yumetodoの旅とプログラミングとかの記録

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生分解性プラスチックの合成: 牛乳に含まれるカゼインからガゼインプラスチックを合成する

目標

カゼインプラスチックを合成することでプラスチックが合成されて作られていることを実感し、またろ過操作を習得する

教育上期待する効果

プラスチックは身の回りに溢れているが多くは石油を原料にする上に温和な条件下で合成できない。ところが生分解性プラスチックであるカゼインプラスチックは常温常圧で無触媒で合成可能である。合成過程を体験することで、プラスチックが人工的に合成されて生産されているものであることを体感する。

高等学校化学では高分子合成についても触れる。この際この実験でカゼイン(モノマー)が寄り集まって(重合)カゼインプラスチック(ポリマー)ができたことを思い出せれば理解が早まると思われる。

実験操作にはろ過作業が含まれる。必要なもののみろ過で取り出し洗浄するというのは合成の基本操作であり、観察・実験の技能に含まれる。

具体的な活用法

中学校1年理科では無機物・有機物の区分、金属の性質と並んでプラスチックについて指導する。プラスチック、特に合成樹脂は日常の様々なところで利用されており、生徒の筆箱の中にすら多くの合成樹脂を見つけることができることを学ぶ。またプラスチック製品が引き起こす環境問題についても学び、その中で生分解性プラスチックが取り上げられる。

その後に当実験を実施することが望ましい。

試薬(材料)

  • 成分無調整牛乳: 200 ml
  • 醸造酢: 20 ml

牛乳はカゼイン供給源として用いる。

器具

  • ガスコンロ
  • オーブン機能付き電子レンジ
  • 500 mlガラス製計量カップ
  • 15 ml計量スプーン
  • 5 ml計量スプーン
  • ガーゼ
  • ガラスコップ
  • クッキングシート
  • 小皿
  • クレラップ
  • キッチンペーパー

計量スプーンはメスシリンダーの代用として利用した。

実験手順

500 mlガラス製計量カップを鍋底につけた状態で200 mlの線付近まで鍋に水を入れ、計量カップを取り出して沸騰させた。

500 mlガラス製計量カップで成分無調整牛乳200 mlを量り取り、沸騰した鍋に入れて湯煎した。このとき小皿を乗せて牛乳の蒸発を防止した。

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5分間湯煎を続けた後、醸造酢を15 ml計量スプーンと5 ml計量スプーンを用いて20 ml量り取り、加えた。

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5 ml計量スプーンで軽く撹拌した。

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湯煎を外した。

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ガーゼをコップに被せて、ガーゼがずれないように輪ゴムで固定し重力ろ過装置を組み立て、ろ過を行った。

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ガーゼを500 mlガラス製計量カップに付け替え、輪ゴムで固定し、水道水を少量ずつ300 mlを使って洗浄した。

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クレラップをしき、個体を長方形状に敷き詰めた。キッチンペーパーを上から重ねて十分に体重をかけるようにして圧縮脱水した。

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電子レンジのオーブン機能で100℃以下を設定し1時間、電子レンジで1分、さらにオーブン機能で30分程度加熱した。

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結果と考察

オーブンで加熱しただけでは十分乾燥できず、電子レンジを利用したときに急激に水蒸気が発生して破裂音が生じ表面にヒビが入った。また同時に油状のものが発生した。参考文献1の報告によれば、無脂肪乳ではサラサラとした手触り、濃い牛乳ではベトベトした手触りだったとあることから乳脂肪分が表面に出てきたものと考えられる。また表面が焦げたようになっているのもこの油分が局所的に熱変性したものと考えられる。すなわち、このベタつきをなくすためには、醸造酢を加える前に食塩水などの極性溶媒を投入して分液する等の操作によって乳脂肪分を取り除く必要があった。

醸造酢を加えたことで固体が分離したのは等電点沈殿によるものと考えられる。牛乳に含まれるカゼインは分子間の静電気的反発によって凝集できずコロイドとして存在している。しかしpHが変動し等電点になったときはこの静電気反発による斥力が失われvan der Waals引力を打ち消すものがなくなるため、粒子が大きくなり沈殿する。van der Waals引力は分子間では $1/(分子間距離)6$に比例するが、コロイドでは$1/(分子間距離)1$に比例する。

この授業で必要とするワークシートやプリントの例示

末尾に添付。

参考文献

  1. 生分解性プラスチックの研究Part2 群馬大学教育学部附属中学校 2年 大澤知恩 2012年 (2018-12-01 13:08 JST 閲覧)
  2. 創成化学工学実験| カゼインプラスチック (2018-12-01 13:08 JST 閲覧)
  3. 【自由研究・化学】牛乳からプラスチックを作ろう(中学生向け) | リセマム (2018-12-01 13:08 JST 閲覧)
  4. 解 説 水中コロイドの分散 と凝集 - J-Stage (2018-12-01 13:08 JST 閲覧)
  5. ニューステージ 新訂 化学図表 浜島書店 2002 ISBN: 978-4-8343-4005-1

MinecraftのMod PackであるUltimate Alchemyの攻略 Part5

機械の配置の見直し

いい加減survival generatorと機械を市松模様に並べることに限界を感じてきた。前回作成したBasic Capacitor Bankを大幅増強し、発電機を床下に隠した。survival generatorには常時原木を供給するように。

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農業の拡大

下の話と同時並行で地道に骨粉を作成しては種を入手して畑を広げてとしていた。種がなかなかでなくてBotaniaの進捗に甚大な被害が出た。

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ようやく小麦の種も入手

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イカ初収穫

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畑の大規模化。右クリック収穫ができる環境だった。

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Botaniaを始める

まずはPetal Aoithecaryを作成。

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Pure Dasiyを入手。

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原木を変換してlivingwood

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石を変換してlivingrock

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マナ生産

Wand of the forestを作成

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Mana Poolを作成。

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Endoflameを作成

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Mana Spreaderを作成

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Endoflameへの燃料供給を半自動化した。もっと小さくできるんだけど作ったときは頭が回ってなかった。

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ネザーラック生産高速化

ブレイズパウダーを手に入れるためのネザーラック粉砕するためのネザーラック生産が現状おそすぎる。並列化しても良かったのだが、ここはAcceleration WandMechanical Userで使用し、さらにSpeed Upgradeを積むことで高速化を図る。せっかくAcceleration Wandが初期配布されているしね。

Resonating Redstone Crystalを作成。

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Manual Millを作成して設置

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Resonatorを作成して設置、

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Stone burntを作成

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Water Millを作成して設置

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Upgrade Baseを作成

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Speed Upgradeを作成

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Mechanical Userを作成

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ネザーラック自動生産装置に組み込む。

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Alchemy Catalystの作成

スライムボールとか草を手に入れるのに必須である。

実質ピストンからEnder Shardが手に入る環境なので、これを乾式精錬炉で溶かす。そしてPanの型に流し込むと濡れたエンダーパール?ができるのでDrying Rackで乾かしてEnder Pearl完成。

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醸造台を2個作成する。

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Ender Pearlを変換したMana Pearl醸造台とかを組み合わせてAlchemy Catalystの完成。

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サボテンからスライムボールが手に入った。これで粘着ピストンが作れる。

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早速Alchemy Catalystの使用/不使用を切り替えられるように。使い分ける必要があったかは覚えてないけど他の人の動画でやってた気がするので。

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岩盤の粉集めの自動化

この環境、当分まともなRF輸送手段を手に入れられないので(IMMのは減衰する仕様になったはず、Ender IOのはコスト的にまだ無理、ExU2のは謎しかない)、むしろBasic Capacitor Bankを電線にするまである。

素材の岩盤の粉を集めるのに着火する作業はどうもBUD検知を使えばできるらしい。回収の方はBotaniaのHpperhockを使う。

でそのBUDだが、バニラに追加されたObserverは残念ながらネザークオーツが必要で作ることができない。そこで古き良きピストンを使うBUDを使う。

最初は

www.youtube.com

この動画のを参考にしていたのだが、これだと横幅が1ではないために、この着火装置を横に並べられない。

そこでどうにか横幅1にしてみたのがこれだ。

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ところがこれでも横に並べると丸石の上のレッドストーンが干渉してしまう。やめだやめだ。別方式のBUD回路にしよう。

チュートリアル/ブロック更新検出器 - Minecraft Wiki#ピストンを利用したもの

にあるRedstone Blockを使うものに変更する。コストが大幅アップするが、そもそもRedstoneは実質無限資源なのだからケチる必要がない。

BUDとDispenserをどうつなぐかだが、これこそバニラだけでやる必要がない。おとなしくMODの力に頼ろう。

というわけでEnder IOのRedstone導管の出番だ。NOTフィルターを噛ませてある。

導管とRedstone Blockの間に1 blockの隙間があるのは、ピストンでRedstone Blockが動いたときに瞬間的に導管とつながってしまい、OR回路が形成されてしまうのを防ぐためだ。

なおSignal Colorの設定をミスってうまくいかないと苦戦していたのはここだけの秘密だ。

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ただし横に並べるときに、Ender IOのWrenchがまだ作れないので導管を分離できない。とりあえずはSignal Colorを変えることで対応する。ついでに導管も節約できてお得だ。

金属の作成を自動化していないので金ナゲット確保がちょっとだるいのと岩盤の粉を集めるのに時間がかかってしまうが、これで大幅に楽にBasic Capacitor Bankを作れるようになった。

Improved Brust Furnaceの作成

今後Steelが大量に必要になってくる。今あるCrude Blast Furnaceでは遅い気がするので作成した。

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Blast Furnace Preheeterの効果が実感できないんですが本当に速くなってるん?これ。

Electrum Ingotの作成

Molten Leadの作成

Molten Leadは鉄と黒曜石を1:1の割合で混ぜるとできる。

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そのまま歯車に成形。

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Energetic Infuserの作成

金属を作り置きしていないことがこういうクラフトに時間がかかってしまう一因になっている。そろそろ自動化が必要か?一応砂利は暇があれば作るようにしているんだけれども。

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Electrum Ingot

Energetic Infuserに金インゴットを入れるとできる。

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Steel Mattockの作成

土と砂利を混ぜて敷き詰めて鋤で耕してStone Mattockで回収して、という作業を地味に何回もやっている。いっそSteel製にするかということで作った。

というかSteel Mattock作ってから気がついたがこれ鋤の機能持ってるんだ・・・。

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こんな感じ。

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英語力がなくて理解できていない事案 on microsoft docs: deprecatedをどう翻訳するか

github.com

github.com

github.com

のように類似のIssueがいくつか上がっているが、602の方で問題が解決していないにもかかわらずもう治って公開されているよ、などと言われたので異議申し立てをしていたところ、返信がなぜかWordファイルで来た。さすがMS、やることが違う。WordファイルにはIssueの内容も記載されていたがそれはGithubで見ればいい話なので割愛して肝心の部分がこれだ。

Feedback from Localization Suppliers:

The current translation is correct and follows the source, which says the feature "has been deprecated and was removed in version 9.0". However, it´s possible the reviewer knows this is not the case yet and wants the target to mean that this removal hasn´t already happened, therefore prefers to translate Japanese as ""planned to be deleted soon". We don´t recommend implementing this part, but we can change "deprecated" with the approved TS translation as in Issue 1. Please notice that this is Basic content, therefore while we haven´t followed TS, there is no possibility of the user misunderstanding the original concept re deprecated, the current translation is also widely-used and understood to be a synonym. 

私の英語力が足りていないくて理解できない。

there is no possibility of the user misunderstanding the original concept re deprecated, the current translation is also widely-used and understood to be a synonym.

「廃止」と「削除予定」は同義語だという主張に見えてしまったんですが・・・

7 of 9氏の仮訳

qiitadon.com

黒翼猫氏から返信記事が来た。

blog.livedoor.jp


どう考えてもおかしいので返信した。煽りすぎたろうか。

https://github.com/MicrosoftDocs/feedback/issues/602#issuecomment-440946728