XXII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Одноразовый яблочный стаканчик - альтернатива пластику

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы

Горбачев С.Н. 1

---

1ГБОУ Школа №1584

Толкованова Т.А. 1

---

1ГБОУ Школа №1584

Работа в формате PDF

474.5 KB

Введение

Актуальность. Сегодня повсеместно используется одноразовая пластиковая посуда, особенно на пикниках и отдыхе. Это связано стем, что пластик легок, прочен, дешев, удобен в использовании. Однако, можно видеть картину мест отдыха, забросанную одноразовой пластиковой посудой, которая может в таком виде храниться в природе до 100 лет, загрязняя окружающую среду, принося вред ее обитателям. Да и некрасиво это. О том, что пластик вредит природе я узнал на уроках Окружающего мира в школе и во время трудовых экологических акций по уборке территории школы, которые мы проводили с одноклассниками, тогда я задумался, а что, если заменить пластик природными материалами, они ведь не будут вредить природе? Какие же природные материалы можно взять для замены и изготовить из них посуду? Почитав об этом, я узнал, что в других странах для этого используется сахарный тростник, жом от кофе, но эти растения у нас не растут. Идея использовать яблочный жом для изготовления одноразового стаканчика пришла, когда я готовил сок из яблок, а жом приходилось выбрасывать. Изучив этот вопрос подробнее, я решил попробовать использовать его для изготовления одноразового стаканчика и провести опыты с ним.

Целью исследования, стала разработка и апробация одноразового яблочного стаканчика в домашних условиях, как альтернативы пластиковой посуде.

Объект исследования стало выяснение материалов и методов изготовления одноразовой посуды

Предметисследования: процесс изготовления и апробации одноразового яблочного стаканчика в домашних условиях, как альтернативы пластиковой посуде.

Гипотеза исследования: мы предполагаем, что в домашних условиях можно изготовить одноразовый биоразлагаемый яблочный стаканчик и он в отличие от пластикового на будет загрязнять природу.

Задачи исследования:

1.Описать пластиковую одноразовую посуду и последствия ее применения для природы.

2.Изучить какая бывает биоразлагаемая одноразовая посуда и какие материалы для ее изготовления используются.

3.Выяснить возможности и методы использования яблочного жмыха для изготовления одноразовой посуды.

4. Спланировать и провести экспериментальное исследование изготовления одноразового яблочного стаканчика в домашних условиях, провести опыты с ним.

5. Провести опрос осведомленности одноклассников и взрослых о возможностях использования яблочного жмыха для изготовления одноразовой посуды, проанализировать результаты и дать рекомендации.

Методы исследования: Теоретический анализ темы исследования, моделирование, анкетирование, эксперименты, количественный и качественный анализ результатов исследования

Структура работы:

Работа состоит из содержания, введения, двух глав, заключения, списка источников.

Глава 1. Материалы для изготовления одноразовой посудыи их влияние на природу

1.1 Пластиковая одноразовая посуда и последствия ее применения для природы

В наше время на отдыхе, на пикнике или на даче мы уже не представляем своей жизни без одноразовой посуды и упаковок из пластика. С одной стороны, это удобно, не бьется, всегда в достаточном количестве, не надо мыть в холодной воде. С другой стороны, многие из нас совершенно не задумываются, что пластиковая посуда может нанести непоправимый ущерб окружающей среде и здоровью человека. Всегда ли вы выбрасываете использованную пластиковую посуду в специальные места для отходов из пластика? Специальная маркировка на дне любого изделия из пластика информирует покупателя о типе материала [1].

Многие изделия из пластмассы могут содержать вредные стабилизаторы, соли тяжёлых металлов и другие токсичные вещества, и всё это при нагревании, тем более при повторном использовании может попасть в организм, именно поэтому одноразовую посуду нельзя использовать повторно.

Из поливинилхлорида делают бутылки для напитков, коробочки для косметики, тару для бытовых химикатов, одноразовую посуду. Со временем ПВХ начинает выделять вредное вещество — винилхлорид, который является сильным канцерогеном, он может попадать в напитки и пищу [5]. Негативное влияние одноразовой посуды на организм человека не является ее единственным недостатком. Пластиковые тарелки и стаканчики уже стали одним из самых сильных загрязнителей окружающей среды, так как они очень медленно разлагаются, время разложения пластика в природе составляет от 5 до 100 лет [1].

Активное использование человечеством пластмассовых изделий привело к формированию в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах гигантских 26 мусорных пятен, которые состоят из пластика, который не разлагается.

Скопления мусора наносят ущерб животному и растительному миру, а включение пластмасс в пищевые цепи несет дополнительную угрозу людям, так как они употребляют в пищу рыбу и другие морепродукты [5].

Таким образом, пластиковые отходы оказывают существенное влияние на состояние окружающей среды, в особенности береговой линии и морской флоры, и фауны. Хочется отметить, что одноразовая посуда называется так потому, что её нельзя использовать второй раз и после использования следует выбрасывать в специальные, предназначенные для отходов из пластика места. Тем самым мы позаботимся не только о своём здоровье, но и о здоровье будущих поколений.

1.2 Биоразлагаемая одноразовая посуда и материалы для ее изготовления

Альтернативой пластиковой посуде является биоразлагаемая или экопосуда, изготавливаемая из бамбука, лузги семечек, кукурузного крахмала, опавших пальмовых листьев, кокосового волокна и прочих натуральных компонентов. Такая посуда не оказывает вред ни здоровью человека при использовании, ни окружающей среде, так как разлагается в течение 6-9 месяцев, например, с помощью естественных биокомпонентовпочвы [4].

Биоразлагаемая посуда – уникальный вид одноразовых столовых принадлежностей, основой которых являются натуральные природные материалы. Биоразлагаемую посуду делают из самых неожиданных видов растительного сырья: кукурузный крахмал, картофельный крахмал, пшеничная солома, сахарный тростник, и другое [4].

Посуда из экологически чистых материалов предназначена для потребления пищевых продуктов, хранения и транспортировки. Ее свойства подходят для горячих напитков и пищи, для заморозки и разогрева в СВЧ. Сфера применения такой посуды довольно широка: ж/д ланч, доставка еды, кейтеринг, кофе-брейк на выставках и различных мероприятиях, работа кафе и ресторанов. Также получает широкое распространение сфера доставки пищи на дом и в офисы в экологически безопасной посуде из натуральных материалов [4].

Сравнительная таблица преимуществ и недостатков одноразовой посуды из природных материалов была составлена нами исходя из цели исследования (см. таблицу 1).

Таблица1

Сравнительная таблица преимуществ и недостатков одноразовой посуды из природных материалов

1.3 Возможности и методы использования яблочного жмыха для одноразовой посуды

Яблоки содержат большое количество клетчатки и сахаров, изучив литературу по данной теме было выяснено, что клетчатка обеспечивает прочность, а сахара являются природными полимерами и обеспечивают прочность соединения клетчатки в готовом изделии.

«Именно мякоть играет решающую роль в производстве стаканов. Однако кожура тоже является не бесполезным продуктом. Она содержит большое количество пектина, лигнина, клетчатки. За счет этих компонентов прочность стакана может увеличиться во много раз» [2].

Для отбора последовательности и изучении технологии изготовления яблочного стаканчика нами были изучены исследования самарских ученых, в данном направлении, представленные в интернет – статьях«Самарские ученые изобрели стаканы из яблочного пюре»[6]. и «Выпил – закусил: самарские студенты научились делать посуду из яблок»[2].

После измельчения и получения яблочного пюре приступают к формовке. Затем обмазывают полученной массой формы и отправляют в специальную печь на сушку при температуре 60 градусов. Процедуру повторяют несколько раз, и часа через три стаканы готовы.

На основании анализа данных статей, было выяснено, что последовательность изготовления посуды из яблок состоит из трех этапов:

1. Подготовка сырья: мытье, читка яблок, получение пюре (жмыха после отжима).

2. Формовка (использование основы для придания формы изделию).

3. Высушивание (используются сушильные аппараты для получения сухофруктов или же духовку на невысоких температурах - 60 градусов С).

Глава 2. Экспериментальное исследование изготовления одноразового яблочного стаканчика в домашних условиях и опыты с ним

2.1 Материалы и методы исследования

Цель практической части нашего исследования, подтвердить или опровергнуть гипотезу о том, что в домашних условиях можно изготовить одноразовый биоразлагаемый яблочный стаканчик и он в отличие от пластикового не будет загрязнять природу.

Для этого мы использовали следующие методы:

1. Моделирование самодельного одноразового яблочного стаканчика из яблочного жома после механического отжима сока

2. Эксперименты по изучению свойств стаканчика и его способности к биоразложению.

3. Проведение анкетирования одноклассников и взрослых по использованию яблочного жома и составление рекомендаций по изготовлению яблочной посуды в домашних условиях ее использованию.

Для проведения опытов нам потребовались:

Материалы и оборудование: соковыжималка электрическая, духовая печь газовая, 2 миски, нож, стакан для формовки, вода кипяченная, два цветочных горшка с растениями, пластиковый стаканчик (для сравнения биоразложения), 4 яблока.

2.2. Изготовление яблочного стаканчика

В основу технологии изготовления одноразового яблочного стаканчика мы взяли технологию самарских ученых, описанную в первой главе, а именно, были предприняты следующие шаги, в соответствии с 3 этапами технологии:

1. Подготовка сырья: мытье, читка яблок, получение пюре (жмыха после отжима). Чистка и резка осуществлялась вручную, получение жмыха с помощью соковыжималки (фото в приложении). Сок был выпит.

2. Формовка (использование основы для придания формы изделию) осуществлялась вручную с помощью стакана (см. приложения).

3. Высушивание (использовали духовку на невысоких температурах - 60 градусов С). С перерывами сушили по 1 часу добавляя слои из яблочного жома (всего 3 часа), потом досушивали в выключенной духовке. Последовательность и выполнение данных этапов представлены на фото (см. приложения). А продукт проектирования- яблочный стаканчик на фото (см. рис.1)

2.2 Апробация яблочного стаканчика, проведение и описание экспериментов и обсуждение результатов исследования

Опыт 1. Проверка стаканчика на герметичность и возможность использования в качестве одноразовой посуды

Цель: проверить пропускает ли стаканчик воду, можно ли из него пить холодную воду, какая на вкус вода из яблочного стаканчика.

Х од опыта: в готовый высушенный стаканчик налили немного кипяченной воды, внимательно наблюдаем в течении 3-5 минут. Попробовали воду из стаканчика и кусочек стаканчика на вкус (см. рис. 2).

Рисунок 2. Фото проведения опыта проверки стаканчика на герметичность и возможность использования в качестве одноразовой посуды

Вывод. Стаканчик не пропускает воду, стенки стаканчика не набухают в течение 3-5 минут. Его можно использовать как одноразовую посуду. Вкус стаканчика похож на вкус сушеных яблок или яблочных чипсов, но не очень сладкий и жестче.

Проба воды из стаканчика показала наличие небольшого привкуса яблока, что делает ее вкуснее, но может помешать при использовании других напитков.

Опыт 2. Проверка способности яблочного стаканчика к биоразложению.

Цель: сравнить скорость и полноту биоразложения яблочного стаканчика в сравнении с пластиковым.

Ход опыта: Время проведения опыта 14 дней. Взяли два комнатных растения Денежного деревав горшках с землей.

Отрезали по кусочку 2х2см от пластикового и яблочного стакана.

Пластиковый - контроль, яблочный- эксперимент. Намочили оба кусочка водой, закопали в горшок с цветком (каждый отдельно на глубину 2 см.) и пометили место, где закопали (см. рис.3).

Рисунок 3. Фото проведения опыта проверки способности яблочного стаканчика к биоразложению

Растения обильно поливали в течение всего времени опыта. По завершении опыта выкопали и сравнили признаки разложения.

Рисунок 4. Результаты опыта 2. Способность к биоразложению. Контроль (пластиковый) и эксперимент(яблочный).

Вывод: Кусочек пластикового стаканчика(контроль) совершенно не изменился, значит процессы биоразложения не наблюдаются (см. рис.4). Кусочек яблочного стаканчика распался на фрагменты, потемнел еще больше, полностью его извлечь не удалось. Это свидетельствует о процессе биоразложения, который активно идет у яблочного стаканчика и отсутствует у пластикового.

Опыт 3. Анкетирование одноклассников и взрослыхпо использованию яблочного жома.

Цель: выяснить как используется яблочный жом или яблочные отходы в семьях взрослых и детей.

Меня заинтересовало, что думают посторонние люди на этот счет. И так я пришел к проведению опроса среди своих одноклассников и коллег мамы – работников детского сада.

Ход анкетирования. В опросе приняли участие 10 взрослых работников детского сада и 20 моих одноклассников. Для опроса была составлена анкета из 7 вопросов, на которые отдельно ответили взрослые и отдельно дети- мои одноклассники. Опрос был анонимным. На вопросы все отвечали письменно, в розданных анкетных листах.

В анкету входили следующие вопросы:

1. Пользуетесь ли вы пластиковой одноразовой посудой?

2. Знаете ли о вреде пластика для природы и человека?

3.Хотели бы вы использовать экологичную одноразовую посуду, вместо пластиковой чтоб сберечь природу если бы она даже была немного дороже?

4. Часто ли вы употребляете яблоки в пищу?

6.Знаете ли вы о полезных свойствах яблок?

7.Выбрасываете ли вы в мусор очистки от яблок?

8. Задумывались ли вы о том, что можно дать очисткам яблок вторую жизнь?

9. Знаете ли вы что такое яблочный одноразовый стаканчик и как его изготовить дома?

Результаты опроса взрослых работников детского сада показали, следующее (см. рис.5)

Рисунок 5. Результаты опроса взрослых работников детского сада.

Результаты опроса одноклассников представлены на диаграмме (см. рис.6).

Рисунок 6. Результаты опроса одноклассников.

Выводы: Результаты опроса взрослых (см. рис.5) показали, что практически все используют пластиковую посуду, 90% опрошенных знают о вреде пластика и 80% готовы использовать посуду из экологичных природных материалов даже если она будет немного дороже. В то же время, практически все взрослые выбрасывают отходы от яблок и только 20% задумывались о их использовании. О том, что такое яблочный стаканчик знает 1 человек из взрослых (10%). Опрос одноклассников показал(см.рис.6), что почти все любят яблоки, пользуются одноразовой посудой и выбрасывают очистки яблок в мусор. О вреде пластика для природы знают 40% детей, а задумывался о второй жизни яблочных очисток 1 человек- 5%. Также на знают, что такое яблочный стаканчик подавляющее большинство, только 1 человек ответил положительно на этот вопрос. Это говорит о том, что люди испытывают интерес к здоровой одноразовой посуде, но никогда не связывали эту тему с отходами от яблок.

Потому, я рассказал о своем проекте в коллективе детского сада и в классе, продемонстрировал продукт проектирования, видео его создания и дал рекомендации.

Таким образом, были выполнены все поставленные задачи исследования, достигнута цель, а гипотеза подтвердилась полностью.

Перспективами своего исследования вижу совершенствование формы стаканчика, проверку его влияния при разложении на домашние растения, а также хочу попробовать изготовить домашний компостер для утилизации таких стаканчиков с одновременным приготовлением органического удобрения для цветов в домашних условиях.

Заключение

Наша работа была посвящена актуальной теме «Одноразовый яблочный стаканчик - альтернатива пластику?» В ходе проведения исследования, были поставлены и решены следующие задачи:

1.На основе анализа литературы по теме исследования описана пластиковая одноразовая посуда и последствия ее применения для природы.Пластиковые отходы оказывают существенное влияние на состояние окружающей среды, в особенности береговой линии и морской флоры, и фауны. Хочется отметить, что одноразовая посуда называется так потому, что её нельзя использовать второй раз и после использования следует выбрасывать в специальные, предназначенные для отходов из пластика места. Тем самым мы позаботимся не только о своём здоровье, но и о здоровье будущих поколений.

2.Изучено какая бывает биоразлагаемая одноразовая посуда и какие материалы для ее изготовления используются.Биоразлагаемая посуда – уникальный вид одноразовых столовых принадлежностей, основой которых являются натуральные природные материалы. Биоразлагаемую посуду делают из самых неожиданных видов растительного сырья: кукурузный крахмал, картофельный крахмал, пальмовые листья и пальмовый жмых, сахарный тростник, и другое.На основании этого изучения была представлена сравнительная характеристика экопосуды из разных природных материалов и выявлено, что для домашнего изготовления посуды пригодны отходы яблок.

3.Были выяснены возможности и методы использования яблочного жмыха для изготовления одноразовой посуды и описана поэтапная технология ее изготовления, опираясь на исследования самарских ученых.Яблоки содержат большое количество клетчатки и сахаров, изучив литературу по данной теме было выяснено, что клетчатка обеспечивает прочность, а сахара являются природными полимерами и обеспечивают прочность соединения клетчатки в готовом изделии.было выяснено, что последовательность изготовления посуды из яблок состоит из трех этапов: 1). Подготовка сырья (мытье, читка яблок, получение пюре (жмыха после отжима). 2). Формовка (использование основы для придания формы изделию).3). Высушивание (используются сушильные аппараты для получения сухофруктов или же духовка на невысоких температурах - 60 градусов С).

4. Былоспланировано и проведено экспериментальное исследование изготовления одноразового яблочного стаканчика в домашних условиях,и проведены опыты с ним. Нам удалось изготовить биоразлагаемый яблочный одноразовый стаканчик. Проведение опытов с ним показало, чтостаканчик не пропускает воду, стенки стаканчика не набухают в течение 3-5 минут. Его можно использовать как одноразовую посуду. Вкус стаканчика похож на вкус сушеных яблок или яблочных чипсов, но не очень сладкий и жестче.Проба воды из стаканчика показала наличие небольшого привкуса яблока, что делает ее вкуснее, но может помешать при использовании других напитков. Опыт на биоразложение показал, что процесс распада активно идет за 14 дней у яблочного стаканчика и отсутствует у пластикового.

5. Был проведен опрос осведомленности одноклассников и взрослых о возможностях использования яблочного жмыха для изготовления одноразовой посуды, анализ результатов опроса показал, что люди испытывают интерес к здоровой одноразовой посуде, но никогда не связывали эту тему с отходами от яблок. Потому, я рассказал о своем проекте в коллективе детского сада и в классе, продемонстрировал продукт проектирования, видео его создания и дал рекомендации.Таким образом, были выполнены все поставленные задачи исследования, достигнута цель, а гипотеза подтвердилась полностью. Перспективами своего исследования вижу совершенствование формы стаканчика, проверку его влияния при разложении на домашние растения, а также хочу попробовать изготовить домашний компостер для утилизации таких стаканчиков с одновременным приготовлением органического удобрения для цветов в домашних условиях.

Список литературы

1. Белокурова Е.В., Солохин С.А. Одноразовая пластиковая посуда - опасность для окружающей среды и здоровья человека // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций. 2014. №1 (5). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/odnorazovaya-plastikovaya-posuda-opasnost-dlya-okruzhayuschey-sredy-i-zdorovya-cheloveka(дата обращения: 02.03.2024).

2. Выпил – закусил: самарские студенты научились делать посуду из яблок

3. ОДНОРАЗОВАЯ ЭКОПОСУДА ИЗ САХАРНОГО ТРОСТНИКА https://geo-vita.com/produkciya-iz-saxarnogo-trostnika/(дата обращения: 02.03.2024).

4. Посуда из натуральных материалов https://www.cleanton.by/news/ekostandarty-posuda-iz-biorazlagaemogo-materiala/#:~:text=Биоразлагаемая%20посуда%20%20уникальный%20вид%20одноразовых,%2C%20сахарный%20тростник%2C%20бамбуковая%20фибра(дата обращения: 02.03.2024).

5. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: учебник для вузов / В.Ф. Протасов. - М.: Финансы и статистика, 2000.- 688 с

6. Самарские ученые изобрели стаканы из яблочного пюре https://recyclemag.ru/news/samarskie-uchenie-izobreli-stakani-yablochnogo(дата обращения: 02.03.2024).

7. Самарские студенты научились делать посуду из яблок https://mir24.tv/news/16379643/vypil-zakusil-samarskie-studenty-nauchilis-delat-posudu-iz-yablok(дата обращения: 02.03.2024).