XIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Вторая жизнь исписанной бумаги
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I.Введение
Актуальность работы. Бумага сопутствует человеку на протяжении всей его жизни. Каждый школьник носит в своём портфеле книги, тетради, альбомы или раскраски. В магазине продается бумага для поделок: цветная, бархатная, картон. Мы покупаем продукты питания в упаковках. Это и пакеты с молоком, пачка масла, сок. Бумажные салфетки, туалетная бумага, фотобумага, обои, деньги, газеты, журналы. Невозможно уже и представить современный мир без бумаги.В основном бумагу изготавливают из целлюлозы, которую получают из древесины. С каждым годом потребность в бумаге увеличивается, а запасы древесины уменьшаются. Однако бумагу можно изготавливать и из бумажных отходов, это позволяет не только сохранять деревья, но и экономить энергию, ресурсы, химикаты и воду.
В нашем лицее ежегодно проходит акция «Собери макулатуру – сохрани дерево», в которой я принимала активное участие и получила грамоту.Мне стало интересно, можно ли переработать макулатуру и сделать из нее новую бумагу в домашних условиях.
Цель работы: поставить эксперимент по изготовлению бумаги своими руками в домашних условиях.
Объект работы: ненужная бумага (макулатура).
Предмет: способы вторичного использования бумаги.
Задачи:
Познакомиться с технологией производства бумаги.
Изготовить бумагу в домашних условия.
Найти применение продукту, полученному в домашних условиях.
Гипотеза: в домашних условиях можно изготовить бумагу из макулатуры.
Методы исследования: анализ, эксперимент.
Продукт проектной работы:
Бумага из вторичного сырья, изготовленная в домашних условиях;
Изготовление поздравительной открытки из полученной опытным путём бумаги.
II.Теоретическая часть
Промышленная переработка макулатуры
Что можно произвести из макулатуры (Приложение 1).
Из вторсырья, которое получают из макулатуры, производят далеко не низкосортную продукцию. После качественной обработки макулатурной массы можно получить такие широко используемые товары:
ткани для шитья;
аксессуары для автомобилей;
одноразовые тарелки и приборы;
коробки для яиц;
офисная и техническая бумага;
предметы гигиены;
изоляционные и строительные материалы.
Также в последнее время идет постоянное усовершенствование технологий обработки макулатурного сырья. Благодаря этому появилось немало новшеств. Наглядным примером служит производство эковаты - хорошего теплоизоляционного материала. Для изготовления картона и упаковочных материалов уходит порядка 80% всей перерабатываемой макулатуры. Причем картон из вторсырья имеет преимущества перед целлюлозным картоном. К примеру, его широко используют для изготовления книжных переплетов. Особенно привлекательно такое производство из-за низкой его себестоимости[1].
Что не подвергается переработке (Приложение 2).
Далеко не каждая бумажная продукция может быть принята в качестве макулатуры. На переработку не может приниматься:
санитарная бумага (салфетки или туалетная бумага);
упаковки от яиц; карточки из больниц;
чеки; бумажная посуда; упаковка от конфет;
калька;
сильно испачканная бумага;
жирная бумага, а также вымазанная гуашью или акварелью.
Условно пригодной для приемки считается глянцевая бумага журналов, ламинированный картон, бумага с пропиткой, армированная или с пластиковыми вставками. Наличие подобных элементов в общей макулатурной массе существенно осложняет сортировку.
Этапы промышленной переработки макулатуры (Приложение 3).
Первым делом всю бумагу перебирают и сортируют вручную. Разное по качеству и составу сырье группируют по отдельным партиям. Всю макулатуру делят на 3 класса:
класс А – материал высшего сорта без посторонних примесей и следов чернил, пятен грязи или масла;
класс Б – материал среднего сорта. К этому сорту относят все исписанные и печатные листы бумаги, газеты, книги, бумажные коробки и упаковки без полиэтиленовых пленок и фольги;
класс С – материал самого низшего сорта. Сюда относятся изделия из ламинированного картона, бумажная посуда, предметы из набивного материала, который содержит большое количество клея и посторонних примесей, например, упаковка для яиц.
В пунктах в основном принимают вторсырьё класса А и Б, но так как изделия класса А могут применяться в производстве без переработки, то основную массу составляет сырье класса Б. Низший сорт принимают в некоторых пунктах, но переработка бумажной продукции класса С требует специального оборудования, что делает её нерентабельной[2].
Первичный роспуск на волокна и получение пульпы
Спрессованные бумажные тюки из приемных пунктов расправляют, измельчают и отправляют в специальные барабаны для первого роспуска и очистки. Там, в мыльной воде происходит отчистка от клея, жирных пятен, пленок, краски. На этом же этапе происходит обеззараживание макулатурной массы.
Фильтрация от легких и тяжелых примесей
Далее бумагу обрабатывают специальными валами, которые вытягивают из бумажной массы металлические элементы: скрепки, скобки, пластинки, различные вкрапления. В качестве «пылесоса» для фильтрации используют мощные магниты.
Дороспуск
Переработанная бумага распускается повторно. На этом этапе из нее вымывают мелкие тяжелые примеси, например, песок или мел. Также вымывают пленки, остатки клея, краску. На выходе должна быть получена чистая пульпа, которую уже можно использовать в производстве гофрированного картона, газет, тетрадей.
Окончательная очистка макулатурной массы
На последнем этапе очистки происходит промывка специальными растворами, а также измельчение. После этого бумажная масса уже не содержит каких-либо примесей, пленок, посторонних волокон. Дальше пульпа попадает на прокатный станок, где в нее добавляют необходимые вещества и раскатывают в соответствии с ее предназначением.
Дополнительная обработка
Если вторичное сырье планируется использовать для производства высококачественной бумаги, например, для офисной техники, книг необходимо провести дополнительную обработку. На этом этапе в нее добавляют клеящие и отбеливающие вещества, прокатывают на специальном станке в большие тонкие листы[3].
III.Практическая часть
Переработка макулатуры в домашних условиях
Этапы проведения эксперимента
Я изучила несколько способов переработки макулатуры в домашних условиях и выбрала наиболее подходящий. Для процесса переработки мне понадобились следующие материалы:
макулатура (исписанные школьные тетради, листы бумаги для принтера);
кастрюля;
вода;
большой пластмассовый контейнер;
кухонный блендер;
две рамки, на одной из которых натянута мелкая сетка (изготовлены также в домашних условиях);
книги для прессования;
полотенца, тряпки.
Шаг 1. Сделать рамки
Первым делом я изготовила две рамки, одна из которых оснащена очень мелкой сеткой. Фотографии изготовления представлены в Приложении 4.
Шаг 2. Порезать бумагу
Далее я порезала макулатуру на примерно одинаковые квадратики размером в несколько сантиметров. Затем замочила бумажные кусочки на несколько часов в кастрюле с водой. Фотографии подготовки макулатуры к переработке можно посмотреть в Приложении 5.
Шаг 3. Роспуск бумаги
После того, как макулатура хорошо вымокла, я заполнила блендер водой. Добавила небольшую порцию порезанной макулатуры (одну-две горсти, но не больше, чтобы не допустить сгорания мотора оборудования). Включила блендер и смешивала до тех пор, пока макулатура не превратилась в однородную бумажную массу.
Затем мне понадобился большой контейнер, в котором и происходил основной процесс создания бумаги. Я заполнила около 1/3 ёмкости полученной бумажной массой, после чего добавила воды. Чем больше бумажной смеси добавлено в воду, тем плотнее по толщине получится бумага. Результат этого шага представлен в Приложении 6.
Шаг 4. Вынимаем листы
Для этого понадобились рамки, изготовленные на шаге 1.
Рамка, которая оснащена мелкой сеткой, обеспечивает задержку мелких частиц бумаги и процеживание воды. Вынимая рамку с сеткой, важно держать ее строго горизонтально. На сетке будет держаться та самая бумажная смесь. Дальше нужно аккуратно встряхнуть рамку и дать стечь воде. Процесс формирования моего листа можно посмотреть на фотографии в Приложении 7.
Шаг 5. Снятие с сетки
Далее я переместила мокрый листок с сетки на сухую, впитывающую воду поверхность. У меня это были полотенца. Но это не значит, что нужно применять только их. На самом деле есть множество альтернативных вариантов: войлочные тряпки, шерстяные одеяла, даже бумажные полотенца, постельные простыни и т.д.
Отделив сетку от рамки, нужно прислонить её широкой стороной к заранее подготовленной поверхности так, чтобы сетка оставалась внизу, а влажная бумага – вверху. Быстро и осторожно перевернуть сетку, сняв с нее лист (Приложение 8).
Шаг 6. Прессование
Через полотенце следует сначала легко, а затем сильнее прокатывать лист скалкой, заменяя вымокшие полотенца на сухие. Далее для лучшего прессования можно использовать книги. Закрыть верхнюю часть полотенцем, на неё положить книги [4]. Время сушки зависит от толщины бумаги и влажности помещения. У меня на просушку одного листа бумаги потребовались примерно 16 часов. Фотографии процесса прессования представлены в Приложении 9.
3.2. Поделки из макулатуры (Приложение 10).
Полученную бумагу можно использовать:
-для поздравительных открыто;
- для упаковки предметов;
- на уроках технологии для выполнения аппликаций и мозаики;
- на ней можно рисовать красками;
- или использовать её в качестве вспомогательного материала при изготовлении поделок.
Я решила сделать из полученной бумаги поздравительные открытки и у меня получились интересные варианты.
3.3. Выводы по практической части работы
Считаю свой эксперимент удачным. Моя гипотеза нашла своё подтверждение. Лист бумаги получился красивым, фактурным, плотным, с легким розоватым оттенком.
Поэтому могу сделать однозначный вывод, что получение бумаги путем переработки макулатуры в домашних условиях возможно.
,Однако бумага, сделанная самостоятельно дома, не похожа на бумагу промышленной выделки, и с точки зрения технических стандартов, она хуже: толще, менее гладкая. Но она абсолютно эксклюзивна, двух одинаковых листов не получится.
Проводя домашний эксперимент, я узнала на своем опыте, насколько производство бумаги трудоемкий и масштабный процесс.
Поэтому решила поделиться со своими друзьями, родными и знакомыми мыслью, что бумагу надо использовать экономно, потому что за каждым листом бумаги стоит много труда, много ресурсов, а также история живого дерева и вред, нанесенный окружающей среде.
Также изучая теоретический материал, я поняла, почему так важно аккуратно собирать макулатуру и сдавать ее для вторичной переработки
IV.Заключение
В результате проделанной проектной работы я познакомилась с технологией переработки бумаги на производстве в настоящее время. Этот процесс очень трудоёмкий и в домашних условиях невозможно проделать все этапы работы.
Макулатура — один из важных видов возобновляемых ресурсов. Чтобы взамен срубленного дерева вырастить новое, требуется 25-30 лет. Бумага практически не наносит вреда окружающей среде. Время разложения 2-3 года, но иногда на свалках без поступления кислорода в слой мусора бумага способна лежать до 30 лет не разлагаясь. Однако краска, которая нанесена на бумагу, при разложении выделяет ядовитые вещества, а при сжигании некоторых видов краски могут образовываться диоксиды. Мы, школьники, тоже можем внести свою посильную лепту в дело охраны окружающей среды. Поскольку использование макулатуры для изготовления красивых и полезных предметов быта и интерьера, переработка макулатуры в новую бумагу для поделок не только сохраняет наши природные богатства и помогает улучшить экологическую обстановку в нашем регионе, но и делает нас бережливее[1].
Я опробовала способ изготовления бумаги в домашних условиях. «Рукотворная» бумага оказалась очень хрупкой. Мы предлагаем использовать её для поделок и для примера изготовили панно «Весенние цветы».
Таким образом, я подтвердила своё предположение о возможности получения бумаги в домашних условиях.
Практическая значимость работысостоит в том, что её результаты, можно использовать на уроках технологии, окружающего мира и на занятиях экологической направленности в начальной школе.
V. Список литературы
Львов,С.Ю. Книга о книге / Львов,С.Ю. – М.: Просвещение, 1980. с 15, с. 96
Бумага своими руками [Электронный ресурс]: // http://stranamasterov.ru/node/2770 (дата обращения: 02.10.2021).
Переработка макулатуры [Электронный ресурс]: // http://www.505-17-84.ru/tm.php (дата обращения: 03.10.2021).
3. Спасем лес вместе [Электронный ресурс]: // http://citadelpaper.ru/publ/chto_delajut_iz_makulatury/1-1-0-7(дата обращения: 22.10.2021).
VI.Приложения
Приложение 1
Рисунок 1 – предметы, полученные после переработки макулатуры
Приложение 2
Рисунок2 – какую макулатуру нельзя перерабатывать
Приложение 3
Рисунок 3 - этапы промышленной переработки макулатуры
Приложение 4
Этапы проведения эксперимента
Рисунок 4-5 – материалы и инструменты для изготовления рамок
Приложение 5
Рисунок 5-6 – нарезание и замачивание макулатуры
Приложение 6
Рисунок 7-8 - подготовка раствора для изготовления бумаги
Приложение 7
Рисунок 9-10 – процесс формования бумаги
Приложение 8
Рисунок 11-12 – перенос бумаги на полотенце
Приложение 9
Рисунок 13-14 – прессование бумаги книгами
Приложение 10
Рисунок 15 – заготовки шаблонов для изготовления поздравительных открыток
Приложение 11
Изготовление поздравительной открытки из бумаги,
полученной опытным путём
Рисунок 16-20 – оформление поздравительной открытки