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化学製品の製造方法まとめ

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この記事の所要時間: 1616

化学製品がわかる

今の世の中、様々な化学製品に溢れています。それはビジネスの部分ではもちろんですが、研究などでも使われていますので、化学製品が身近だという人は意外と多いのではないでしょうか。
特に研究職に就いているような人にとって、化学製品というのは日常的なものですので、化学製品を見ない日はないものなのではないでしょうか。
そんな化学製品は一言では表現出来ないほど様々な化学製品があります。
ですから、そのような化学製品がどのような方法で製造されているのかというのはまさにそれぞれでしょうね。
しかし、基本的に製造方法は製薬会社などが担当していることが多かったりするのです。
また、開発メーカーなどでも化学製品の製造を行っているものだったりしますので、化学製品の製造は、割と多くの企業などが担当しているのです。
中には、自分で化学製品を作ってしまおうと考えている人もいるようですが、そうした考えというのは少々危険なものですし、適切なシチュエーションに応じた設備が無いと却って危険なものになってしまいますので、その点は十分考慮しておかなければならない問題と言える部分だったりするのです。化学製品の扱いは、一歩間違えると大惨事に繋がりかねませんからね。

ペニシリンがわかる

「ペニシリン」とは、フレミングによって発見された世界初の抗生物質。
今でこそ抗生物質を使用した薬が多く使用されていますが、この「ペニシリン」が発見されるまでは、バクテリアや細菌によって引き起こされる病気に効果的に働く物質はありませんでした。
ペニシリンの製造では、青カビから採取する方法が一般的です。
まず、青カビを培養し、液体培地に移植します。この溶液をろ過し、菜種油を加えて撹拌。そうすると、油の力で溶液に分離が見られます。
ペニシリンは水溶性なので、浮いている油の方ではなく、沈んでいる水の方を採取。
さらに、ペニシリンは炭にくっつく性質があるため、煮沸消毒をした炭を使って集めます。炭は酸性の液体で洗った後、塩基性の水溶液を通し、さらにろ過することでペニシリンが採取できます。
もちろん、現在では研究が進み、ペニシリンの精製方法にはもっと純度を高める工夫がなされています。
ちなみに、青カビからペニシリンを精製する方法を見つけ出したのは、オックスフォード大学のハワード・フローリーとエルンスト・チェイン。
青カビの分泌液からペニシリンを抽出する方法と、大量生産する方法に成功したことで実用化が可能になりました。

重曹の製造方法は意外に単純

昨今はあまり見聞きすることもなくなりました。
とはいえ重曹は、かつて必ず各家庭にあったものです。
つまり重曹には様々な用途があったからです。
例えば洗浄剤としてのお掃除用途。
一方で熱すると炭酸ガスが発生するので、パンの製造に使われていました。
ではその重曹の製造方法は?
いったいどのようなものでしょうか。

重曹とは何か

そもそも重曹とは何でしょうか?
化学的には炭酸水素ナトリウム(NaHCO3)です。
また重炭酸ソーダと呼ばれることもあります。
中学校理科の実験では必須の物質であり、公立高校の入試問題でも盛んに登場します。
見た目は白い結晶性粉末であり、熱すると?
気体である二酸化炭素(炭酸ガス:CO2)
液体である水(H2O)
そして個体である炭酸ナトリウム(Na2CO3)に分解されます。

天然重曹

健康志向やエコロジーなどの点から、自然食品に対するニーズが高まっています。
そのため市販されている重曹には、天然を謳う商品もあります。
天然とは言いますが、多少の加工、製造工程はあります。
例えばモンゴルのある地域から採掘されるトロナ鉱石は、炭酸ナトリウムと炭酸水素ナトリウムの結晶です。
二酸化炭素を加えて熱することにより、純粋な炭酸水素ナトリウムを分離できます。
これをパッケージしたものが、天然重曹としてお店に並びます。
なお製造工程で用いられる二酸化炭素は、石灰石(CaCO3)に炭素の塊であるコークスを混ぜ、1000度に加熱することで得られます。
すべてが天然産物なのでエコロジーということです。

工業的製造法

化学的に製造された重曹はアンモニア(NH3)が含まれているから危険?
そんな話もあるようです。
そこから天然重曹への期待があるのでしょう。
では工業的に製造される重曹とは?
実際にどのような製造工程を有するのでしょうか。
まず化学反応式を考えると、塩(NaCl)、水、アンモニア、そして二酸化炭素を加えることにより、塩化アンモニウム(NH4Cl)と炭酸水素ナトリウムが生成されます。
これがいわゆるソルベー法と呼ばれるものです。
理屈で考えると、アンモニアは別離されています。
しかし100%純粋な物質は作れません。
これが重曹もしくはベーキングパウダーとして製品化される際に、アンモニア臭が残る?
そう揶揄される所以のようです。
なお水酸化ナトリウム(NaOH)と二酸化炭素を反応させることによっても、炭酸水素ナトリウムを製造することができます。

製造工程は意外に単純

このように重曹の製造工程は意外と単純です。
中学理科の知識があれば理解できます。
とはいえこの方法を考え出した?
これが重要です。
いかに単純化するか?
これが製品化、普及への鍵なのです。

バイオエタノールがわかる

「バイオエタノール(バイオマスエタノール)」とは、バイオマスから生成されるエタノールのことで、植物生まれの燃料として着目されている物質です。
バイオエタノールの主原料は、サトウキビやトウモロコシといった植物。でんぷん質や糖質等をアルコール発酵させることで高濃度のアルコールをつくり出します。
主な製造工程としては、まず、原料を破砕します。この工程において、石を取り除いたり、他の不純物を取り除いたりといった作業も行ないます。
つづいて、原料の糖化と発酵。苛性ソーダを加えたり、蒸気や液化酵素を加えて液化したり、酵母を加えてアルコール発酵を促したりする工程です。
ここでできるアルコールは、まだ10%にも満たないアルコール度数ですが、次の工程で蒸留することにより、95?99度のアルコールに精製します。
さて、バイオマスの原料には、他にセルロース系のものもあります。セルロース系というのは、木質系のことで、例えば稲のワラやもみ殻、建設廃材などがこれにあたります。
この場合の製造工程では、酸化加水分解を行って糖化し、やはり同じように発酵・蒸留していきます。食糧問題やコストの面から、セルロース系のバイオマスは期待されているところなのですよ。

エチルアルコールがわかる

エチルアルコール。それだけ聞いても何のことか解らないという人もいるかもしれませんが、実際には非常に身近なものだったりします。というのも、エチルアルコールというのは酒の主成分でもありますので、お酒を飲む。それはつまり、エチルアルコールを摂取しているとも言えるのです。
最近では車の燃料としても脚光を浴びていますの、エチルアルコールというのは我々にとって非常に身近なものだと言えるのですが、そんなエチルアルコールの製造方法がどのようなものとなっているのか知りたい、気になっている。そんな人も少なくないのではないでしょうか。
基本的には、エチルアルコールはアルコールを発酵して製造されるものです。エタノールに濃硫酸を混ぜたり、加熱したり、更には酸化剤を作用させるなど様々な方法でエチルアルコールを製造しているのです。そうした微妙な製造方法の違いがお酒の味の微妙な変化へと繋がっているのです。
エタノールとも呼ばれているエチルアルコール。名前の難解さとは裏腹に、実は我々にとって非常に身近なアイテムだという事に気付かされるのではないでしょうか。
飲料用としてはもちろん、将来的には自動車の燃料にまでなってしまうのですからね。

鼻炎薬がわかる

鼻にちょっとした異常を持っている人というのは実は少なくなかったりします。
アレルギー性鼻炎という人もいれば、花粉症の人もいますし、風邪を引いてしまったときなどはどうしても鼻水が止まらない。
そんな症状に悩まされている、あるいは悩んだ事があるという人は少なくないのではないでしょうか。
そんな時に活躍してくれるのが鼻炎薬です。鼻炎薬には様々な効果のあるものですが、鼻の問題を解決してくれる薬ですから、多くの人が鼻炎薬に頼っているとも言えるのではないでしょうか。
そんな鼻炎薬がどのような製造方法で世の中に出されているのか気になるという人もいるのではないでしょうか。
しかし、と言っても薬の一種ですから、その製造方法というのは他の薬と特に変わるものではありません。他の薬と同様、必要な成分を凝縮し、それをカプセルや粉状にするのです。
しかし、鼻炎薬というのは昨今、花粉症で悩まされる人の増加によってその存在感というものがとても大きなものになっているという現実もありますので、多くの人にとってなくてはならないアイテムになっているという事が言えるのではないでしょうか。そうした点も、鼻炎薬の注目度の高さを物語っているともいえますね。

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メタンフェタミンがわかる

メタンフェタミン。これだけ聞いて何の事か解る人というのは少々怪しい雰囲気をかもし出してしまっている人かもしれません。というのは、このメタンフェタミンというのは実は覚せい剤なのです。
しかもこれは日本人が合成して作り出された覚せい剤ですので、我々に日本人にとっては馴染みのある覚せい剤と呼べるのではないでしょうか。
そんなメタンフェタミンというのは医療の現場などでしようされる事もありますが、アメリカなどからは「最も危険なドラッグ」として認められているものだったりもしますので、やはりその存在というのは少々危険なものだったりするのですが、そんなメタンフェタミンというのは製造方法、それはいわゆる合成方法と呼ばれる方法で製造されるのが一般的のようです。
しかし、製造方法抜きに、日本では医療機関を除いて保持すらも禁止されているものですから、製造方法を知りたいという欲求は、その部分までで押さえておくべきでしょう。
覚せい剤というのは身を滅ぼしてしまうものです。
ですから、メタンフェタミンというのはなじみのない生活をしている人の方が健全だという事をしっかりと理解し、名前程度の理解に留めておくべきなのではないでしょうか。

液体窒素がわかる

日常生活の中で必要なものと呼ぶほどではないにせよ、それでもどのような製造方法なのか気になるというものは多いのが現代です。
なぜなら、今の時代様々な物に溢れていますので、それらがどのような方法で製造されているのかという点に興味を抱くのは特におかしなものではないですからね。
では、唐突ですが液体窒素はどのような方法で製造されているのかご存知でしょうか。
液体窒素と言われても我々の日常生活では特に必要なものではありません。
しかし、それでも液体窒素がどのような方法で製造されているのか気になってしまったという人もいるかもしれません。
液体窒素がどのように製造されているのか。液体窒素は深冷分類法と呼ばれる製造方法で生み出されているものです。
深冷分類法、これがどのようなものなのかというと、空気中の不燃物。いわゆる水分、さらにはホコリ、炭酸ガスといった目に見えないレベルのものを取り除いては圧縮膨張。
この工程を繰り返しながら冷却していくのです。すると、空気が液体へと変わっていくのですが、この液体を蒸留すると液体窒素が作成されていくのです。
これが液体窒素の製造方法ですので、日常生活では特に役に立つようなものではないでしょうが、是非とも覚えておいてください。

グアニル酸がわかる

グアニル酸という成分をご存知でしょうか。グアニル酸という名前だけで何かを理解出来る人というのは食品メーカーに勤めている人か、あるいは成分マニアかのどちらかでしょうが、グアニル酸というのは実は旨味成分の一種だったりするのです。
シイタケの旨味成分で、工業的に大量生産されている、それがグアニル酸なのです。
そのため、グアニル酸というのは名前が知られていないだけで我々の生活に於いて、実は身近な場所にあるものだったりするのです。
そんなグアニル酸というのはどのような方法で作成されるものなのでしょうか。
製造方法が気になる人も多少いるかもしれません。
グアニル酸は直接発酵法で作るのが少々難しいものだったりするのです。
一般的な方法としては、発酵法によってグアノシンを生成し、それをリン酸化してグアニル酸にするという方法、もう一つはキサンチル酸を作ってから様々な菌を作用させてグアニル酸にする方法。
大きく分けるとこの二種類の方法が存在する事になるのですが、こうした方法というのは簡単なものではありませんので誰でも出来るようなものではないものです。
だからこそ、グアニル酸というのはとても貴重な成分だと言えるのではないでしょうか。

グルタミン酸ナトリウムがわかる

グルタミン酸ナトリウム。これだけ聞いてそれが一体どのようなものなのか想像出来る人というのはあまりいないでしょう。
そんなグルタミン酸ナトリウムというのは、それでも実は我々の食卓に欠かせない非常に身近なものだったりするのです。というのも、いわゆるうま味調味料というのは、このグルタミン酸ナトリウムが主成分として使用されているものだったりしますので、実は多くの人にとって馴染み深いものだと言えるのではないでしょうか。
そんなグルタミン酸ナトリウムがどのような製造方法なのか気になるという人もいるかもしれませんが、グルタミン酸ナトリウムというのは実際どのような製造方法で世の中に出されているものなのでしょうか。
グルタミン酸ナトリウムはさとうきびを原料としています。そのさとうきびうぃしばり、そこに様々なものをくわえる事でグルタミン酸が溜まっていくというのがグルタミン酸ナトリウムの一般的な製造方法なのです。もちろん、家庭でも作ろうと思えば作れるものかもしれませんが、それでも様々な原料を用意するのはとても手間の掛かる問題でもありますので、グルタミン酸ナトリウムの製造方法を実践するのは、メーカーにお任せしましょう。

イノシン酸がわかる

イノシン酸。これだけ聞いてもいまいち何の事なのか。それが一体何に使用されているのかまで理解出来ている人というのはそうそういないでしょうね。
実際イノシン酸というのは日常生活の中でそれほど多く連呼されるようなものではないのですが、それでも日常生活に於いて欠かせない物、つまりは知らない間に使用されているものだったりするのです。というのも、イノシン酸はうま味調味料の成分の一つですので、実は知らない間にイノシン酸のお世話になっているという人が非常に多いとも言えるのです。
特にイノシン酸はうま味成分の一つである、かつお節のうま味成分ですから、実はとても重要なものだったりするのですが、そんなイノシン酸をどのように製造するのか興味があるという人もいるのではないでしょうか。
イノシン酸の製造方法が気になるという人もいるかもしれませんが、イノシン酸というのはどのように製造されているものなのでしょうか。
基本的には発酵して作成されるものです。代表的な方法も、発酵させてからリン酸化する方法、網一つは直接発酵。
この二種類に分けられるのですが、こうした方法によって作られているという事はあまり知られていない事でもありますね。

ワクチンがわかる

『新型インフルエンザのワクチンが不足しているから優先順位をつけて接種できるようにしよう』……そんな話は、まだ記憶に新しいところです。
ワクチンは、そんなに簡単に量産できるものではありません。なんだか工場で自動量産できるようなイメージを抱いている人も多いのですが、実際には、培養→清澄化→精製→滅菌→製剤化→最終充填といった複数工程があり、特に最初の「培養」には時間がかかるのが普通です。
例えば、季節性インフルエンザのワクチン製造では、鶏の卵を用いてワクチン株を増殖させています。
もちろん、この卵も何でも良いわけではなく、ワクチン製造より半年も前に購入した雛を衛生管理下のもと育てて特別に産ませた受精卵です。
さらに製造側で品質検査を行ない、国でも品質検査を行ない、ようやく市場に出回ることになるのです。
ワクチンは、低コストでなければなりません。そして、できるだけ早くに安定して提供したい。
そのため、日々研究は続けられていて、この鶏卵を使用する方法の他に、蛾の細胞を使用する方法や、細胞ベースでの製造工程など、日夜研究が重ねられているのです。
その努力はあまり知られていませんが、私たちの命を守る大切な研究ですね。

水素がわかる

化学の授業などでも学びますが、「水素」は原子記号H。水を電気分解すると、水はH2Oなので、水素(H)と酸素(O)とに分けることが可能です。
ただ、水の電気分解は、あまり効率的ではありません。
工業用としてはこの方法はあまり取られていないと言えます。
現在日本でもっとも実用的とされているのは、おそらく「水蒸気改質」でしょう。
炭化水素や石灰なら水素を製造する方法で、「水蒸気変成」などとも呼ばれます。
天然ガスを高温で金属の管に通すことで、メタンと反応し、一酸化炭素と水素を得ることが可能。商用向けに大量の水素を製造することができます。
CH4+H2O→3H2+CO (部分酸化)とCO+H2O→H2+CO2 (シフト反応)とを組み合わせたもので、結果、CH4+2H2O→4H2+CO2となり、二酸化炭素も排出してしまうのが欠点。改良方法として「メタン直接改質」なども注目されています。
この方法は、北海道大学名誉教授の市川博士が提唱したもので、メタンをゼオライトの金属成分で活性化させ、ゼオライトの細孔内にベンゼン分子を取り込み、水素を取り出す技術。6CH4→C6H6+9H2と、ベンゼンと水素しか出さないことから、研究が進められています。

マイクロカプセルがわかる

マイクロカプセルという名前だけ聞いてもいまいちピンとこない人もいるかも知れませんが、そんなマイクロカプセルというのはとても多くの人がお世話になっているアイテムだったりします。というのも、薬を常用している人などにとってマイクロカプセルというのはまさに生活必需品と呼べるアイテムなのではないでしょうか。
それだけマイクロカプセルというのは薬を飲む人にとっては身近なものだったりするのですが、そんなマイクロカプセルというのはどのような方法で製造されているものなのでしょうか。
製造方法をご紹介していきたいと思いますが、マイクロカプセルは非常に高度な技術で製造されているものです。
基本的に、内部の液体を蒸散させてマイクロカプセルを膨らませるという方法が取られます。
ですので、小さくするのに限度があると言われているのが現状です。
しかし、もしもマイクロカプセルをもう少し小型化する事が出来れば様々な面に応用する事が出来ると言われていますので、その点からすると、新しいマイクロカプセルの製造方法が待たれる部分ではあるのです。
特に日本の技術というのは非常に高いものがありますので、世界的にもその技術の推移が注目されていたりするのです。

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moriwaki
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