XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Дело - то бумажное, но для природы важное
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Цель проекта: доказать необходимость экономного использования бумаги, научиться бережному отношению к природным ресурсам.
Задачи проекта:
Выявить экологическую пользу от сбора макулатуры.
Провести и проанализировать результаты акции по сбору макулатуры.
Привлечь внимание учащихся экономно использовать бумагу.
Выяснить и исследовать, как можно использовать и приготовить вторичное сырье в домашних условиях.
Гипотеза: макулатура – мусор, который может помочь в сбережении леса,
воды и электроэнергии.
Объект исследования: бережное отношение к окружающей среде и природным ресурсам.
Предмет исследования: проблемы экологии и необходимость вторичного использования природных ресурсов.
Методы исследования: изучение информационных источников, проведение акции по сбору макулатуры и изучение цифр, приготовление вторичного сырья в домашних условиях.
Вывод: доказали необходимость экономного использования бумаги, научились бережному отношению к природным ресурсам.
Содержание
1.Введение
2.Основная часть
3.Процесс переработки вторичного сырья
4.Способы применения использования бумаги
5. Заключение
«Даже взмах крыльев бабочки
способен изменить мир»
народная мудрость
1.Введение.
Глядя на состояние, в котором находится наш мир сегодня, у многих возникает желание изменить его к лучшему. Экологическая ситуация на планете ухудшается с каждым днем, и одна из причин в том, что вырубается огромное количество деревьев для того, чтобы производить бумагу. А посадить новое дерево и вырастить его – это большие затраты и усилия. К тому же, чтоб вырастить хорошее дерево нужно в среднем ждать 50 лет.
Массовая вырубка насаждений приводит к большим негативным последствиям. Можем ли мы повлиять на это и как изменить мир вокруг и сделать его немного лучше?
В нашей школе организуется сбор макулатуры. Понятно, что данное мероприятие не может полностью решить проблему вырубки лесов, но меня очень заинтересовал вопрос, и я хотел бы исследовать насколько эффективна эта акция, почему необходимо сдавать макулатуру и сколько деревьев сможет спасти наш класс от вырубки лесов.
2.Основная часть.
Что такое макулатура? Если говорить о происхождении самого понятия макулатура, то стоит сказать, что истинные корни его трактования являются немецкими. В современном варианте таким термином обозначают различные бумажные изделия и отходы, которые уже не поддаются использованию.
По материалам Википедии - макулатура (нем. Makulatur, от лат. Maculo пачкаю) – отходы производства, переработки и потребления всех видов бумаги и картона, пригодных для дальнейшего использования в качестве волокнистого сырья. Вместо термина макулатура в литературе используют «вторичное сырье».
Макулатура - это уже использованный продукт бумажного производства, то есть то, что может подлежать вторичной переработке для получения новой продукции. А это означает – новые тетради, учебники, книги, журналы. Я никогда не задумывался, что происходит с газетой, журналом или брошюрой после того, как я ее прочел. Если я ее выброшу, она окажется на свалке, где ей предстоит мирно догнивать среди другого мусора. А если я сдам ее как вторичное сырье (макулатуру), то она получит вторую жизнь. Многие жители уже и позабыли, что такое сдача макулатуры, машинально выбрасывая старые газеты, тетради или книги, они не думают о возможности сдачи их в пункт приема макулатуры. Несмотря на сложности, кризис и низкий спрос, заводы по переработке макулатуры постепенно начинают наращивать обороты, тем, самым, сподвигнув людей отнести скопившуюся стопку макулатуры в пункт приема, вместо того, чтобы просто дойти до ближайшего мусорного бака и выкинуть ее туда.
3.Процесс переработки вторичного сырья.
Сначала всю сданную макулатуру рассортируют на бумагу и картон, затем она пойдет в переработку. Сильно загрязненные бумажные отходы выбраковываются, так как их очистка дорого стоит, а затраты не оправдываются. В России и странах СНГ макулатуру разделяют по соответствующему стандарту на тринадцать марок, которые объединены в три основных группы, имеющие буквенное обозначение:
«А» - это самое чистое и ценное сырье, к которому относится белая бумага для принтеров, рисования, записей, отходы целлюлозных изделий, имеющих белый цвет, бумажные бывшие в употреблении, но не загрязненные мешки для упаковки разных материалов (кроме ядовитых).
«Б» - это вторичное сырье средней ценности. К нему относится картон, имеющий различные надписи, гофрокартон, обложки, переплеты, корешки, книги, журналы, бланки и подобная продукция.
«В» - это низшая ценность макулатуры. Ламинированный картон или бумага, афиши, разноцветный картон (кроме черного и коричневого цветов), светочувствительная бумага т.п.
Для того чтобы переработать вторичное волокнистое сырье, нужно пройти несколько этапов.
На первом этапе макулатуру помещают в горячую воду, где с нее удаляются загрязнения (пленка, металлическая проволока, песок, проволочные скобки, клей, частицы пластиков, минеральные частицы грязи и прочее). Далее она измельчается до требуемого размера.
На втором этапе полученную массу очищают от печатных красок и других подобных частиц. Затем массу разделяют на волокна, из которых составляют композицию будущего картона или бумаги. Они получаются разной длины. Поэтому на следующем этапе их разделяют на длинные и короткие. Из длинных волокон изготавливают высококачественную картонную или бумажную продукцию, а короткие входят в состав внутренних слоев многослойного картона. На этом этапе в нее добавляют специальные химические вещества, которые придают бумаге прочность и влагостойкость. Наконец, переработанная макулатура попадает в картонно- или бумагоделательную машину. Здесь происходит отлив полотна, пресс, сушка, отделка. На выходе получается новая продукция. Однако, отходы картона и бумаги не получится использовать бесконечно, так как при каждой переработке волокна становятся все короче и короче. В итоге они получаются непригодными для производства новой продукции. Было установлено, что после трех-четырех циклов переработки, свойства волокон очень заметно снижаются, но установить, сколько раз перерабатывалась макулатура нельзя.
Однако на этом мои исследования переработки вторсырья не закончились, и я хотел узнать: «Совпадают ли этапы переработки макулатуры, которые я описал, с этапами на производстве?». Для того, чтобы ответить на свой вопрос и поставить точку в исследовании переработки вторсырья, я обратился к сайтам компаний, которые занимаются переработкой макулатуры. На сайте одной из компаний была представлена общая технология и этапы переработки бумаги. В число этих этапов входит:
Сортировка.
Измельчение.
Первичный роспуск на волокна.
Очистка от примесей.
Вторичный роспуск на волокна.
Тонкая очистка.
Производство вторичных товаров.
Предприятия по виду выполняемых операций, занимающиеся переработкой макулатуры: пункты приема занимаются сортировкой и измельчением, предприятия частичного цикла – роспуском на волокна и изготовлением пульпы, полного цикла – тонкой очисткой и производством новых товаров.
Сортировка макулатуры
При приеме вся макулатура сортируется по группам в зависимости от качества сырья: низкое, среднее, высокое. Это связано с ограничением числа циклов переработки бумаги: чем ниже качество, тем меньше циклов, а смешивание понижает характеристики сырья.
На этапе сортировки учитываются ряд характеристик поступающего сырья: цвет, вкрапления посторонних материалов (краска, клей, металлы, пленка), состояние, качество покрытия.
Измельчение сырья
Для рационального распределения пространства необходимо измельчать и спрессовывать поступающие отходы. Сырье загружают в дробилки или шредеры, где ножами макулатура измельчается на мелкие куски размером 1-5 см. Измельченные куски спрессовываются в бруски или другую форму, в которой они будут отправлены на роспуск. В такой форме сырье принимают бумажно-целлюлозные комбинаты, поэтому пункты приема, кроме сбора и сортировки, занимаются прессованием мусора. Для перерабатывающих предприятий это важно, потому что отходы прессуются в соответствии с вместимостью производственного оборудования.
Первичный роспуск на волокна
Главная задача при переработке бумаги – разделить сырье на волокна. Для этого бумагу помещают в емкость, заполненную жидкостью, где при вращении макулатура набухает и распадается на волокна. Образующаяся масса называется пульпой – из нее проще извлекать посторонние примеси. Операция по первичному роспуску на волокна проходит в гидроразбавителях. По принципу работы они похожи на стиральные машины: вращающиеся барабаны, в которые подается вода. Под действием влаги и центробежной силы происходит распад на волокна и образование однородной пульпы.
Очистка от различных примесей
При первичном роспуске перерабатываемое сырье образует массу, состоящую из двух групп материалов: целлюлозные волокна, посторонние примеси. Для производства низкокачественной продукции или для получения добавки пульпу можно не очищать от примесей. Очистка необходима для достижения максимального числа циклов переработки бумаги. Образующаяся в барабане пульпа проходит через улавливатели и фильтры, за счет чего масса очищается от грязи, песка, пленки, скрепок, веревок, клея. Дополнительная очистка возможна, если прогнать сырье через вибросито.
Вторичный роспуск
Повторный роспуск необходим для разделения на более мелкие волокна, чтобы улучшить свойства пульпы. После вторичного роспуска однородная пульпа проходит более тонкую очистку, при которой достигаются необходимые характеристики вторсырья. Вторичный роспуск аналогичен первичному: сырье размещается в заполненный жидкостью барабан, где под физическим воздействием размывается.
Способы тонкой очистки
После повторного роспуска пульпа подлежит тонкой очистке, заключающейся в последовательном прохождении через 2 вида устройств:
сортировочное;
термодисперсное.
В сортировочном устройстве пульпа проходит через сито, где делится по размеру волокон, попутно отделяя посторонние субстанции. Остатки, которые не прошли сортировку из-за несоответствия размеру, отправляются на дополнительную обработку или используются в другом направлении (смешиваются с низкокачественной пульпой).
Остатки, которые невозможно отделить механическими методами через сито, отсеиваются термодисперсным способом. К таким остаткам относятся жиры, масла, смолы, пленки. Термодисперсная очистка заключается в нагреве массы, при которой она разделяется на растворимые (пульпа) и нерастворимые (остатки, подлежащие удалению) вещества.
Дополнительная обработка
В зависимости от необходимых характеристик вторичной продукции, пульпа подвергается дополнительной обработке для достижения необходимых показателей. Улучшение свойств пульпы возможно двумя путями:
обработкой дополнительным видом воздействия;
применением добавок.
Под дополнительным механическим воздействием или нагревом достигается полное обесцвечивание или отбеливание массы. Для этих же целей в массу добавляют красители или химические реагенты. Упрочнение структуры новых бумажных волокон достигается при добавке древесной целлюлозы, имеющей длинные волокна. Применением биологических добавок достигается избавление от прежних запахов и бактерий.
4.Способы применения использования бумаги.
Существует мнение, что с макулатуры можно производить только некачественную продукцию, такую как туалетную или оберточную бумагу. Да, действительно, до недавних времен наблюдалась такая тенденция, но с появлением нового современного оборудования, стало возможным производство высококачественной продукции, вплоть до строительных материалов: эковаты, теплоизоляционного материала, волокнистых плит и т.д.
Производство из макулатуры таких подобных материалов имеет небольшую стоимость, потому, что как правило, в состав продукции входит вторсырье (до 80%). Однако и на этом применении макулатуры не заканчивается. Макулатура – это самое главное сырье, используемое в производстве для производства различного рода упаковок, картона, газетной, офисной бумаги, а также средств личной гигиены.
В настоящее время разработаны уникальные технологии по переработке вторсырья для получения более широкого ассортимента продукции: одноразовой посуды, технических и декоративных тканей, аксессуаров, отделочных, изоляционных и строительных материалов, тары. Кроме того, из нее изготавливают индивидуальные фирменные упаковки с логотипом компании, в ней нуждаются заводы по производству мягких кровельных материалов и рубероида.
Использованной бумаге находится очень много разных способов применения.
Как подготовиться к сдаче макулатуры?
Не думайте, что старую бумагу собирать очень легко. При сдаче макулатуры существуют определенные правила, которые связаны с тем, что на предприятиях перерабатывают ее по типам, каждый из которых имеет свою марку, что в дальнейшем определяет стоимость готового продукта.
Эти правила состоят в следующем: отсутствие на бумаге разного рода химических, масляных, лакокрасочных загрязнений; не принимается наждачная бумага, а также, горелая, грязная, прелая (влажность которой превышает 15%); необходимо очистить макулатуру от металлических, деревянных, пластиковых вкраплений в виде скрепок, скобок, пластиковых файлов, остатков скотча, клея, фольги, сургуча и прочих побочных материалов; не допустим сбор бумажных отходов на свалках, вблизи лечебных учреждений (поликлиники, больницы, ветеринарные лечебницы), в местах скопления вредных веществ (ядерные полигоны, фармацевтические предприятия); картон принимается отдельно от остальной бумаги; макулатуру не следует рвать или мять; упаковывать в коробки или разложить в отдельные связки.
Наши достижения и исследования.
По разным данным из Интернета, есть утверждения, что от 60 до 100 килограмм макулатуры могут сохранить 1 взрослое дерево. Один из самых эффективных способов организовать масштабный сбор макулатуры – привлечь к этому процессу учащихся. Ведь у учеников накапливается огромное количество бумаги, старых тетрадей, книг, которые устаревают и становятся ненужными. От них нужно избавляться, но с толком и пользой. К этому процессу нас привлекают в школе, чтобы на практике научить бережному отношению к природе. Так, в мае 2021 года наш класс принимал активное участие в акции «Прояви свою культуру – собери макулатуру». Мы собрали 65 кг макулатуры, сохранив таким образом жизнь одному молодому дереву, а наша школа собрала 587 кг макулатуры и спасла в среднем 6-7 деревьев. В этом учебном году мы поставили цель собрать еще больше макулатуры.
Теперь в нашем классе появилась коробка для сбора макулатуры с надписью «Дело-то бумажное, но для природы важное», в которую мы начали складывать бумагу и остатки картона, конспектов, тетрадей с заданиями, журналов и книг.
Мы с ребятами решили не останавливаться на достигнутом, а будем и дальше продолжать благородное дело! Так родилась новая полезная и добрая традиция в нашем классе!
А еще, начиная с июня 2021 года, мы с мамой собираем макулатуру и дома. Вот уже 9 месяцев мы не выбрасываем: прочитанные журналы, газеты, бумажные упаковки от продуктов, игрушек, канцелярских принадлежностей, использованную офисную бумагу. Нам удалось собрать 45 кг. Это немного, но это значит, что мы не выбросим макулатуру, а это значит, что она не сгорит или не сгниет на свалке, а принесет пользу. Значит наша семья может спасти 1 дерево за год. Это немного, когда делает одна семья, а если так будут поступать все, то меньше лесов нужно будет вырубать только для того, чтобы у нас была бумага для тетрадей, книг, коробок и другой продукции, которую можно и нужно выпускать из вторичного сырья – макулатуры. При правильном обращении и некоторых усилиях со стороны каждого из нас эта бумага может использоваться многократно, спасая тысячи деревьев. Поэтому мы относим большую часть бумаги в «Пункты выкупа вторсырья», где у нас её благополучно принимают и впоследствии передают на переработку.
Совместные дела, крепкая дружба, посильный вклад в сохранение окружающей среды в чистоте – вот, что делает нашу жизнь лучше…
5.Заключение
В данной исследовательской работе рассматривается очень актуальный вопрос об экономии ценных природных ресурсов, путем сбора макулатуры. В соревновательной игровой форме привлекать учащихся к социально-значимой работе, направленной на сохранение лесов родного края, сбережение природных ресурсов и на очищение города от бумажного мусора.
Известно, что 1 тонна макулатуры заменяет около 4 кубических метров древесины, а значит, использование макулатуры позволяет существенно экономить древесину и уменьшить вырубку лесов. А так же собрав и сдав макулатуру можно не только спасти от вырубки часть леса, но и уменьшить площадь мусорной свалки, а также получить небольшую экономическую выгоду. Учащиеся нашего класса решили призвать учащихся всей школы к постоянному сбору макулатуры.
Если собирать макулатуру постоянно, превратить это в хорошую привычку, то, наверное, и пользы получится больше. Чем больше людей задумаются над этим сейчас, тем чище останется земля потомкам и сохранится больше деревьев, а значит, воздух будет чище.
Исходя из информации, что мы изучили в ходе работы над проектом и проведенной исследовательской работы, мы пришли к выводу, что применение вторичного волокнистого сырья имеет огромное значение для экологии, а также для сохранения лесов. Только благодаря этому процессу сохраняется огромное количество зеленых насаждений, а также электроэнергии и водных ресурсов.
Список литературы:
1. Ванчаков М.В., Кулешов А.В., Коновалова Г.Н. Технология и оборудование для переработки макулатуры: учебное пособие / ГОУВПО СПбГТУРП. - СПб., 2010, Ч.1. с. 98.
2. Чуйко В.А. Технология целлюлозно-бумажного производства. Справочные материалы. // Том I. Сырье и производство полуфабрикатов. С.Пб: РИОЛТА, 2002, с. 419.
3. Дулькин Д.А., Спиридонов В.А., Комаров В.И. Современное состояние и использование вторичного волокна из макулатуры в мировой и отечественной индустрии бумаги. - Архангельск: Изд. АГТУ, 2007, с. 1118
4. Смоляницкий Б.З. Переработка макулатуры. - М.: Лесная промышленность, 1980, с. 176.