Биоразлагаемая упаковка

Муниципальное общеобразовательное учреждение гимназия 1

имени Героя Советского Союза В.Н. Тимонова

Карасукского района Новосибирской области

Проектная работа по теме:

СОЗДАНИЕ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ

УПАКОВКИ

Выполнил: обучающийся 11б класса

Ерохина Ильи

Руководитель: учитель химии

высшей квалификационной категории

Кривцова О.В.

2023г

Содержание

Введение_______________________________________________________

1.Теоретическая часть

1.1. Ooho________________________________________________________

1.2.Tastee Tape____________________________________________________

1.3. Свойства риса и его особенности_________________________________

1.4.Разработать теоретический способ изготовления материала___________

2.Экспериментальная часть

2.1.Изготовление композиционного материала.

2.2. Анализ экологической безопасности ________________________

Заключение_____________________________________________________

Список литературы_____________________________________________

Введение

Экологическая ситуация в мире с каждым годом ухудшается, а объёмы производимого мусора растут день за днём. Дошло всё до того, что мусор и частички пластика стали обнаруживать внутри других живых организмов, включая теперь человека. Так Ученые Амстердамского свободного университета в Нидерландах впервые обнаружили микро пластик в крови человека, при этом инородные частицы встретились у 80 процентов протестированных людей. Об этом сообщает издание The Guardian. Ранее частицы обнаруживались внутри животных и рыб, после чего они через пищу попали в человека.

Недавнее исследование показало, что микропластик может цепляться за внешние мембраны эритроцитов и ограничивать их способность транспортировать кислород.

Анализируя ситуацию в мире, я решил искать решение проблемы.

Наблюдая и заказывая еду в заведениях нашего города, я заметил очень печальную деталь, что вся одноразовая посуда сделана из пластика, приборы, трубочки и всё то что мы выбрасываем сразу же после использования сделано из пластмасс, изредка встречались и бумажные альтернативы.
Еда обычного заведения быстрого питания, а если убрать то что мы предположительно заказали, то картина резко меняется, мы видим мусор и отходы что оставим после себя.

Представьте, сотни тысяч человек посещают такие заведения и оставляют после себя столько мусора, вы скажете, что это всё можно переработать, как пластмассы так и бумагу. В чём вред пластмассы?

Пластмасса как материал сыскал свою популярность с 1862 года, где впервые был выставлен на Международной выставке Лондона.В то время пластик представлял из себя менее долговечный материал и был подвержен разложению под солнечным светом и других факторов, но человечество стало улучшать и разрабатывать более долговечные виды пластмасс, дошло до того, что сейчас пластик разлагается больше нескольких сотен лет, при разложении выпуская из своей структуры токсичные вещества в среду.

Так-же производство пластика загрязняет среду, и это не только производство нового сырья, но и переработка старого.

В чём вред бумаги и бумагопереработки?

С виду являясь более безопасной альтернативой бумага зарекомендовала себя как безлопастный для среды продукт, что нельзя отрицать, ведь сама бумага для среды полностью безопасна, чего нельзя сказать о его производстве.

Производство бумаги как и его переработка требует как наличие самой бумаги, которая производится из лес-материалов, так и токсичных клеев отбеливателей и растворителей, что по вине некоторых производств, что не ставят специальные фильтры, загрязняют чистые водоёмы, так как требуют большое количество воды.

Так же при разложении и производстве бумаги выделяется много углекислого газа.

Цельюданного проектаявляется создание биоразлагаемого материала.

Задачи

1. -Изучить литературу и найти теоретически подходящие примеры, методы и материалы для реализации биоразлагаемой упаковки из безопасных материалов.

2. -С помощью полученных знаний и практических опытов изготовить образец материала.

3. -Оценить его безопасность и пригодность в использовании и предположить его примеры применения в сферах жизни.

4. -Подвести итоги и сделать вывод.

Актуальность

Исследуя интернет в поисках информации о попытках или предложениях о создании экологически безлопастной и разлагаемой упаковки из растительной или животной массы я наткнулся на несколько интересных проектов, остальные предложения интернета предлагали отказаться от одноразовой упаковки или уменьшить её объём, что мало на что повлияет

Теоретическая часть

1. 1. Ooho.

Первым и уже реализованным проектом стал проект:

Ooho — новая упаковка для воды

Трое студентов-дизайнеров придумали концептуальную ёмкость будущего в 2014 году, теперь она всё ближе к финальному воплощению.

Новые ёмкости сделаны путем гелеобразования из водорослей, та же методика используется для чая с шариками. Окунаете шарик изо льда в хлорид кальция и экстракт бурых водорослей, а получаете сферу, внутри которой остаётся лёд. По мере того, как он тает в условиях комнатной температуры, внутри появляется вода. Есть упаковку не обязательно, люди хотят попробовать её, потому что это новый опыт. Но расценивайте это как кожуру плода, как будто едите апельсин или банан.

У шарика Ooho нет крышки, поэтому эти пузыри небольшого размера, выпивать нужно одним глотком, ну или несколькими. Основатели проекта считают, что ёмкость упаковки зависит от места и времени: на марафоне во время забега людям хватит и маленького шарика на 50 мл, а в Starbucks можно продавать напитки в модной форме по 150 мл.

1.2 Tastee Tape

Не менее интересным проектом стал:

TasteeTape – съедобный скотч

Команда из трех девушек решила устранить неприятную для многих проблему: разваливающиеся шаурму и буррито.

Решением стала TasteeTape — съедобная клейкая лента. Благодаря ей все все вкусные ингредиенты сохраняются внутри лепешки, а не оказываются на тарелке или на коленях.

Студенты пока не раскрывают полный состав клейкой ленты: они подают заявку на патент своего изобретения. Однако отмечают, что все ингредиенты безопасны для употребления. В основе скотча — пищевые продукты и диетические добавки.

1.3.Свойства риса и его особенности

Поиски материала

Исследуя интернет и литературные источники, я наткнулся на такую массу как рисовый клей- массу изготовленную из риса и воды, достаточно клейкую для использования в промышленности.

Свойства рисовому клею даёт высокая концентрация крахмала.
Под термическим воздействием в растворе крахмальные зёрна набухают и лопаются, а более мелкие молекулы амилозы ощелачиваются и образуют сеть связывающие воду, при излишне высокой концентрации крахмала, обретаются клеящие свойства.
Взяв за объект исследования рисовые зерна я обнаружил интересные его свойства.

Первой обнаруженной особенностью риса по сравнению с другими злаками стала высокое содержания крахмала в составе Эндосперма:

Данное свойство рисовой крупы позволяет взять его в кандидатуру, как концептуальный материал для изготовления пластика заменителя.
Рассмотрим состав риса на его массу 100 грамм.



Соотношение углеводов, по-другому крахмала, сахаров и других

сахара-образованных структур и Пищевых волокон равному в процентном соотношении.

Теоретически можно разбить зерно на волокна, что позволяет выкатывать и прессовать тонкие листы из рисового волокна, связующим которого будет сам же раствор крахмала и сахаров.

В поисках доказательной основы была найдена в продаже рисовая бумага и способ её приготовления.

1.4. Разработать теоретический способ изготовления материала

Продолжив исследования и изучив композиты и композитные материалы, предлагаю составить композит используя рис, так как для создания некоторых структурных композитов вторым веществом для придания свойства является клеящее вещество, что делает рис самостоятельным в данном плане.
Попробуем методику схожую с папье маше.

На данной схеме вы можете наблюдать теоретическую структуру композитного рисового твёрдого пластмасса-заменителя.

В данной структуре скелетом композитного материала является рисовая бумага, от количества слоёв которой зависит прочность композита.
Рисовый клей играет роль связующего вещества, благодаря которому скелет не рассыпается.

Параллельное наложение слоёв достаточно простое в изготовлении и универсальна по среднему соотношению пластичности и прочности что позволяет использовать данный тип наслоения в телах, которые не должны испытывать высокие нагрузки на излом, а выдерживать нагрузку на разрыв.

Теоретическое использование композита параллельного наложения: Одноразовые тарелки и чашки для хранения жидкости, одноразовые столовые приборы.

Наложение под откос сложнее в изготовлении и более стойкое как на излом, так и на разрыв, так-же более гибкое в настройке соотношения пластичности и прочности, ведь данная характеристика зависит от угла наклона слоёв относительно друг друга.

Теоретическое использование: одноразовые ножи.

Сетчатое наложение, где рисовой бумаге придаётся форма сетки и накладывается является самым сложным в производстве видом композитного наложения, но обладает удивительной плотностью, но является более хрупким.
Теоретическое использование: Одноразовая посуда для сухой пищи и одноразовые подносы.

2.Экспериментальная часть

2.1. Изготовление

Первым этапом изготовления данного материала является подготовка сырья, таковым является-

Рисовая бумага и клей

Приготовление рисовой бумаги:
1

1. Предварительно просейте рисовую муку. Затем смешайте ее с солью, добавьте воду. Месите 10-15 минут, до тех пор, пока не образуется гладкое тесто без комков.

2. Тесто выложите в чашку, накройте салфеткой и оставьте на столе на 30 минут. После чего выложите тесто на посыпанную мукой доску и раскатывайте до самой минимальной толщины.

3. Затем разрежьте тесто на порционные куски, например, квадраты 15х15 см, которые нужно сушить на открытом воздухе.

2.Приготовление рисового клея

1. Тушите рис до полного его приготовления, консистенция должна напоминать густую рисовую кашу или овсянку

2. С помощью сита слейте оставшуюся жидкость

3. Размельчите массу в блендере до состояния пасты

4. Дождитесь полного остывания массы

5. В зависимости от желаемой консистенции можно растворять в горячей воде.

Вторым этапом приготовления станет изготовления из полученного сырья композита.
В зависимости от желаемого свойства накладываем слои под определённым углом, важно что бы толщина клеящего вещества была ровна или меньше толщины рисовой бумаги, в ином случае материал будет хрупче.

Далее прессуем композит и держим так до полного высыхания по постоянной влажности в пределах 15-26%
После полного высыхания мы получим Рисовый пластмасса заменитель.

2.2. Анализ экологической безопасности

Для изучения безопасности данного продукта, проанализируем, что тот сделан полностью из съедобных материалов, это позволяет использовать его в пищу.
Что бы сделать выводы о безопасности потребления проанализируем данные графика и таблицы.

Пищевая ценность и химический состав "Рис, зерно цельное необработанное".

В таблице приведено содержание пищевых веществ (калорийности, белков, жиров, углеводов, витаминов и минералов) на 100 грамм съедобной части.

По данным получаемыми из вышеприведённых таблиц можно сделать вывод, что данный продут состоящий из риса пригоден в пищу, но при постоянном потреблении опасен из за высокого содержания углеводов.
В особенности высокая концентрация Крахмала.

Крахмал – это смесь углеводов, основными из которых являются три:

• амилоза (составляет примерно 25 % в общей массе природного крахмала) – медленно переваривающийся крахмал,

• амилопектин (70 %) – быстро переваривающийся крахмал,

• резистентный крахмал (устойчивый, непереваривающийся – около 5 %) – вид крахмала, переваривающийся только кишечной микрофлорой.

Крахмал, как практически любое другое вещество, поступающее в организм из пищи, имеет как свои несомненные плюсы, так и минусы. Поиски идеального продукта, не имеющего никаких недостатков, до сих пор не дали никаких результатов. Поэтому главная наша задача – не отказаться от продукта, приносящего и пользу и вред, аиспользовать его так, чтобы пользы он приносил больше, а вреда – как можно меньше.

Чем может быть вреден крахмал при излишнем потреблении.

1. Избыток калорий.

Это первый очевидный жирный минус крахмала, который является продолжением его главного плюса. Крахмал – очень энергетически насыщенный продукт, и с избытком содержащих его продуктов можно легко перебрать калорий. Отсюда – быстрый набор лишнего веса, ожирение и все сопутствующие проблемы.

2. Замедление усвоения белка.

Термически обработанный крахмал поглощает много воды и превращается во всем известный клейстер. Плотные сгустки этого клейстера могут обволакивать стенки желудка и кишечника, склеивать волоски клеток стенок кишечника, мешая им усваивать различные полезные вещества, прежде всего аминокислоты из белков.

3. Уменьшение всасывания йода.

Предполагается, что крахмал может снижать поступление йода в организм. Йод и так зачастую поступает в очень небольших количествах, и действие крахмала усугубляет проблему нехватки йода, следствием чего может являться нарушение функций щитовидной железы, хроническая усталость, снижение иммунитета и т.п.

Но, постоянное потребления изделий не предусматривается, так как в экологическом плане, данные продукты не должны быть потреблены человеком а разложиться естественным путём, или же употреблено в пищу другими животными.

Так-же рис является неприхотливым к условиям одногодним злаковым растением- это означает что данный ресурс является быстро восстанавливаемым, по сравнению с деревьями и нефтью, так же шлак при выращивании риса можно использовать как в кормах для скота, так и для производства бумажных изделий или удобрения, получения метанового топлива, спиртов.

Так же данный материал быстро разлагаем и может быть использован в качестве удобрения.

Заключение

Предложенная технология имеет место быть, но на данном этапе она не совсем совершенна и недоработана, что является главной причиной появления присущих ей недостатков, и могу сказать, что для того чтобы решить главную проблему засорения окружающей среды необходимо

изменить само понимания одноразового потребления.

Данная упаковка может быть съедена например, грызунами, и для них она окажется абсолютно безопасной.

Список используемых интернет-ресурсов:

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/551572-biorazlagaemaja-upakovka