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Stickstoff-Fixieren Stickstoff-Fixieren ist ein wesentlicher natürlicher Prozess, in dem sich Kleinstlebewesen sonst weniger - reaktiver Stickstoff in.

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Präsentation zum Thema: "Stickstoff-Fixieren Stickstoff-Fixieren ist ein wesentlicher natürlicher Prozess, in dem sich Kleinstlebewesen sonst weniger - reaktiver Stickstoff in."—  Präsentation transkript:

1 Stickstoff-Fixieren Stickstoff-Fixieren ist ein wesentlicher natürlicher Prozess, in dem sich Kleinstlebewesen sonst weniger - reaktiver Stickstoff in anorganische Stickstoffverbindungen umwandeln, die der Reihe nach zuerst in die Ernährungskette als organische Stickstoffverbindungen wie Proteine in Pflanzen eingehen. Boden-Stickstoff, besonders Nitrate, ist normalerweise für die intensive Getreide-Produktion unzulänglich. Viele kommerzielle Prozesse sind entwickelt worden, um Stickstoff-Dünger einschließlich der am besten bekannten Haber-Bosch Methode für die Ammoniak-Synthese zu erzeugen. Wirksame Boden-Chemie wurde auch durch die 1956 Entwicklung der 1883 entdeckten Kjeldahl Methode realisiert (gemäß dem Dänen Johan K. T. Kjeldahl), um den Betrag des vorhandenen Stickstoffs der in organischen Zusammensetzungen präsent war automatisch zu analysieren. Der Haber-Bosch-Prozess Die Versorgung der expandierenden Bevölkerung Ende des neunzehnten Jahrhunderts mit Nahrung wurde ein eine zunehmende Schwierigkeit, weil das Problem der Düngung mit Stickstoff ungelöst war. Einige Wissenschaftler erwarteten einen Weltweiten Hunger. Daher wurde die Aufgabe Luft-Stickstoff zur Produktion von Stickstoff Verbindungen eine Herausforderung entdeckte der Chemiker Fritz Haber die Grundsätze der Ammoniak-Synthese, die neue Produktionsprozesse für Explosivstoffe sowie Dünger erlaubte. Die Synthese findet mit einem Eisenkatalysator bei hohem Druck und Temperatur statt kommerzialisierte Carl Bosch, Chemiker bei der BASF (Badische Anilin-& Soda-Fabrik) den Prozess, eine Produktion auf industriellen Niveaus gründend. Dieser Industrieprozess (bekannt als Haber-Bosch-process) hat unter anderen zur Vergrößerung der landwirtschaftlichen Produktion beigetragen. Fortschritte in chemischen Düngern 1913 beginnend, wurden synthetische Dünger gewerblich erzeugt und verbesserten drastisch Getreide-Erträge und Produktion. Neuerungen in der grundlegenden Produktion von chemischen Düngern sind seitdem, einschließlich des 1930 Marketings von granulierten Düngern und der 1965 Einführung von Suspendierungsdüngern auf dem amerikanischen Markt gemacht worden. In den 1970er Jahren wurde Körnen weiter raffiniert, um für das Mischen des Hauses Gebrauches passende Dünger einzuführen. Die neusten Neuerungen in kommerziellen Düngern schließen Zeitverzögerte Freisetzung ein, womit übermäßige Düngung vermeidet wird. Agrarrevolution und hybride Pflanzen Seit den 1870er Jahren sind hybride Werke geschaffen worden, um wünschenswerte Charakterzüge auszunutzen, um Nahrungsmittel- produktion und Qualität zu vergrößern. organische Chemie identifiziert wünschenswerte Pflanzenqualitäten, übersetzt jene Qualitäten zu erfolgreichen Hybriden, und maximiert Stickstoff-Auffassungsvermögen mit chemischen Düngern. Diese Fortschritte trugen zur Initialisierung der 'Agrarrevolution' bei, die mit einer internationalen Zusammenarbeit in der landwirtschaftlichen Forschung in den 1960er Jahren angefangen wurde. Dieser Prozess ging zusammen mit der nationalen Unabhängigkeit von alten Kolonien, beginnend, als Mexiko zuerst unabhängig in der Weizen-Produktion 1943 wurde. Vor 1964 wurde Asiens Bevölkerung genährt, neue hybride Pflanzen und Boden-Nährchemie verwendend. Amerikanische Bauern benutzen jetzt neue Arten von hybriden Pflanzen, wie Mais und Kartoffeln, die ein Schädlingsbekämpfungsmittel in ihren Blättern und Stämmen verbergen. Fritz Haber IV. TECHNOLOGIEMEILENSTEINE IM ESSEN UND DER LANDWIRTSCHAFT Wurzelknötchen Der Stickstoff-Zyklus IV.1. Dünger und Boden-Nährstoffe

2 Bordeaux Methode und Fungizide 1882, französischer Botaniker Pierre M. A. Millardet verwendete eine wässrige Lösung des Kupfersulfats und hydratisierte in Wasser aufgelöste Limone (Bordeaux Mischung), um Schimmel in französischen Weingärten effektiv zu bekämpfen. Die Bordeaux Mischung kontrolliert jetzt mehrere Pilze. Das kennzeichnete auch den ersten groß angelegten Fungizid- Gebrauch und revolutionierte chemischen Getreide-Schutz. Chemische Neuerungen in landwirtschaftlichen Fungiziden gingen mit der Einführung von Dithiocarbamate Fungiziden am Anfang der 1930er Jahre, und Strobilurin Fungizide 1996 weiter. Dichlor-diphenyl-trichlorethan (DDT) und Schädlingsbekämpfungsmittel 1939 entdeckte der Swiss Paul Mueller die insektizide Qualitäten des DDT Schädlingsbekämpfungsmittels, das zuerst 1874 vom Österreicher Othmar Zeidler isoliert wurde. Der billige DDT wurde als ein Insektizid verwendet, um Kartoffelkäfer sowie andere Kerbtiere zu kontrollieren, und wurde außerdem gesammelt, um mit Sumpffieber zu kämpfen. In landwirtschaftlichen Zusammenhängen wurde das Schädlingsbekämpfungsmittel in den ersten Westländern (Schweden, die USA, das schweizerische, Westliche Deutschland) seit dem Anfang der 1970er Jahre verboten. Im Ostblock wurde es noch bis zum Ende der 1980er Jahre verwendet. Heutige Schädlingsbekämpfungsmittel der niedrigen Anwendung stellen größere Wirtschaft für Bauern zur Verfügung, tragen zur Arbeitssicherheit bei, und sind umweltfreundlicher als jemals vorher. Viehbestand-Schutz Die Behandlung der Tierkrankheit, entweder durch die Impfung oder durch Medikamente, hat die Qualität und Menge der Nahrungsmittelversorgung vergrößert vervollkommnete Louis Pasteur erfolgreich Techniken, um Tiere zu impfen, um Immunität gegen die milzbrandverursachenden Bakterien zu veranlassen wurde der antiparasitische Ivermectin eingeführt, um mit einer breiten Reihe von kleinen Dingen, Würmern, und anderen inneren Parasiten diese Wirkungstiergesundheit zu kämpfen. Farm-Mechanisierung In Verbindung mit dem Bedürfnis nach effizienten Anwendungstechnologien für landwirtschaftliche Chemikalien (Dünger, Schädlingsbekämpfungsmittel) und Wasser, haben sich landwirtschaftliche Chemie und Farm-Mechanisierung zusammen im Laufe des letzten Jahrhunderts entwickelt. Sie haben Farm- Leistungsfähigkeit und Produktivität entscheidend vergrößert. Der erste Spur-legende Traktor wurde vom amerikanischen Erfinder Benjamin Holt 1904 entwickelt. Heutige Traktoren, Bebauer, Mähmaschinen, Bewässerungsmaschinen, computergestützte Anwendungstechnologie, und hoch entwickelte GPS Software werden alle, unter anderem, durch chemische Neuerungen wie petrochemische Brennstoffe, Strukturmaterialien (Metall- legierungen und fortgeschrittener Plastik), Reifentechnologie, und Rechenelektronik ermöglicht. IV. TECHNOLOGIEMEILENSTEINE IM ESSEN UND DER LANDWIRTSCHAFT Dünn gemachtes Ei Schalen durch DDT verursacht Louis Pasteur Moderner Mähdrescher Der Kettenfahrzeug- Traktor entwickelt durch Holt DDT in kämpfendem Sumpffieber IV.2. Getreide-Schutz und Schädlingsmanagement

3 Saccharin und Süßstoffe Künstliche geschaffene Süßstoffe, Chemie verwendend, helfen beiden Diabetikern und bei Diäten im Steuern ihrer Zuckeraufnahme verfertigte John F. Quenny das künstliche Süßstoff-Saccharin, das in 1877/78 von den Chemikern Ira Remsen und Constantin Fahlberg entdeckt wurde begann die Herstellung von Fruktose Getreide- Sirup, ein patentiertes Enzym verwendend, um die Fruktose Süßigkeit von Getreide-Sirup von 14 % bis 42 % zu vergrößern, und wurde schnell der Süßstoff für alle größeren alkoholfreien Getränke. Der umstrittene kalorienarme intensive Süßstoff-Aspartame, der 1965 durch den G.D. Searle & Company (heute Monsanto) Chemiker James M. Schlatter entdeckt wurde, wurde zuerst eingeschränkt akkreditiert 1981 in den USA. Vitamin-Zusätze Das Verstehen der Nahrungsmittelbiochemie hat Nahrung revolutioniert, Heilmittel für diätetische Mängel und durch den Mangel an Vitaminen verursachte Unterernährung anbietend. Chemie hat große Fortschritte in diesem Feld, wie gezeigt, gemacht, das erste zu entdeckende Vitamin untersuchend. Nach den Arbeiten des polnischen Chemikers Casimir Funk 1912 wurde Vitamin A (Beta-Karotin) vom Amerikaner Elmer Verner McCollum und Marguerite Davis 1913 genannt. Vitamin A ist ein wesentlicher Nährstoff für die Vision und den Schutz des Epithels. Seine chemische Struktur war 1931 entschlossen, und es wurde zuerst vom Holländer David A. van Dorp und Jozef Ferdinand Arens 1947 synthetisiert. Der ungarische Biochemiker Albert Szent-Györgyi isolierte Hexuronische Säure (Askorbinsäure) von Nebennieren Es ist jetzt als Vitamin C bekannt kommt genetisch veränderter 'goldener Reis', der Pro-Vitamin A erzeugt, in Asien an, um mit Blindheit und anderen Mangelkrankheiten zu kämpfen. Bewahrung und Produktionsfortschritte Die Wurzeln der Nahrungsmittelchemie gehen auf dem Deutschen Justus Liebig zurück, der zuerst Fleisch-Extrakt 1852 machte (der klassische französische Boullion wurde bereits seit dem Anfang der 1820er Jahre verwendet). Fortschritte in der Bewahrung und den Produktionstechniken haben uns erlaubt, bearbeitete Nahrungsmittel zu schaffen. Weil Nahrungsmittelchemie Industriemethoden Brennstoff lieferte, wurden viele neue bearbeitete Nahrungsmittel entwickelt. Neue Technologien erweitern auch die Lagerungszeit des Essens, einschließlich des Gefriertrocknens (Liophilisation) (erfunden vom französischen Arsène d'Arsonval 1906), tief gefrorene Nahrungsmittel (kommerzialisiert vom American Clarence Birdseye 1930), das Vorkochen von eingefrorenen Nahrungsmitteln (vertrieben 1939), und das Bilden von Konzentraten von Flüssigkeiten (seit 1946). Nahrungsmittelsicherheit und Prüfung Jedes rohe landwirtschaftliche Produkt oder bereites Essen können verseucht werden und nachteilig menschliche Gesundheit betreffen. Verunreinigung kann während Vorbereitung, des Kochens, der Portion oder der Lagerung vorkommen. Chemische Fortschritte, die Nahrungsmittelsicherheit vergrößern, schließen schnelle Testmethoden ein, die die Entdeckung von mikrobischen Nahrungsmittelverseuchungsstoffen und die Kontrolle von Nahrungsmittel-relevanten Epidemien ermöglichen. IV. TECHNOLOGIEMEILENSTEINE IM ESSEN UND DER LANDWIRTSCHAFT Der ehemalige Plakat des Fleisch-Extrakts von Liebig IV.3. Lebensmittelverarbeitung, Handhabung und Sicherheit

4 : Das Nahrungsmittelverpacken Das Verpackungsessen mit Plastik, Metall, Glas, und keramischen Technologien hilft, Essen während des Verkaufs, des Verschiffens, und der Vorbereitung zu bewahren. Ralph Wiley erfand das Saran Industriepolymer 1933, und Saran Haushaltshülle wurde 1953 eingeführt, um eine ausgezeichnete Barriere für Sauerstoff, Feuchtigkeit, Aroma, und Chemikalien unter der äußersten Feuchtigkeit und den Temperaturbedingungen zur Verfügung zu stellen. Saran Hülle ist ein Copolymerisat des Vinylidene Chlorids und Vinylchlorids. Andere Neuerungen schließen Anwendung von Aluminiumdosen für Nahrungsmittel und Getränke (1960er Jahre), und vom PET (Polyäthylen Terephthalate) als wiederverwertbare Behältnisse ein, um Glas oder Aluminium (1970er Jahre) zu ersetzen. Kühlmittel und Fluorchlorkohlenwasserstoffe Seitdem es für den Hausgebrauch 1918 eingeführt wurde, hat Kühlung Nahrungsmittelbewahrung verändert, die Fähigkeit zur Verfügung stellend, frische Nahrungsmittel sicher zu transportieren und zu versorgen. Am Anfang der 1920er Jahre wurden Kühlschränke unpopulär, nachdem sich Schwefel- Dioxyd-Kühlmittel erwies, toxisch zu sein. Die Lösung war Freon 12, ein Fluorchlorkohlen- wasserstoff (gekennzeichnet als CFC, CCl 2 F 2 ), durch Thomas Midgley und Charles Kettering 1931 als Kühlmittel eingeführt. Kühlschränke wurden schnell Standard in Wohnhäusern, Restaurants, und Lebensmittelgeschäften. Freon wird jetzt wegen seiner Rolle in der Zerstörung der Ozon-Schicht der Erde nicht verwendet. : Mikrowellengeräte Haushaltsgeräte haben im 20. Jahrhundert viel von der täglichen Arbeit der Nahrungsmittelvorbereitung beseitigt. Eine solche durch chemische Fortschritte angetriebene Neuerung war das Mikrowellengerät war Percy L. Spencer stand wie verlautet in der Nähe eines Betriebsradarsender bei Raytheon, als ein Bonbon in seiner Tasche zu schmelzen begann. Er wiederholte dieses Experiment mit dem Popkorn, und das Mikrowellengerät war geboren. Sein Gerät debütierte später in diesem Jahrzehnt in Industrieküchen. Heute bilden Mikrowellensender des Typs des zweiten Weltkriegs, genannt Magnetrons, noch das Herz dieses populären Gerätes Sauberes Wasser Fortschritte in der Chemie haben sichere Wasserversorgungen gesichert, die von Bakterien, Viren, und anderen schädlichen Verseuchungsstoffen frei sind. Neuerungen schließen die Verwendung von Kohlenstoff ein, um schlechten Geschmack und Gestank sowie andere Zutaten zu entfernen, um Wasser weich zu machen und Schwermetalle zu entfernen zusammen mit moderner Technologie für die Wasserbehandlung, Versorgung, und den Vertrieb erfand Carl R. Darnall den „Chlorinator“, der bald für Wasserbehandlungssysteme weltweit verwendet wurde. Haushaltsbleichmittel wurden 1913 eingeführt. Auf das Chlor gegründete Antiseptiken bleiben eine ausgezeichnete Methode, um Küchen und Lebensmittel- verarbeitungsmöglichkeiten von Nahrungsmittel relevanten Krankheiten zu schützen. IV. TECHNOLOGIEMEILENSTEINE IM ESSEN UND DER LANDWIRTSCHAFT Eisschrank (1890) und moderner Kühlschrank Molekül der Hypochlorigen Säure IV.4. Nahrungsmittellagerung


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