IV Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ИЗГОТОВЛЕНИЕ БУМАГИ ИЗ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ.
Чеботарь А.Е.
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Бумага занимает исключительное место в жизни людей. Её открытие, как и изобретение колеса, - чудо, одно из величайших завоеваний человеческого разума. Появившись однажды, бумага прочно утвердилась на Земле и, не зная конкурентов, победно идет через столетия. Дружба, начавшаяся с бумагой в детстве, не прекращается всю жизнь, дома, в школе, на улице, в магазине, на работе у родителей мы рады этой встрече. Бумага входит к нам в квартиру свежей газетой, новым номером журнала, письмом. В школе на парте лежат учебники, тетради по которым мы учимся. Большая часть предметов домашней обстановки связана с бумагой, полки с книгами, обои на стенах, коробки из-под обуви и т.д. Пожалуй, что бумага – это один из самых распространенных материалов. Куда бы мы не обратили внимание, скорее всего мы найдём бумагу, ведь бумага – это не только информационный носитель, но и упаковочный материал, средство гигиены, строительный материал, платежное средство, фильтр, электрический изолятор и многое, многое другое!

Мы не всегда осмысливаем великое значение бумаги. Лист бумаги - гладкий, чистый, отменной белизны - мы рассматриваем как некую малость, обыденную, незаметную, даже вроде бы и не вещь и не предмет, а так просто - лист, да и только. И вряд ли кто задумывался над тем, где, как, из чего, трудом каких людей создан этот лист. И вот этот чистый лист - стал грязным, исписанным, мятым и мы его выкидываем. Старые газеты, журналы, разорванные книги, учебники, сколько всего ненужного можно найти вокруг нас. Люди торгуют на улице и после себя оставляют коробки, которые мокнут под дождем и никто их не убирает. От этого улицы, площади становятся грязными, и однажды наша планета может превратиться в одну большую свалку. Чтобы этого не случилось, надо действовать как в книге А.Сент-Экзюпери «Маленький принц»: «…встал поутру, умылся, привел себя в порядок - и сразу же приведи в порядок планету». Что мы можем сделать школьники? Конечно же, наладить сбор и сдачи макулатуры в нашем лицее. Проделав данную работу, я в свою очередь хочу предложить педагогам и школьникам использовать «вторичную» бумагу, как на уроках, так и во внеурочной деятельности.

Цель работы: изготовление бумаги в домашних условиях из вторичного сырья

Задачи:

•познакомиться с историей появления бумаги как материала

• изучить современный процесс производства бумаги

•найти возможность применения самодельной бумаги в художественном творчестве

•познакомить своих одноклассников с технологией получениябумаги в домашних условиях, довести до осознания целесообразность акции сбора макулатуры

•формировать бережное отношение к природным ресурсам

Практическая значимость работы: работа может быть использована учителями и учащимися школ на уроках технологии, изобразительного искусства и во внеурочной деятельности.

Гипотеза:

Можно ли изготовить бумагу в домашних условиях из вторичного сырья.

Методы и приемы исследования:

  • Анализ данных, полученных из различных источников информации

  • Эксперимент

  • Математический расчет

  • Обобщение полученных результатов

Актуальность:

У нас дома скапливается много различных бумажных отходов. Было решено попробовать в домашних условиях использовать эти отходы для вторичного получения бумаги. Личным примером показать, как очистить дом от макулатуры и сберечь деревья. Реализация проекта будет способствовать повышению культуры поведения, формированию у школьников правильного экологического поведения.

1.Основная часть

Сердце дерева в бумаге,

Это грустно и печально.

В каждом листике бумаги

Слышен сердца стук прощальный.

Сердце дерева в бумаге –

Поскорей очнитесь, люди!

Если вы не прекратите,

Сгинет лес, и вас не будет

  1.  
    1. Кто, где и когда изобрел бумагу?

Настоящим началом истории бумаги принято считать 105 год нашей эры, а родиной – Китай. Хотя это и не совсем верно, ведь появление бумаги в Китае произошло гораздо раньше. Тем не менее, именно Цай Лунь обобщил и усовершенствовал уже известные способы изготовления бумаги и предложил технологический принцип производства бумаги – образование листового материала из отдельных волокон путём их обезвоживания на сетке из предварительно сильно разбавленной волокнистой суспензии. Происхождение бумаги во многом было обусловлено тем, что для ее производства годились практически любое растительное сырье и отходы: лубяные волокна тутового дерева и ивы, побеги бамбука, солому, траву, мох, водоросли, всякое тряпьё, конопляные очёсы, паклю. Несомненно, огромное влияние на историю развития бумаги оказало изобретение печатного станка. В XV-XVI веках темпы производства бумаги растут, и внедряются новые технологии ее производства.

История развития бумаги шла, и во второй половине XVII века был придуман ролл – размалывающий аппарат. Трудно представить себе более значимую веху в истории изобретения бумаги, ведь применение таких аппаратов позволило сильно увеличить объемы производства.

В конце XVIII века при помощи роллов уже производили гораздо большие объемы бумажной массы, однако отлив вручную (вычерпывание) бумаги сильно тормозил производственный рост. Поэтому в 1799 произошло другое важное в истории изобретения бумаги событие – француз Н. Л. Робер придумал машину для изготовления бумаги, механизировав отлив бумаги при помощи использования непрерывно движущейся сетки.

История развития бумаги и бумажного производства продолжалась, и в 1806 братья Г. и С.Фурдринье, которые приобрели патенты Робера и продолжили работать над машиной по отливу в Англии, запатентовали свою машину по производству бумаги.

К середине XIX века это машина, претерпев ряд изменений, превратилась в достаточно сложный агрегат, который работа непрерывно и по большей степени автоматически.

В XX веке производство бумаги – это уже крупная высокомеханизированная промышленная отрасль с непрерывно-поточной схемой в технологии производства, большими по мощности теплоэлектрическими станциями и достаточно сложными химическими цехами по изготовлению полуфабрикатов из волокон. В настоящее время бумага на 98% получается из древесины, что ведет к сильному истреблению лесов. К тому же бумажные комбинаты жутко загрязняют окружающую среду, ведь для производства бумаги из древесины используется слишком много химических веществ. Большую часть бумаги, которую мы используем сейчас, можно назвать «химической бумагой».

1.2. Технология производства бумаги

Со временем для производства бумаги было изобретено много специальных машин. Многопильные машины распиливают бревна на чурбаки, станки-корообдирщики снимают с них кору, машины-рубильщики разбивают чурбаки на щепки, которые по конвейеру направляются к котлу, где из них в специальном растворе варится жидкая масса. А в другом котле из тех же щепок варят клейкую целлюлозу. В смесительном бассейне оба вещества перемешиваются. Получившаяся смесь проходит через бумагоделательную машину, и после отжимки, отутюживания, отглаживания бумага отправляется на фабрики, где делают тетради, в типографии – для печатания книг, газет и журналов.

Сейчас имеется около 5000 сортов бумаги, которые можно поделить на три основных класса:1.Собственно бумага (гигиеническая, оберточная и печатная). 2.Картон. 3. Строительный картон (для облицовки и изоляции).

1.3. Промышленная переработка макулатуры.

Когда макулатура перестает быть макулатурой и превращается в полезные вещи? Стоит ли ее собирать, хранить и потом сдавать? Конечно, стоит, ведь из нее можно получить множество полезных в хозяйстве изделий и даже использовать как нестандартный материал для творческих замыслов. Первое, что приходит на ум, когда мы слышим про изделия из макулатуры – это туалетная бумага и картон. Но для макулатуры это не предел. Вот что научились изготавливать из макулатуры у нас и на западе:

  • Одноразовую посуду

  • Строительные материалы

  • Материалы для изоляции

  • Крафт-пакеты

  • Средства личной гигиены

  • Техническую бумагу

  • Картон

  • Ткани для пошива одежды

  • Полиграфические изделия

  • Аксессуары для автомобилей

  • Папье-маше для творчества

  • Мебель

  • Эковата

1.4. Расход бумаги в моем классе (за 1 год)

Человечество приспособилось получать от природы все, что ему нужно. Огромное количество «легких Земли» вырубается, чтобы удовлетворить потребности человека. Для изготовления одного листа бумаги формата А4 требуется 13-21 грамм древесины. Если посчитать, то получается, что для изготовления одной книги требуются около 5 килограммов дерева. Статистика говорит о 125 миллионах деревьев, вырубаемых ежегодно для производства бумаги. Один гектар леса обеспечивает за сутки жизнедеятельность двухсот человек, каждое дерево - одного-двух человек. Взрослое дерево производит за сутки до 180 литров кислорода. Один единственный гектар лиственного леса задерживает в год около 50 т пыли из воздуха. Гектар елового леса в теплый день выделяет 30 килограммов эфирных масел. Этого достаточно, чтобы "простерилизовать" город средней величины.

Каждый из нас может помочь лесу, если будет бережно относиться к уже использованной бумаге – макулатуре. Из 1 тонны макулатуры можно изготовить 25 000 школьных тетрадей, которыми можно обеспечить десятки тысяч школьников! Мне очень нравится отношение к использованной бумаге в Германии. Немцы не выбрасывают бумагу – даже упаковку из-под пиццы они не выбросят, а бережно сложат и сдадут для переработки. В Германии самый высокий уровень сбора макулатуры.

Я произвела примерный расчет расхода бумаги нашего класса. Хороший повод еще раз задуматься о выброшенной в корзину бумаги. По шести основным предметам рассчитала, сколько выбрасывается на свалку бумаги. Итак, в моем классе 25 учеников, если взять стандартные тетради по 12 листов, учитывая то, что вес одной тетради 66гр., произведем расчет:

25*66=1650гр.(масса использованной бумаги на один предмет)

1650*5=8250гр( масса использованной бумаги за пять предметов), В сумме: 8250+1650=9900(контрольные тетради) + 9900 рабочие тетради=19800. Это масса бумаги на шесть предметов в год, если учесть, что ребенок использовал одну тетрадь по одному предмету.

Альбом для рисования весит 300гр*25=7500гр. Итого: 19800+7500=27300

Если бы в течение года наш класс собирал все наши бумажные отходы в одну кучу, то мы могли бы сдать макулатуры около 27кг300гр. И можно было бы изготовить:

1000кг______________25000 тетрадей

27кг300 ___________х тетрадей; х= 682 штук тетрадей

Вывод: участвуя в акциях по сбору макулатуру, мы можем спасти не одно взрослое дерево в год.


    1. Опыт №1. Процесс изготовления бумаги из вторичного сырья в домашних условиях

  1. Практическая часть

Цель: Получить бумагу в домашних условиям из бумажных отходов.

Материалы: использованная бумага, таз с водой, блендер, сетка, клей ПВА

Ход опыта:

  1. Мелко порвала ненужные тетрадные листы и другую использованную бумагу. Старые газеты использовать не стала, потому что типографская краска ядовита.

  2. Залила теплой водой.

  3. Хорошо перемешала и дала постоять 4 часа.

  4. Нагрела на плите в течение 10 минут.

  5. Когда бумажная масса остыла, я хорошо ее размешала (можно использовать блендер) и отжала.

  6. Потом добавила еще теплой воды и немного клея ПВА.

  7. На сито положила бумажную массу.

  8. Когда вода стекла, то я украсила свою сырую бумагу.

  9. А потом положила на полотенце.

  10. Накрыла марлей. Потом положила сверху еще полотенце и придавила на 24 часа, высушила.

  11. Таким образом, я получила бумагу.

Вывод: В результате работы получила бумагу серо-белого цвета. Полученную бумагу можно использовать для детского творчества на уроках технологии и рисования.

  1.  
    1. Опыт №2. Получение цветной бумаги

Для того чтобы получить цветную бумагу нужно покрасить ранее полученную массу красителем. В качестве красителя я применила гуашь разного цвета.

Вывод: Была получена цветная бумага. Такую бумагу можно использовать для детского творчества на уроках технологии.

  1.  
    1. Изготовление поделок из полученной бумаги

В бумажную массу я добавила лепестки цветов, чаинки, зёрнышки для придания фактурности. Перед сушкой придала задуманную форму, например сердечко, вазочку, цветочек, разукрасила и высушила.

Вывод: В результате эксперимента мной были изготовлены совершенно удивительные поделки.

  1.  
    1. Подсчеты расходов на получение бумаги

Для изготовления бумаги в домашних условиях нам понадобилось:

  1. 3 кг использованной бумаги

  2. 40 л водопроводной воды

  3. Электроэнергия для получения массы

  4. По 50 гр. красной, зеленой, желтой гуаши,

Получила:

3 листа белой бумаги и 2 листа цветной бумаги.

Процесс изготовления бумаги в домашних условиях трудоёмкий. При промышленной переработке бумаги из 1 тонны макулатуры получают, в среднем, до 500 кг новой бумаги, пригодной для использования в офисе и школе. У нас в школе в марте пройдет сбор макулатуры, и если каждый ученик школы сдаст хотя бы по 2 кг макулатуры (в школе 215 обучающихся), то мы спасём от вырубки 6 деревца. Мы можем реально внести свой вклад в спасение лесов. Что для этого требуется? Перестать выбрасывать макулатуру.

Задача о макулатуре

Ежегодно в Москве сгорает 700 тысяч тонн макулатуры. Сколько деревьев можно было бы спасти, если известно, что 100 килограмм макулатуры спасает 1 дерево?

Решение

100 кг макулатуры спасает 1 дерево, значит, 1 тонна макулатуры (10 раз по 100 килограмм) спасает 10 деревьев.

Следовательно, 1 000 тонн макулатуры спасает 10 000 деревьев.

Для того, чтобы узнать сколько деревьев можно было бы спасти, нужно 700 тысяч тонн макулатуры умножить на 10 000 деревьев.

Получаем 7 000 000 деревьев! Целых 7 миллионов деревьев!

Ответ: если бы 700 тысяч тонн макулатуры пошло на изготовление бумаги, то можно было бы спасти от гибели 7 миллионов деревьев в год!

Я представила свой проект на классном часе. Ребятам он очень понравился! Когда одноклассники увидели мою бумагу, они очень заинтересовались темой изготовления бумаги. С интересом рассматривали работы, слушали презентацию. Но больше всего понравились всем сердечки из бумаги. На них я нарисовала дерево. Эти сердечки напоминают всем, что в каждом листе бумаги – Сердце Дерева. Многим одноклассникам, знакомым, родственникам подарила сердечки, а также закладки с изображением дерева из бумаги ручной работы .

Заключение

Я считаю, что цель моей работы достигнута. Я нашла новое применение бумажным отходам, которые скапливаются дома или выбрасываются в мусор - это изготовление новой бумаги.

В результате проделанной работы я познакомилась с историей возникновения бумаги, познакомилась с технологией производства бумаги на целлюлозно-бумажном комбинате.

Изучив различные источники, я опробовала один из методов изготовления бумаги в домашних условиях из вторичного сырья.

Таким образом, я подтвердила гипотезу о возможности получения бумаги в домашних условиях. В наши дни изделия ручной работы ценятся очень высоко, ведь они хранят тепло человеческих рук и выполняются в единственном экземпляре. То же можно сказать и о бумаге ручного изготовления.

Полученную бумагу можно использовать для бытовых нужд, а также для детского творчества на уроках технологии в школе, что позволит сэкономить природные ресурсы нашей страны. Используя вторично бумагу, мы спасем несколько деревьев от вырубки, тем самым поможем и ещё и многим животным, птицам и насекомым. Потому что в природе все взаимосвязано: бумагу делают из деревьев, деревья являются жильём, источником жизни для человека, животных, насекомых и птиц. Вторая жизнь бумаги предотвращает вырубку лесов, так как древесина является основным сырьем бумажно-целлюлозной промышленности. Значительно снижается и загрязнение воды и воздуха, так как при вторичной переработке используется меньшее количество химических веществ.

Учитывая, что использованная бумага может перерабатываться, я предлагаю: шире вести агитационную работу среди учащихся моей школы и моих знакомых по сбору и сдаче макулатуры, привлечение учащихся и жителей деревни к участию в проекте на следующий год.

Надо помнить, что лес - это сокровище, которое подарила нам мать - природа и что лес нужно беречь, охранять и всеми силами пытаться спасти.

Список используемой литературы

1. Алексин А. Г. Что такое. Кто такой. - М., Издательство педагогика, 1990. с.188-190

2. Львов С. Книга о книге. – М.: Просвещение, 1980, с 15, с. 96

3. Орлова Н. Д. Я познаю мир.- М.: Издательство АСТ, 2000. с. 97

4. Сквернюков П.Ф. Слово о бумаге. - М.: Московский рабочий, 1980 г. с 9-13, с. 79 – 92, с 150 – 208.

5. Глен Веччионе. Сделай сам! 100 самых интересных самостоятельных научных проектов. – М.: «Издательство АСТ»: ООО «Издательство Астрель», 2004.

6. Н. Ю. Яковлев. «Слово о бумаге» - М: 1988.

Интернет- ресурсы

  1. www.paperman.ru

  2. http://www.7ya.ru

  3. ec-dejavu.net/h/History_paper.html

  4. Материал из Википедии. Бумага.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%B0%D0%BA%D1%83%D0%BB%D0%B0%D1%82%D1%83%D1%80%D0%B0

Приложение 1

ПАМЯТКА «За чистую деревню»
  1. Выбрасывайте мусор в специально отведённые места.

  2. Сжимайте упаковку после употребления продукта, чтобы уменьшить объём мусорных баков.

  3. Отдавайте предпочтение продуктам в упаковке, которую можно сдать в пункты приёма вторсырья.

  4. Берите с собой пакет для продуктов, когда вы идёте в магазин, а не покупайте новый.

  5. Сдавайте вторсырьё (бутылки, бумагу, металлолом) в пункты приёма – это один из лучших способов сэкономить природные ресурсы, одновременно уменьшая объём мусора.

  6. Не стесняйтесь говорить людям, что выбрасывать мусор не в специально отведённых местах – это бескультурно, а также опасно для здоровья.

  7. Пишите на обеих сторонах листа бумаги, используйте больше материалов из переработанной макулатуры.

  8. Старайтесь покупать напитки в стеклянных бутылках, которые можно использовать много раз или сдать в магазин.

  9. Не покупайте больше, чем может Вам понадобиться.

  10. Экономь электроэнергию и горючее; если можно, пользуйся больше общественным транспортом.

  11. Одежду, которую Вы уже не носите, можно отдать нуждающимся людям.

  12. Не выбрасывайте старые игрушки, книги: они могут кому-то понадобиться.

  13. Узнайте, где поблизости есть пункт по приёму макулатуры, и сдай- те туда использованную бумагу.

  14. Прежде чем выбрасывать жестяные консервные банки, вымойте их и сомните.

  15. Старайтесь аккуратно обращаться со стеклянной тарой, которую можно сдать.

  16. Если есть садовый участок, используйте пищевые отходы для приготовления удобрений.

  17. Старайтесь не пользоваться пенопластом, так как он практически не разлагается в природе.

  18. Почините и исправьте вещь вместо того, чтобы её выбрасывать.

Приложение 2. Фотокарта «Изготовление бумаги»

Рис.1

Рис.2

Рис.3

Рис.4

Рис.5

Рис.6

Рецензия

На проектно-исследовательскую работу по теме «Изготовление бумаги из вторичного сырья» учащихся МАОУ лицея имени Героя России Веры Волошиной».

Работа выполнена ученицей 6 класса МАОУ лицей имени Героя России Веры Волошиной Чеботарь Анастасией.

Цель работы: изготовление бумаги в домашних условиях из вторичного сырья

Были поставлены следующие задачи:

•познакомиться с историей появления бумаги как материала

• изучить современный процесс производства бумаги

•найти возможность применения самодельной бумаги в художественном творчестве

•познакомить своих одноклассников с технологией получениябумаги в домашних условиях, довести до осознания целесообразность акции сбора макулатуры

•формировать бережное отношение к природным ресурсам

Работа имеет эколого-технологическое направление, что обуславливает взаимосвязь двух школьных предметных дисциплин: экологии и технологии. В процессе работы грамотно была использована научно-практическая литература и Интернет ресурсы. В ходе практической части работы Анастасия доказала возможность получения бумаги в домашних условиях. Нашла новое применение бумажным отходам, которые скапливаются дома или выбрасываются в мусор - это изготовление новой бумаги.

В своей работе Анастасия показала, практическую значимость проекта и порекомендовал использовать данную методику учителями и учащимися лицея на уроках технологии, экологии, изобразительного искусства и во внеурочной деятельности.

Автором проведена большая, интересная работа для лицея. Подтвердила гипотезу «Можно ли изготовить бумагу в домашних условиях из вторичного сырья».

Цель, поставленная в начале исследования, достигнута.

Данная работа заслуживает положительной оценки.

Руководитель: Баранова Ектерина Евгеньевна, учитель технологии, географии и экологи.