XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Изготовление бумаги из бананов в домашних условиях
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
С каждым годом потребность в бумаге увеличивается, а запасы древесины, из которой её получают - уменьшаются.
Мы не обходимся без бумаги, а для этого нужна древесина. А это новые вырубленные деревья, которые росли не менее 50 лет Поэтому использование вторичного сырья для получения бумаги – одно из важнейших решений данной проблемы.
И я задумалась - может бумагу для некоторых домашних нужд можно сделать не из древесины. С помощью интернета, я узнала – что бумагу, оказываться, еще можно изготовить из банановой кожуры.
Мне захотелось узнать о бананах поподробнее и попробовать самой изготовить из них бумагу.
Отсюда и возникла тема моего исследования: «Изготовление бумаги из бананов в домашних условиях».
Актуальность данной темы очевидна, ведьизготовление бумаги в домашних условиях – один из способов решения проблемы сохранения леса.
Цель исследования: научиться изготавливать бумагу из бананов самостоятельно в домашних условиях ручным способом.
Для достижения поставленной цели, необходимо решить следующие задачи: ( они представлены на слайде)
1.Найти и изучить сведения о бананах в различных источниках информации.
2.Найти и изучить сведения о вторичном использовании бананов.
3.Провести эксперименты по вторичному использованию бананов.
4.Представить результаты о проделанной работе.
Гипотеза: если банановую кожуру, бывшую в употреблении, подвергнуть переработке в домашних условиях, то можно получить бумагу, пригодную для использования. Природные свойства бананов можно использовать и в хозяйственных или медицинских целях.
Новизна: В наши дни изделия ручной работы ценятся очень высоко, ведь они хранят тепло человеческих рук и не похожи друг на друга. Изучение способов изготовления бумаги ручной работы актуально сегодня. Такая бумага не похожа на бумагу машинной выделки, и, конечно, она хуже: разная по толщине, обычно менее гладкая, подчас слишком хрупкая — такая бумага не всегда подойдет для печати. Но бумага ручного изготовления обладает одним неоспоримым достоинством, которое заставляет забыть все ее недостатки, — абсолютной эксклюзивностью.
Объект исследования: банан и его кожура
Предмет исследования: возможность получения бумаги из банановой кожуры в домашних условиях.
Исследовательская работа состоит из двух частей: теоретической и практической.
Методы исследования:
- Анализ данных, полученных из энциклопедий, ресурсов Интернета.
- Эксперимент.
- Обобщение полученных результатов.
Теоретическая часть.
1.1. Что такое банан?
В переводе с латыни банан означает “фрукт мудрого человека”.
Банан — это ягода. Банановое растение — крупнейшее растение, не имеющее твердого ствола. Стебель банановой травы иногда достигает 10 метров в высоту, и 40 сантиметров в диаметре. На одном таком стебельке висит, как правило, по 300 плодов общим весом 500 кг. Бананы бывают не только желтые, но и красные. У красных более нежная мякоть, и перевозку они не переносят.
По мере роста и созревания банан приобретает форму полумесяца: вначале плод почти прямой, но как только опадают покровные листья над соплодием, каждый банан старается повернуться к солнцу, выгибаясь при этом до полумесяца.
По весу урожай бананов составляет второй по величине урожай в мире, опережая виноград, и уступая первое место апельсинам. Бананы созревают три раза в году. Для многих народов они заменяют хлеб, картофель, мясо и другие продукты.
Банан — одна из древнейших сельскохозяйственных культур и один из первых пищевых продуктов человека.
С точки зрения ботаники, банан - это высокорослое, многолетнее травянистое растение, относящиеся к семейству банановых (лат.: Músa). Обратите внимание, что этим словом мы называем и само растение и его съедобный плод. Гроздь бананов называют кисть, а единичный банан-палец.
Итак, Банан – это плод одного из самых высоких трав в мире с мясистым корневищем, из которого вырастает розетка листьев.
Банан - растение многолетнее. В обычных условиях бананы плодоносят в течение 25 лет и более. После окончания плодоношения наземная часть растения отмирает. Плоды срезают ещё зелёными, когда они созрели лишь на 75 % — в таком виде они легче транспортируются и дольше сохраняются. Чтобы бананы не потеряли свой товарный вид, их обрабатывают лимонным соком или окунают в углекислую минеральную воду.
Банан в настоящее время растёт по всему миру. Это высокопродуктивное растение. Сейшельский остров МАО – единственное место в мире, где растут золотые, красные и черные бананы.
1.2.История происхождения банана
Банан — одно из самых древних выращиваемых растений. Предполагают, что банан — первое растение, на которое человек обратил внимание еще в доисторическое время. Первые письменные свидетельства об этом растении встречаются у древних греков, римлян и арабов, которые ссылаются на замечательные «индийские плоды».
Самое древнее название бананов «katchalipala» было обнаружено в индийских сказаниях (VII — IV век до н. э.), а первые изображения бананов можно и сейчас увидеть на стенах сохранившихся строений древних буддистских храмов в Китае и Индии (II век до н. э.).
О первом появлении бананов в Европейских странах существуют достаточно противоречивые сведения. Согласно одним данным, бананы появились в Греции после похода Александра Македонского в Индию (327 год до н. э.), а согласно другим — они появились лишь в X веке новой эры уже из Египта и Восточной Африки.
И как это не удивительно, а первое описание бананов появилось в Древней Греции в классификации растений, разработанной естествоиспытателем Феофрастом (382 — 287 г. до н. э.).
Известное сейчас во всем мире название плода «банан», которое в переводе с фарси (Иран) означает «палец», появилось в середине VII века, когда арабские торговцы стали завозить бананы в Египет и Восточную Африку. В конце XV века португальские мореплаватели доставили бананы на парусных судах из Африки на Канарские острова, где вскоре появились первые плантации бананов.
В Юго-Восточной Азии это растение вошло в культуру еще до риса и сахарного тростника.
В Индии банан священен, как цветок лотоса, а в Латинской Америке говорят, что еще в пирамидах инков имеются изображения бананов. В древности человек употреблял в пищу не плоды, а богатые углеводами корневища. Местные жители возделывали банан для получения корневищ, которые использовались в пищу как клубни, из них также получали муку и пекли хлеб. А листья, использовали как овощ. Как только человек распробовал плоды, началось путешествие банана по континентам.
На Латиноамериканский континент банановый отросток привез священник Томас де Берланка. Фрукт понравился местным жителям, благодаря чему Южная и Центральная Америка стала второй родиной банана.
Изначально бананы не были желтыми и сладкими, такими, какими мы их знаем сейчас. Впервые этот вид бананов был обнаружен Жаном Франсуа Пужо в 1836 году на своей плантации на Ямайке. Прогуливаясь однажды по своим владениям, плантатор заметил, что одно из деревьев приносит желтые, а не зеленые или красные бананы. Попробовав плод, он нашел его необычайно сладким, ароматным и отметил, что в отличие от зеленых или красных бананов, желтые не нуждаются в приготовлении. Они необычайно вкусны в сыром виде. Вскоре Жан Француа Пужо стал выращивать и экспортировать желтые бананы от Карибского моря до Нового Орлеана, Бостона, и Нью-Йорка. Они считались таким экзотическим лакомством, что ели их, используя нож и вилку.
Следовательно, эти важные для истории факты говорят о том, что, бананы известны издавна, и не только известны, но и почитаемы, так как использовались в ритуалах и, они вкусны и одни из самых полезных фруктов для жизни.
1.3. Применение бананов.
Во многих странах бананы являются одним из основных источников питания. Съедобные сорта бананов условно делятся на две основные группы: десертные, употребляемые, главным образом, в сыром или сушёном виде, и плантаны (или платано), которые перед употреблением требуют термической обработки.
Мякоть десертных сортов очень сладкая на вкус, содержит большое количество углеводов, витамина C и некоторые необходимые организму минеральные вещества, такие как фосфор, железо, калий, кальций и магний.
Платано - как правило, плоды с зелёной или красной кожурой и крахмалистой, жёсткой и несладкой мякотью; перед употреблением в пищу их жарят, варят или обрабатывают паром. Кроме употребления в пищу, плантаны часто используют в качестве корма для домашнего скота. Помимо плода банана, в некоторых странах в пищу употребляется также и цветок соцветия: либо в сыром виде после макания его в соус, либо в варёном виде в супах и подливах.
Бананы идут на изготовление детского питания, джемов, кексов, суррогатного кофе, мороженого и чипсов. Мука из бананов является одним из компонентов кондитерских изделий. Из плодов изготавливают различные напитки. Сушёные бананы, известные как «банановые фиги», могут храниться достаточно продолжительное время. Кроме собственно плодов, в пищу могут употребляться молодые побеги растений — например, в Индии их едят как овощи и добавляют в соус карри.
Бананы – не просто еда! Оказывается из бананов можно сделать очень многое. Из стеблей делают рыболовные снасти, морские канаты, их добавляют в ткани. Кожуру бананов используют как чёрное красящее вещество для кожи и ещё при изготовлении мыла. Банановые листья используют как посуду для подачи еды и для приготовления, их используют как упаковку, а иногда как зонтик от дождя. Ими покрывают крыши. А учёные из Бразилии сделали из высушенной кожуры бананов фильтр для воды. Из стеблей и листьев делают еще и обычную бумагу.
1.4. Банановая бумага.
Банановая бумага - это тип бумаги, созданный из коры бананового растения или волокон банановой кожуры. Банановая бумага имеет более низкую плотность, более высокую жесткость, более высокую пригодность для одноразового использования, более высокую возобновляемость и более высокую прочность на разрыв по сравнению с традиционной бумагой. Эти качества обусловлены клеточным составом бананового волокна, которое состоит из целлюлозы , гемицеллюлозы и лигнина .
В процессе производства банановой бумаги волокна измельчают до тех пор, пока они не станут похожи на опилки. Затем волокно промывают, чтобы удалить природные смолы и получить сельскохозяйственное волокно.
Если натуральные смолы не смыть, эти смолы нарушат целостность бумаги. В процессе варки получается целлюлоза, которая будет использоваться при производстве бумаги. Эта пульпа используется для создания волокна после потребления (переработанного волокна). Волокно, полученное после потребления, комбинируется с сельскохозяйственным волокном для изготовления банановой бумаги.
Самые ранние свидетельства использования банановых стеблей в качестве источника клетчатки относятся к Японии 13 века. Однако его популярность снизилась из-за увеличения количества шелковых и хлопковых волокон, импортируемых из Китая и Индии. Банановая бумага была впервые запатентована в США 16 марта 1912 года Чарльзом М. Тейлором и Говардом Кей Куком. Они оба узнали, что целлюлозное волокно можно легко удалить из отходов бананового растения и что волокно хорошо приспособлено для изготовления прочной бумаги.
Сырая банановая бумага имеет грубую поверхность из-за присутствия в волокне гемицеллюлозы, лигнина и других воскообразных компонентов. Свойства банановой бумаги в целом включают более низкую плотность, более высокую жесткость, более высокую пригодность для одноразового использования, более высокую возобновляемость и более высокую прочность на разрыв по сравнению с традиционной бумагой.
Бумага может быть изготовлена вручную или на станках. Как ручной, так и машинный процессы имеют похожие этапы. Сначала собирают стебли банана, поскольку они содержат более 4% клетчатки, из которой можно производить банановую бумагу. Волокно банана удаляется и промывается, чтобы удалить природные смолы, которые могут снизить прочность и долговечность бумаги. Промытые волокна используются для образования более прочного волокна (сельскохозяйственного волокна). Затем в процессе варки целлюлоза используется для производства бумаги. Эта пульпа используется для производства волокна после потребителя и смешивается с сельскохозяйственным волокном. Наконец, смешанные волокна формуют вместе декелем (инструментом, используемым для ручных процессов формования волокон) или машиной.
Банановая бумага не требует использования каких-либо химикатов при производстве. Она также более прочна и долговечна, чем обычная бумага. Таким образом, производство банановой бумаги не способствует загрязнению окружающей среды. Банановая бумага снижает загрязнение за счет более низких затрат на утилизацию и меньшего попадания сельскохозяйственных отходов на свалки и в реки. При производстве банановой бумаги используется меньше энергии по сравнению с традиционным производством бумаги, поскольку традиционная бумажная промышленность является одним из крупнейших источников потребления энергии. Поэтому банановая бумага менее вредна для природных ресурсов, таких как леса.
2.Практическая часть.
2.1.Опрос одноклассников и его результаты.
Своё исследование я начала с анкетирования в классе, чтобы выяснить, что знают о банане мои одноклассники.
Ребятам я задала следующие вопросы:
АНКЕТА.
1. Что такое банан?: -фрукт; -овощ; -ягода;
2. На чем растет банан? – на дереве; на траве; на кусте; на пальме;
3. Любите ли вы банан? – да; нет;
4. Можно ли из банановой кожуры сделать бумагу? – да; - нет;
Было опрошено 18 человек. Результат был следующим:
На первый вопрос: фрукт – 13чел., овощ – 1 чел., ягода – 4 чел.;
На второй вопрос: на дереве – 3 чел, на траве –3 чел, на кусте – 0 чел, на пальме – 12чел;
На третий вопрос: да – 17 чел, нет – 1 чел.;
На четвертый вопрос: да – 11 чел, нет – 7чел.
Вывод: Анкетирование показало, что ребята очень любят бананы. Но не все знают, где банан растет и что банан – это ягода. И почти все ребята думают что из банановой кожуры невозможно изготовить бумагу.
Выполнив свой проект, я расскажу одноклассникам о возможности получения бумаги из банановой кожуры в домашних условиях.
2.2. Технология изготовления бумаги из бананов в домашних условиях.
Положительные результаты работы позволили разработать следующую технологию изготовления банановой бумаги:
1. Выбрать сырье в зависимости от желаемого вида бумаги (сухие или свежие хвостики, волокно, кожура).
2. Хвостики предварительно отварить в щелочном растворе в течении 2-6 часов (время варки зависит от степени сухости сырья).
3. Сырье промыть, очистить от мусора и отбелить (по желанию). В качестве отбеливателя можно использовать любой кислородный отбеливатель.
4. Измельчить сырье в зависимости от желаемой структуры бумаги.
5. Для приготовления пульпы сырье смешать с водой до получения однородной кашеобразной массы.
6. Выбрать форму для заливки в зависимости от желаемого размера листа.
7. Отлить лист.
8. Просушить лист с помощью ткани. На этом этапе необходимо убрать как можно больше влаги. Многое зависит от толщины листа, его влажности, и, конечно же, от практики и опыта.
9. Просушить утюгом.
10. Положить под пресс для сушки и выравнивания на 2 -3 дня. Готовый лист можно сразу положить под пресс на несколько дней, меняя мокрые полотенца на сухие.
Я изучила несколько способов получения бумаги из банановой кожуры в домашних условиях и научилась изготавливать бумагу самостоятельно.
Для реализации поставленной цели я приготовила материалы и оборудование:
1. Кожура банана.
2. Ёмкости.
3. Рамка, (у меня из под мозайки)
4. Блендер.
5. Марля.
6. Салфетки и полотенце.
7. Клей ПВА.
8. Утюг.
9. Вода.
10. Кальцинированная сода.
11. Отбеливатель кислородный БОС
12. Таблетки гидроперита.
2.2.1.Пергамент из шкурок бананов.
Этапы выполнения работы:
1. Тщательно очистить ложкой от мякоти банановые шкурки, чтобы они стали совсем тоненькими.
2. Очищенные от мякоти шкурки замочить в теплой подсоленной воде на сутки.
3. Промыть от соли, промокнуть и дать подсохнуть примерно 1 час.
4. Выложить шкурки на полотенце, накрыть сверху салфеткой и отбить шкурки молотком для отбивных (но не сильно, так как можно повредить шкурки).
5. Далее кожуру положить внахлёст кругом на салфетку, накрыв еще одной.
6. Сверху положить пресс (например кастрюлю с водой).
Оставить на 7-8 суток. Необходимо менять салфетку на сухую и проветривать 1 раз в день.
2.2.2. Бумага из мякоти банановых шкурок.
Этапы выполнения работы:
1. Очищенную мякоть от банановых шкурок измельчить в блендере и переложить в удобную емкость.
2. В полученную массу добавить клей ПВА, воды и перемешать.
3. Равномерно налить в формочку, дать стечь лишней воде.
4. Положить на полотенце. Сверху накрыть еще одним и промокнуть.
5. Прогладить и слегка просушить утюгом.
6. Положить под пресс на 3-4 дня.
Необходимо менять салфетку на сухую и проветривать 1 раз в день.
2.2.3. Бумага из сушеных кожуры и хвостиков.
Этапы выполнения работы:
1. Просушить кожуру бананов и хвостики (7-8 дней).
2. Положить сушенные кожуру и хвостики в кастрюлю, добавить воды и варить 2 ч. с добавлением кальцинированной соды (сода необходима для смягчения воды и хвостиков).
3. Слить воду через дуршлаг. Разобрать хвостики на волокна
4. Снова залить теплой водой, добавить 2 ст. ложки отбеливателя «БОС» и 2 таблетки гидроперита. Оставить на ночь.
5. После хорошо промыть, измельчить в блендере, как можно мельче
6. Добавить немного теплой воды и клей ПВА.
7. Залить в формочку и дать воде стечь.
8. Положить на полотенце. Промокнуть еще одной салфеткой.
9. Прогладить, слегка просушить утюгом. Положить под пресс, до полного высыхания на 3-4 дня.
Необходимо менять салфетку на сухую и проветривать 1 раз в день.
2.2.4. Бумага из свежих банановых шкурок.
Этапы выполнения работы:
1. Свежую кожуру замочить в тёплой солёной воде на ночь.
2. Воду слить через сито. Добавить новой воды, отбеливатель БОС и оставить на ночь.
3. Хорошо промыть и измельчить в блендере, как можно мельче.
4. Добавить клей ПВА и воды. Перемешать.
5. Отлить на формочку. Дать стечь лишней воде.
6. Переложит на полотенце, накрыть салфеткой и хорошо промокнуть.
7. Просушить утюгом и положить под пресс на 3-4 дня.
Менять салфетку и проветривать ежедневно.
Вывод: Подвергнув банановые хвостики и кожуру, переработке, я получила 4 вида банановой бумаги, пригодной для использования.
При рассмотрении полученных листов можно сказать, что она по внешнему виду имеет неоднородную структуру, которая придает ей необычность, листы на ощупь жесткие, не рвутся, ломаются с хрустом, часто неравномерные по толщине и в них хорошо видны отдельные мелкие древесные волокна.
Банановая бумага будет напоминать мне об увлекательном эксперименте. К тому же, банановые шкурки, которые мы обычно выбрасываем, могут стать (если доработать технологию) сырьем не только для ручного, но и промышленного производства бумаги. Это могло бы спасти лес от чрезмерной вырубки!
Заключение.
Банановая бумага – это бумага нового поколения. Банан может стать сырьем не только для ручного, но и промышленного производства бумаги. При изготовлении такой бумаги ни одно дерево не пострадает. Я поняла, что делать банановую бумагу только на первый взгляд кажется простой задачей. На самом деле это очень кропотливая работа, но зато интересная.
Работа над темой была для меня очень интересной, поскольку я узнала много нового и любопытного, поделилась своими знаниями с одноклассниками.
В результате проделанной работы я узнала – что такое банан, изучила историю его происхождения и применение банана.
Изучив различные источники, я опробовала четыре способа изготовления бумаги из банановой кожуры в домашних условиях. Используя сухую и свежую кожуру от бананов, мне удалось получить бумагу разного качества.
Моя гипотеза о возможности получения бумаги из банановой кожуры в домашних условиях подтвердилась. Цель и задачи, поставленные в начале работы, достигнуты.
Список используемых источников и литературы:
Большая детская энциклопедия. Растения - М.; 2009г.
Детская энциклопедия «Хочу всё знать»- М.; 1999г.
Интернет источники.
Источник: https://www.activestudy.info/proisxozhdenie-i-rasprostranenie-bananov/
Источник : https://ru.qaz.wiki/wiki/Banana_paper
Бибигон. Как делают бумагу [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://ok.ru/video/2657027449- (дата обращения: 10.10.2017).