάνει στην Ασία για την καταπολέμηση της τύφλωσης και άλλες ασθένειες ανεπάρκειας. Διατήρηση και προκαταβολές κατασκευής Οι ρίζες της χημείας τροφίμων πάει πίσω στη γερμανική Justus Liebig, ο οποίος πρώτος έκανε εκχύλισμα κρέατος στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα. Οι πρόοδοι στην συντήρηση και την κατασκευή τεχνικών μας επέτρεψαν να δημιουργήσουμε τα επεξεργασμένα τρόφιμα. Όπως χημεία των τροφίμων που τροφοδοτούνται βιομηχανικές πρακτικές, πολλές νέες επεξεργασμένα τρόφιμα αναπτύχθηκαν. Οι νέες τεχνολογίες δινουν παράταση, επίσης, στη διάρκεια ζωής των τροφίμων, συμπεριλαμβανομένων λυοφιλίωση (liophilisation) (1906), βαθιάς κατάψυξης τροφίμων (1920), precooking κατεψυγμένα τρόφιμα (1939), και καθιστώντας συμπυκνώματα από υγρά (1946). Το one-time πλακάτ του κρέατος Liebig του εκχυλίσματος Η ασφάλεια των τροφίμων και των δοκιμών Κάθε ακατέργαστον γεωργικον προϊόν, ή παρασκευασμένα τρόφιμα μπορούν να μολυνθούν και να επηρεάσει αρνητικά την υγεία του ανθρώπου. Η μόλυνση μπορεί να συμβεί κατά την προετοιμασία, μαγείρεμα, σερβίρισμα ή την αποθήκευση. Χημικες προόδοι που αυξάνουν την ασφάλεια των τροφίμων περιλαμβάνουν ταχέων μεθόδων ελέγχου που επιτρέπουν τον εντοπισμό μικροβιακές προσμείξεις των τροφίμων και τον έλεγχο των τροφιμογενών επιδημιών. Οι ασθένειες από τις πιο κοινές παθογόνων παραγόντων έχουν μειωθεί κατά 20% από το 1997 έως το 1999 στις Ηνωμένες Πολιτείες.

4. IV. ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΣΤΑΘΜΟΙ ΣΤΗΝ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑΣ IV.4. Τρόφιμα Αποθήκευσης Η συσκευασία τροφίμων Συσκευασίες τροφίμων με πλαστικό, μέταλλο, γυαλί και κεραμικά τεχνολογίες συμβάλλουν στη διατήρηση των τροφίμων κατά την πώληση, τη μεταφορα, και την προετοιμασία. Ralph Wiley εφηύρε τη βιομηχανική πολυμερές saran τη δεκαετία του 1930, και των νοικοκυριών Saran wrap εισήχθη το 1953 για να παρέχουν μια εξαιρετική φραγμό στο οξυγόνο, την υγρασία, το άρωμα, και τα χημικά προϊόντα υπό ακραίες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας. Saran wrap είναι ένα συμπολυμερή χλωριούχου βινυλιδενίου και χλωριούχου βινυλίου. Άλλες καινοτομίες περιλαμβάνουν τη χρησιμοποίηση των δοχείων αλουμινίου για τρόφιμα και ποτά (1960), και του PET (τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο) καθώς ανακυκλώσιμες συσκευασίες δοχείων για την αντικατάσταση γυαλί ή αλουμίνιο (1970). Ψυκτικών και χλωροφθοράνθρακες Από τότε που εισήχθη για οικιακή χρήση το 1918, η ψύξης έχει μεταβάλει τη συντήρηση τροφίμων με την παροχή της δυνατότητας μεταφοράς και αποθήκευσης νωπών τροφίμων με ασφάλεια. Νωρίς το 1920, το ψυγείο έγινε ανεπεθημιτο μετά τον θείο του ψυκτικού υγρού διοξειδίου αποδείχθηκε να είναι τοξικά. Η λύση ήταν Freon 12, χλωροφθοράνθρακες (αναφέρεται επίσης ως μια ΕΑΕ, CCl2F2) σύνθετες γίνει σε ένα ψυκτικό αέριο από τον Thomas Midgley και Charles Kettering το 1931. Τα ψυγεία γρήγορα έγιναν πρότυπο σε σπίτια, εστιατόρια, παντοπωλεία και μανάβικα. Το Φρέον είναι πλέον διακοπεί λόγω του ρόλου του στην καταστροφή του στρώματος του όζοντος της Γης. Παγοκιβώτιο (1890) και σύγχρονο ψυγείο Φούρνοι μικροκυμάτων Οι οικιακές συσκευές στον 20ο αιώνα εχουν εξαλειψεί ένα μεγάλο μέρος της καθημερινής εργασίας, από την παρασκευή τροφίμων. Μια τέτοια καινοτομία που εγινε από χημικες προοδους ήταν ο φούρνος μικροκυμάτων. Το 1945, Percy Λ. Spencer αναφερέτε οτι, στέκοταν κοντά σε μια συσκευή αποστολής σημάτων ραντάρ που λειτουργούν σε Raytheon όταν μια καραμελα στην τσέπη του άρχισε να λιώνει. Γοητευμένος, ο ίδιος επανέλαβε αυτήν την εμπειρία με ποπ κορν, και ο φούρνος μικροκυμάτων γεννήθηκε. Radarange έκανε το ντεμπούτο του στη συνέχεια της ίδιας δεκαετίας, σε βιομηχανικές κουζίνες. Σήμερα, η Β 'Παγκοσμίου Πολέμου τύπου πομποί μικροκυμάτων, που ονομάζεται μάγνετρον, εξακολουθούν να αποτελούν τον πυρήνα αυτής της δημοφιλούς συσκευής. Μόριο του υποχλωριώδους οξέος Καθαρό νερό Οι πρόοδοι στην χημεία έχουν εξασφαλίσει ασφαλείς παροχές νερού που είναι ελεύθερα από βακτήρια, ιούς και άλλους επιβλαβείς ρύπους. Οι καινοτομίες περιλαμβάνουν τη χρήση άνθρακα για την άρση της άσχημης γεύσης και οσμής, άλλα συστατικά για να μαλακώσει το νερό και αφαιρέστε τα βαρέα μέταλλα, και η σύγχρονη τεχνολογία για την επεξεργασία του νερού, την προμήθεια και τη διανομή. Η απολύμανση με Χλωριο σε συστήματα επεξεργασίας νερού βρισκόταν σε εξέλιξη από το 1910, και η οικιακή χλωρίνη εισήχθη το 1913. Απολυμαντικα με βάση το χλώριο παραμένουν μια εξαιρετική μέθοδο για την προστασία κουζίνες και τις εγκαταστασεις επεξεργασίας τροφιμων, από τροφιμογενείς ασθένειες.