XVII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Домашняя лаборатория по производству картона или создание необычных арт-объектов из вторичного сырья
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
I. Введение
1. Постановка проблемы
Ты — человек! Зависит от тебя,
как будет жить, дышать твоя планета:
тебе врученные моря, поля, леса
храни как драгоценные заветы…
Ведь лучше хвойным воздухом дышать,
чем вырубать деревья для бумаги...
В переработку тонны мусора собрать,
чем рощи засорять, луга, овраги...
Очистить от бумажных гор подвал — леса сберечь
и новых дней страницы
расскажут, как ты бережно хранишь
богатства родины, великой.
Источник http://ecology-of.ru/vtorsyre/5-detskikh-motiviruyushchikh-stikhov-o-sbore-makulatury
Бумага была изобретена в Китае. В 105 году китаец Цай Лунь представил китайскому императору способ производства бумаги из размолотых волокон древесной коры.
Цай Лунь (50-121г.г.), китайский сановник, которому приписывают изобретение бумаги.
Древесную кору измельчали, размачивали, проваривали и затем в эту массу опускали экран с сеткой. На сетке оседали частицы, которые потом просушивали и проглаживали горячими камнями. Несмотря на то, что способ держался в секрете и его разглашение каралось смертной казнью, постепенно секрет производства бумаги проник в соседние страны, а затем и в Европу.
На самом деле, бумага, как материал для письма, была известна еще задолго до этого, ее изготавливали из шелка, крапивы, тряпок. Цай Лунь усовершенствовал способ производства бумаги.
В современном мире бумага стала для нас привычным материалом и мы даже не задумываемся сколько и какие ресурсы мы тратим на ее производство и во что этот процесс обходится всей нашей планете.
А давайте представим себе такую ситуацию когда возникла острая проблема нехватки бумаги, работа деревообрабатывающих заводов остановилась, потому что не было сырья для ее производства. Человечество решило что больше не может вырубать леса, так как уже давно превзойден дозволенный объем уничтожения лесов. А дальнейшая бесконтрольная вырубка леса вообще может привести к экологической катастрофе. Если этот сценарий кажется нереальным, то это совсем не так.
Мы живем на пороге глобальных изменений, которые затронули все сферы нашей жизни. Еще никогда в таких объемах ни одна страна в мире не подвергалась санкциям. И казалось бы привычные нам вещи, которые всегда были перестали быть такими уж обыденными.
Перебои с поставкой химических реактивов поставили на паузу выпуск офисной бумаги под маркой SvetoCopy. Крупнейший в регионе целлюлозно-бумажный комбинат в Светогорске перестал принимать древесину в переработку. Американская Sylvamo в ближайшее время определится, сократить или остановить производство на градообразующем целлюлозно-бумажном комбинате в Светогорске Выборгского района Ленобласти. Причины официально связывают с перебоями в поставках критически важного сырья.
Тем временем на производстве в Светогорске вечером 3 марта 2022 года из-за дефицита химии для отбеливания массы была остановлена машина для изготовления бумаги № 4, которая выпускает формат А4. Листы пакуют в пачки Ballet и зеленые, под брендом SvetoCopy. Их видел каждый, кто хотя бы раз пользовался оргтехникой.На проблемы с приемкой сырья жалуются поставщики древесины. Отказ им объясняют также сбоем в поставках важных химических компонентов. И хотя цены на сырье резко выросли, лесопилки не знают, куда теперь отправить партии.Альтернативных вариантов становится все меньше — также под Петербургом остановилось производство фанеры.
Таким образом, сбылся казалось совершенно невероятный до недавнего времени сценарий. Мы столкнулись с нехваткой бумаги!
2. Актуальность выбранной темы
В связи с глобальными изменениями в мире, санкциями, которым подверглась наша Страна, серьезными экологическими проблемами, нехваткой сырьевых ресурсов проблема переработки бумаги, вторичного ее использования, рачительного использования ресурсов планеты приобретает не просто важное значение, а становится просто необходимым инструментом для дальнейшего нормального существования нашего общества. И я как еще маленький человек, но уже думающий о том, как мы будем жить в новых условиях, что каждый из нас может сделать для бережного отношения к природе, ее ресурсам и для режима не просто бездумного потребления, а воспроизводства из уже когда-то переработанного сырья . Поэтому актуальность данной проблемы сложно переоценить , сейчас это важно и для каждой семьи, и для страны и для мира в целом, если мы хотим, чтобы этот мир был как можно дольше.
3. Цели, задачи и методы работы
Цель - произвести из макулатуры в домашних условиях картон (вторичная переработка), а из полученного картона создать необычные арт - объекты (переработка третьего уровня), которые можно подарить и использовать в повседневной жизни.
Чтобы достичь поставленных целей, мною должны быть решены следующие задачи:
- изучить информационные источники о способах переработки макулатуры;
- найти наиболее подходящий способ исходя из того, что произведенный картон будет еще раз использован для создания арт - объектов и прикладного творчества;
- использовать в производстве различные включения для того, чтобы добиться необычного эффекта в создании картона, которого нет в продаже.
Для реализации поставленных мною задач были использованы следующие методы:
а) поисковый:
- изучение источников, в которых содержатся сведения о переработки макулатуры в домашних условиях;
- изучение различных технологических процессов для создания картона дома;
б) практический:
- составление своего технологического процесса производства картона;
- подбор технологии производства путем изменения состава смеси производства;
- добавления разнообразных включений для поиска более оптимального эффекта на выходе получения готового картона;
- переработка третьего уровня для изготовления из произведенного картона новых арт - объектов.
г) описательный:
- описание технологических процессов , их сравнение, выводы;
- составление фотоотчета по каждой стадии технологического процесса производства картона;
- составление дальнейшего плана по переработке макулатуры с участием людей нашего населенного пункта и изготовления арт - объектов, которые рассказывали бы о Севере, его жителях, увлечениях и возможно приносили бы прибыль в местный бюджет.
Объектом моего исследования является - макулатура (газеты), которые я буду перерабатывать в домашних условиях, а предметом - сам процесс переработки, производства картона в домашних условиях или как я это назвала в домашней лаборатории.
В своей гипотезе я предположила, что дома можно произвести из макулатуры картон, причем такой, который купить в магазине нельзя, с необычными включениями и текстурой, которые позволят создавать красивые арт - объекты. А это в свою очередь поможет решить и проблемы нехватки бумаги, и экологические, и при дальнейшем включении в этот процесс всех жителей моего населенного пункта даже принесет выгоду местному бюджету для развития нашего Края.
4. Что я внесла в решение избранной проблемы:
Конечно, я не первая кто задумался о вторичной переработки макулатуры и не первая кто решил и произвел в домашних условиях картон. Но я решила подойти к этому вопросу так, чтобы не просто произвести картон, а сделать его таким, каким ты не купишь его в магазине, то есть обладающего уникальными визуальными эффектами для производства в дальнейшем из него не банальных вещей (папок, подставок под горячее и т.п.) , а создать необычные арт - объекты, которые можно подарить и даже при правильном бизнес - планировании сделать визитной карточкой Края и доходной статьей местного бюджета.
II. Основная часть.
1. Технологический процесс изготовления картона. Выбор оптимального состава смеси.
Мной выбраны материалы и инструменты, которые доступны абсолютно каждому, в этом и состоит доступность метода производства, чтобы каждый житель нашей страны, да и планеты мог им воспользоваться.
ножницы;
чайник;
таз, в котором будем вымачивать крошку;
блендер;
небольшой отрез материи;
рамка с противомоскитной сеткой.
а) Первый этап - это измельчение имеющейся макулатуры (на основе изученного опыта, измельчать можно совершенно по - разному: рвать, резать, можно пропустить через шредер и в зависимости от метода эффект, который вы получите будет совершенно разный. Я решила именно резать, потому что хотела получить более гладкую текстуру на выходе, но в тоже время с необычным эффектом кусковых вкраплений и неровностей, которых не получишь при пропускании макулатуры через шредер. Процесс измельчения макулатуры представлен в Приложении № 1 стр. 20
б) Второй этап - замачивание в теплой воде нарезанной газеты. Можно замоченную смесь, еще проварить на медленном огне, но мной выбран именно метод замачивания, поскольку мне нужен картон с шероховатостями. Так при переработке макулатуры изготавливается пульпа (целлюлозная масса, которую используют при изготовлении бумаги).
б) Третий этап - полученную массу, я уложила в блендер и взбила, это нужно для того, чтобы массу было легче распределить при формировании листа картона. Процесс взбивания блендером представлен в Приложении №2 стр.21
г) Четвертый этап - изготовления каркаса для формирования листов картона. Я решила его сделать из обычной рамки от фотографий, у которой нет стекла и москитной сетки, которая осталась еще с летнего периода. Москитная сетка крепится к рамке обычными кнопками и начинается процесс укладывания смеси. Важно данную манипуляцию производить над тазом, потому что при укладке выделяется большое количество воды. Изготовление каркаса для картона и процесс выкладывание пульпы отражен в Приложении № 3 стр.22
д) Пятый этап - добавление необычных вкраплений в смесь для получения красивых эффектов и картона, который не купишь в магазине и из которого можно произвести уникальные, дизайнерские вещи. Я решила добавить измельченную фольгу, мелкий бисер, вырезанные фетровые листы. Добавление вкраплений представлено в Приложении №4 стр.23
е) Шестой этап - добавление в некоторые образцы смеси - клея. Клей добавляется для того, чтобы картон получился более плотным. Поскольку для создания необычных дизайнерских вещей мне нужен был совершенно разный картон, то в одни образцы я добавила клей, а в другие нет. Тем интереснее как оказалось получился результат.
ж) Седьмой этап - удаление лишней воды с выложенной на каркас смеси, прессование (я использовала обычную коробку с вещами, чтобы сделать метод получения картона действительно доступным для каждого) и сушка. Сушка тоже была самой обычной, спрессованные листы я достала из формы и просто переложила на подложку из использованных листов и так сушила на батарее. Процесс сушки занимает 24 часа.
з) Получение листов готового картона. Приложение №5 стр.24
Весь технологический процесс производства картона, выбранный мной отражен в Приложении № 6 стр. 25
Воспроизвести его будет нетрудно, даже ребенку моего возраста, а полученные результаты будут очень интересными, кроме того и сам процесс изготовления очень занимательный.
Как можно оценить , полученный результат: После прохождения всего технологического процесса , на выходе я получила картон с необычными включениями, более тонкий (это тот, в который не был добавлен клей) и более плотный и толстый (это тот , который содержит в своем составе клей). На вид это действительно картон, который не купишь в магазине и из которого я буду создавать арт- объекты, чтобы показать, что его можно в дальнейшем использовать и он может приносить пользу.
2. Использование полученного в домашних условиях картона для создания арт-объектов. Переработка третьего уровня.
При переработке макулатуры в картон я изначально ставила себе цель произвести не просто картон, а картон , который можно использовать в необычных вещах, создавать объекты, которые не просто будут пылиться на полке, а которые можно подарить.
Первый арт - объект, созданный мной - это настенное панно "Уютный вечер".
Процесс создания:
Были использованы следующие материалы:
- зерна кофе
-бечевка
-краски
-пластиковый декор
За счет необычной текстуры картона панно получилось объемным, кроме того, использованный кофе дает аромат и такое панно можно использовать не только для красоты, но и как натуральный ароматизатор. И действительно нельзя догадаться, что вся основа для него была изготовлена из обычной использованной газеты.
Второй арт - объект, созданный мной - это картина "Сердце Севера".
Процесс создания:
При создании этой картины были использованы только краски. В этот лист картона при переработке макулатуры была добавлена фольга и она дала эффект мерцающего снега, что в сочетании с таким рельефом сделало картину живой и многогранной.
Тогда у меня возникла мысль, что такие картины могли бы стать визитной карточкой нашего Края! Все жители нашего поселка могут собирать макулатуру, которую можно перерабатывать описанным мной способом, а наши местные умельцы и художники, да и просто талантливые люди могли бы создавать необычные картины о Севере. Их можно было бы представлять на ярмарках, выставках, продавать и полученные деньги использовать для развития нашего поселка. Это были бы не только красивые вещи, но и вещи, которые сохраняют нашу природу и каждый мог бы почувствовать себя сопричастным к большому и важному делу.
Третий арт - объект, созданный мной - это морская композиция, состоящая из двух объектов "Морская глубина".
Процесс создания: первый объект
второй объект
При создании данных арт- объектов были использованы:
- морские и речные ракушки
-бечевка яркого цвета
- краски
- стеклянные элементы
-пайетки
В этой работе был выбран картон с включение из голубого бисера, он замечательно подошел к морской тематике и уже сам по себе стал декоративным фоном, на котором можно было создать абсолютно любую морскую композицию.
Идеи создания тех или иных арт- объектов пришли не случайно, сама текстура и добавленные включения подсказали тематику дальнейшего использования. Причем таких вещей вы точно не найдете в магазине, они являются дизайнерскими и то каким получится результат определяете именно вы, потому что именно вы добавляете в смесь при изготовлении картона нужную вам добавку.
Все созданные мной арт-объекты изготовленные из своего картона, переработанного из обычной газеты представлены в Приложении № 7 стр. 26
III. Выводы и заключение
Работа, проделанная мной по изготовлению картона в домашних условиях позволила сделать мне много выводов и открытий:
Во - первых, произвести картон из обычной газеты можно в домашних условиях;
Во- вторых, такой картон по текстуре и свойствам отличается от покупного, что делает его уникальным;
В - третьих, в такой картон при его изготовлении можно добавлять различные включения и добавки, определяя его дальнейшее предназначение с точки зрения его использования;
В - четвертых, из полученного картона можно создавать совершенно необычные вещи, которые могут стать подарком, что дает картону уже даже не вторую, а третью жизнь;
В - пятых, такая идея переработки макулатуры может стать отличной экологической идей региона, когда каждый житель сможет внести свой вклад в сохранение леса и экологии, а произведенная из переработанного картона продукция визитной карточкой Края и при правильном бизнес - планировании даже принести дополнительные средства в бюджет для развития.
В - шестых, в сложной экономической и политической ситуации, когда наша страна испытывает колоссальное давление, нехватку сырья из-за перебоев в поставках, такой способ переработки каждым неравнодушным сэкономит бюджет, позволит меньше производить за счет рационального использования, меньше тратить ресурсов и меньше зависеть от внешних факторов.
Гипотеза, в которой я предположила, что из обычной макулатуры можно произвести картон дома, да причем такой, который купить в магазине нельзя, с необычными включениями и текстурой, которые позволят создавать красивые арт - объекты оказалась верной. А это в свою очередь поможет решить и проблемы нехватки бумаги, и экологические, и при дальнейшем включении в этот процесс всех жителей моего населенного пункта даже принесет выгоду местному бюджету для развития нашего Края. Полученный картон я действительно никогда не видела в магазине. А сейчас очень цениться, то что купить нельзя, и тем более то, что является экологически ориентированным.
Кроме того, проведенная мной работа, открывает еще один способ спасения деревьев. Конечно, я не смогу отказаться от использования тетрадей и учебников, но теперь для урока технологии например я могу сама приготовить себе картон, а не покупать его в магазине. И так может сделать каждый ученик моего класса. Ведь нам кажется, что мы тратим бумаги совсем не много - пара тетрадей, несколько листов бумаги и картона на технологии. На самом деле не так уж мало. Оказывается, что в среднем 4 человека за месяц производят 100 кг. макулатуры.
100 кг. макулатуры
12000 листов бумаги
1 дерево
производят за месяц
можно получить
Из этих 100 кг., если их сдать в переработку, можно произвести 12 000 листов обычной бумаги. При этом мы спасаем 1 дерево. То есть каждый человек может спасти 3 дерева за год! А если при этом еще и меньше тратить бумагу, можно не только спасти деревья, но и получить экономию для бюджета. Кроме того, то что вы получаете в результате использования этого картона при создании арт- объектов, вообще является уникальным продуктом, который ты не купишь в магазине точно. Закончить свою работу я хотела бы стихотворением, которое сочинила сама:
И пусть частица ты лишь на Земле
И кажется, что ничего ты не решаешь,
Но каждый житель мне поверь
Хранит планету нашу и теперь ты это знаешь!
Возьми листок бумаги, только посмотри!
Скольких трудов, ресурсов он достоин,
А ты пусть даже ты один,
Но в поле за спасение Земли ты - Воин.
Возьми и древо посади,
Чтоб не рубить его когда-то.
А то что есть ты сохрани,
Переработав из газеты ты на благо!
Создай ты то, что может никому и не под силам,
Но вдруг посаженное рукой твой зерно,
Взрастет как первый яркий луч над голубым заливом!
И
Автор : Анастасия Тонких
люди улыбнуться миру и будет в этом Мире нам тепло!
Список использованной литературы
1.Все о бумаге. [текст]/Discovery Education, пер.А.Аракелов – Махаон, 2014г. – 32с.
2. Горшков, Р. К. Использование вторичных ресурсов в промышленности строительных материалов: методология и практика: монография [Текст] / Р. К. Горшков. – М.: ЭкслибрисПресс, 2004. – 288 с.
3. Демина, Т.А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды: пособие для учащихся старших классов общеобразовательных учреждений [Текст] / Т. А. Демина. – М:Аспект Пресс, 2000-143с.
4. Игнатьев, В. Клондайк на помойке. Как заработать на вторсырье [Текст] / В. Игнатьев. – М.: Центрполиграф; МиМ-Дельта, 2004. – 159 с.
5. Розен, Б. Я. Чудесный мир бумаги [Текст]/ Б. Я. Розен. – М,: Лесная промышленность,1976. – с. 49
6. Изготовление бумаги [Электронный ресурс] // http://potok.nnov.ru/node/2564
7.Интересные факты [Электронный ресурс]//http://www.ragnsells.ee/keskkonnafaktid_rus.
8. История книги [Электронный ресурс] // http://maxbooks.ru/paper/papir07.htm
9. Как производится бумага. [Электронный ресурс]. – Реж. доступа: http://wood-prom.ru/analitika/13328_kak-proizvoditsya-bumaga
10. Карнаухин, Д. Получение бумаги в домашних условиях [Электронный ресурс]/ Д.Карнаухин, Н. Гусев, С. Зурова, Д. Валиева//http://www.prog132007.narod.ru/Issl_rab/Bumaga.htm.
11. Опишите технологию изготовления бумаги [Электронный ресурс]//http://otvet.mail.ru/question/65666243.
12. Переработка бумаги в домашних условиях. Создание дизайнерской бумаги./А.Литвинова, [электронный ресурс]. – Реж. доступа: http://nature-time.ru/2014/02/pererabotka-bumagi-v-domashnih-usloviyah/
13. Переработка макулатуры. Технология и обоснование необходимости/ А.Литвинова, [электронный ресурс]. – Реж. доступа: http://nature-time.ru/2014/04/pererabotka-makulaturyi/
14. Пять детских мотивирующих стихов о сборе макулатуры [электронный ресурс].//http://ecology-of.ru/vtorsyre/5-detskikh-motiviruyushchikh-stikhov-o-sbore-makulatury
15. Савельева, В. Получение бумаги в домашних условиях [Электронный ресурс]// http://nsportal.ru/ap/library/khudozhestvenno-prikladnoe-tvorchestvo/2013/11/21/polucheniebumagi-v-domashnikh-usloviyakh.
16. Современные способы переработки тряпья в бумагу [Электронный ресурс]// http://artcon.ru/node/3087.
17. С чистого листа. В Ленобласти остановилось производство офисной бумаги А4[Электронный ресурс]// http://www.makulaturu.ru/articles/izdeliya-iz-makulaturi
18. Технология изготовления бумаги [Электронный ресурс] //http://otvet.mail.ru/question/65666243
19. Что делают из макулатуры. [электронный ресурс]. – Реж. доступа: http://www.makulaturu.ru/articles/izdeliya-iz-makulaturi
Приложение №1 " Процесс измельчения макулатуры (газет)".
Приложение №2 "Взбивание блендером, полученной пульпы для дальнейшей переработки".
Приложение №3 "Изготовление каркаса для формирования листа картона и процесс выкладывания полученной пульпы".
Приложение №4 "Добавление вкраплений в полученную смесь для изготовления дизайнерского картона, которого нет в продаже".
Приложение №5 . "Получение результата. Готовые листы произведенного в домашних условиях картона".
Приложение №6 "Технологический процесс производства картона в домашней лаборатории".
Приложение №7 "Арт- объекты, созданные мной из своего картона, переработанного из газеты".