III Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ЕСТЬ ЛИ ПОЛЬЗА ОТ ПИЩЕВЫХ ОТХОДОВ?
Прокопенко М.В.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


Введение

Актуальность: Ежедневно дома, в школьной столовой, на кухне мы сталкиваемся с проблемой пищевых отходов. Долгие годы пищевые отходы практически не использовались. Однако сегодня они могут найти широкое применение в повседневной жизни.В мире ежегодно отправляется на свалку треть всех производимых для потребления людей продуктов питания. Эта проблема влечёт за собой и растрату ресурсов – земли, воды, энергии рабочей силы и финансов, стимулирует выброс парниковых газов и глобальное изменение климата. Учёные уверены, если каждый обратит внимание на эту проблему, то и решить её в мировом масштабе станет гораздо проще.

Цель: выяснить, где и для чего можно использовать пищевые отходы.

Задачи:

  • узнать, что такое пищевые отходы; проклассифицировать пищевые отходы;

  • рассмотреть условия, при которых пищевые отходы – не являются отходами;

  • проанализировать литературу по данному вопросу;

  • знакомство учащихся своего класса с результатами работы.

Объект исследования: пищевые отходы.

Предмет исследования: технология получения нового и нужного из отходов.

Гипотеза исследования: мы предполагаем, что пищевые отходы можно превратить в полезные и нужные для человека вещества, предметы, ингредиенты.

Методы исследования:

  • эксперимент

  • опрос

  • изучение литературы по данному вопросу

Участники исследования: учащиеся 4а, 2в,3а классов.

Основная часть

Пищевые отходы - продукты питания, утратившие полностью или частично свои первоначальные потребительские свойства в процессах их производства, переработки, употребления или хранения. (Сельскохозяйственный энциклопедический словарь.)

Пищевые отходы — отходы общественного и индивидуального питания, а также предприятий пищевой промышленности. Состоят в основном из картофельных очисток, обрезков овощей, мясных и рыбных отходов, хлебных крошек и др. (Сельскохозяйственный энциклопедический словарь.)

Содержание пищевых отходов осенью резко увеличивается. Это связано с большим употреблением фруктов и овощей. И если весной доля пищевых отходов составляет около 25 % от всех бытовых отходов, то осенью она может возрасти до 55 %.

Пищевые отходы (компонентный состав):

  • картофеля и его очисток 60-65%

  • отходов овощных 9-15 %,

  • отходов фруктовых 5-8 %,

  • отходов мясных 2,3-2,7 %,

  • отходов рыбных 1,8-2,5 %,

  • хлеба и хлебопродуктов 1,6 %,

  • молочных и сырных отходов -0,4%

  • костей 3,4-4,1 %,

  • яичной скорлупы 0,4 %,

  • животных и растительных жиров 4-12%

  • прочих отходов 2,7 %

В пищевых отходах содержится много полезных веществ: крахмал, каротин, белки, углеводы, витамины и другие полезные вещества.

Кроме того, пищевые отходы имеют собственную классификацию на:

  1. Жидкие;

  2. Мягкие (кожура овощей, мезга, остатки от различных мясных блюд и т. п.);

  3. Твердые (фруктовые косточки, мясные кости и пр.);

  4. Одноразовую упаковочную тару.

Каждый из этого вида биомусора подвергается особой технологии сбора и утилизации, − например, сливу жидкостей в канализацию или перетирание мусора на мелкий сор.

Ранее неиспользуемые пищевые остатки доказали свои положительные свойства:

1) экономические - как любят твердить наши бабушки: "Все можно использовать в пищу и экономить на этом"

2) экологические - мы уменьшаем количество отбросов в окружающую среду

3) питательные - часто витамины и необходимые нашему организму фибры находятся в кожуре овощей и фруктов.

4) И, наконец, отходы - это может быть и очень вкусно! Конечно, при приготовлении отходов нужно соблюдать и несколько важных правил. Мы знаем, что многие витамины находятся в кожуре фруктов и овощей. Но в ней полно и всяческих пестицидов, поэтому необходимо тщательно мыть фрукты и овощи перед употреблением.

Использование пищевых отходов

- перерабатывающая промышленность

Отходами, остающимися после переработки, являются отдельные экземпляры некондиционных овощей и плодов, которые можно разделить на две группы: сырье, которое по своему внешнему виду, форме, размерам, зрелости не подходит для переработки, и сырье, полностью непригодное в пищу. Дополнительными ресурсами сырья может быть первая группа отходов. Это кабачки диаметром более 70 мм, огурцы диаметром более 50 мм и неправильной формы (кубарики, крючкообразные), капуста с зелеными несвернувшимися листьями.

Переход сельского хозяйства на механизированные способы уборки вызывает необходимость одноразовой сплошной уборки урожая, что приводит к увеличению нестандартной части убранного урожая. Она может достигать 15%.

Наиболее рациональный путь использования такого сырья - это переработка его после соответствующей подработки на продукты, технология производства которых гарантирует получение микробиологических безопасных консервов. Это сушеные овощи и плоды, квашения и соления.

Кожица лука. В кожице лука имеются желтые красители. Она составляет 17% к массе сырья, содержит кверцетин и пригодна для подкрашивания пищевых продуктов и тканей.

Отходы кукурузы. Стержни початков кукурузы используют как топливо. Из них получают также клей, бумагу, пластические материалы, линолеум. Благодаря наличию пентозанов из стержней кукурузы могут быть получены сахара и продукты их брожения, в частности молочная кислота.

Отходы картофеля используют для получения крахмала.

Плодовые косточки. Высушенные косточки направляют на специализированные заводы. Из скорлупы косточек изготовляют активированный уголь.

Отходы яблок, груш, айвы богаты пектином, сахарами, органическими кислотами и другими ценными компонентами сырья. Их можно использовать в качестве корма для скота, удобрений, для получения уксуса.

Отходы рыбы хвосты, плавники, кости, кожу, а также головы рыб, кроме голов леща, карпа, воблы, карася, плотвы и др., которые имеют горький вкус, используют для приготовления рыбных бульонов.

(Промышленные и бытовые отходы, Хранение, утилизация, переработка)

- сельское хозяйство

А) На откормочных производствах, основу которых составляют свинофермы и птицефабрики, широко используют приготовление кормов для свиней и птицы на основе пищевых отходов. В дело идут практически любые отходы, содержащие жир, углеводы и белок и поддающиеся переработке – измельчению и гранулированию.

Перед тем, как использовать отходы для производства корма для животных и птицы, их тщательно сортируют, отбирают и осматривают массу на предмет инородных предметов или остатков, которые будет невозможно измельчить и употребить в дело.

После этого массу измельчают и насыщают ее дополнительными питательными компонентами. Для свиней это, в первую очередь, компоненты белка и растительные гранулы. Для птицы это белковые компоненты. После этого получившуюся массу гранулируют.

После гранулирования отходы пропитываются пищевыми добавками для животных и в них добавляются витамины и антибиотики.

Гранулы сушат для того, чтобы было возможно хранить полученные корма долгое время либо перевозить их на дальние расстояния.

Б) Использование пищевых отходов в качестве удобрений для участка не только полезно, но и очень выгодно. Во-первых, использование натуральных продуктов обеспечит здоровье ваших растений, не прибегая к химическим заменителям. А, во-вторых, пищевые отходы есть в каждом доме, и вам не придется тратиться на дорогущие смеси, подкормки и удобрения. Такие удобрения хорошо подходят и для деревьев, и цветов, и кустарников.

Если в городской квартире мы оправляем яблочные огрызки в мусорный бак, то на даче процесс утилизации пищевых отходов происходит по-другому.

Все пищевые отходы на даче пригодятся для компоста. Компост – это смесь органических веществ, необходимый для повышения урожайности садовых овощных культур.

В) Практически во всех пищевых отходах имеются полезные для растений вещества, которые благоприятно воздействуют на их корневую систему, способствуют быстрому росту и высокой урожайности.

  • использованные чайные пакетики, быстро разлагающиеся в грунте и являющиеся хорошим удобрением для цветов.

  • скорлупа вареных яиц может похвастаться высоким содержанием кальция и магния, которые весьма пригодились бы для удобрения почвы. Необходимо измельчить яичную скорлупу и добавить ее в землю, чтобы насытить почву множеством полезных микроэлементов.

  • банановая кожура привносит с собой в почву сахар, который благотворно влияет на кусты роз.

  • Для обеззараживания же почв отлично сгодится отвар из луковой шелухи. Это же средство прекрасно воспринимается растениями как удобрение.

  • От различных паразитов, вредных насекомых и некоторых болезней помогает избавиться отвар из апельсиновой кожуры, особенно хорошо воздействуя на паутинного клеща. (ресурсы интернета)

- кулинария

Варенье из арбузных корок

Кожура цитрусовых для кондитерских изделий

Пищевые отходы рыбы (голову, кости, кожу, плавники) можно использовать (после тщательной промывки) для приготовления бульона.

- лекарство из отходов

Каждый день мы, сами того не подозревая, выбрасываем в мусорное ведро весьма действенные лекарства. Речь идет о самых обычных отходах, остающихся после приготовления пищи, многие из них могут принести пользу здоровью.

Картофельные очистки. При бронхите очистки кипятят 10-15 мин, затем, слив воду, растирают их до однородной массы, заворачивают в марлю и ставят в виде компресса на грудь.

Арбузные корки. Добавляют в ванну при остеохондрозе. При отеках корки используют как мочегонное средство: 1 часть измельченных корок отваривают в 10 частях воды, процеживают. Принимать по 1/2 стакана 3-4 раза в день.

Зеленая кожура арбузов (верхний плотный слой) помогает при воспалении толстой кишки: 80-100 г сушеной кожуры заливают 0,5 л кипятка, настаивают до охлаждения и пьют по 1/2 стакана 4-5 раз в день.

Луковая шелуха. Избавляет от насморка: в кипящую воду всыпают 4 ст. л. измельченной луковой шелухи и дышат этим паром 3-5 мин.

Настоем луковой шелухи полощут горло и рот при ангине, пародонтозе, стоматите и флюсах. Для этого 3 ч. л. сухой измельченной шелухи заливают 0,5 л горячей воды, доводят до кипения и настаивают 3-4 часа.

Банановая кожура. Приложенная внутренней стороной к месту ушиба предотвращает появление синяка, отека и снимает боль.

Бородавки исчезнут, если их 2-4 раза в день натирать белыми прожилками, расположенными между кожурой банана и его мякотью. Плюс на ночь накладывать на бородавки кусочки банановой кожуры (внутренней стороной к коже), закрепляя их пластырем.

Гранатовая кожура. Используется для полоскания рта при кровоточивости десен, стоматите: 1 ст. л. сухой измельченной кожуры заливают 1 стаканом горячей воды, кипятят 30 мин, процеживают и доводят объем до 1 стакана.

Пасту, приготовленную из отваренной кожуры и зерен граната, накладывают на пораженные места при экземе.

Перепонки из плодов граната, высушенные и добавленные в чай, помогают избавиться от тревоги, снять возбуждение.

- химия полезных отходов

Американские ученые разработали технологию, которая позволяют получать тепло из отходов сырного производства.

В штате Висконсин расположено множество сырных производств. В результате промывки заводского оборудования здесь регулярно образуются отходы сыворотки и обычного молока. Они богаты питательными веществами (в основном азотом и фосфором), и сначала их хотели использовать для производства сельскохозяйственных удобрений. Однако широкое применение этих веществ привело к практически катастрофическому цветению водорослей в местных водоемах. Поэтому отходам придумали другое применение - их перерабатывают с целью получения метана. Причем только из тех 900 тысяч литров отходов сырного производства, которые получает перерабатывающее предприятие от местных заводов, можно синтезировать столько метана, что его хватит на отопление трех тысяч частных домов. А оставшиеся отходы можно высушить и в дальнейшем использовать для производства удобрений.

Кроме того, найдется применение и кулинарному жиру, который ежедневно образуется после сливания масла из фритюрниц ресторанов быстрого питания. Ученые из университета штата Вашингтон разработали технологию, которая может превратить его в асфальт. Пока планируется построить относительно небольшой участок дороги, который будет служить чем-то вроде полигона.(http://www.eng.ru/ekologiya_i_oxrana_prirody/utilizaciya_otxodov.html)

Наш эксперимент

После изучения литературы, источников Интернета я опросил учащихся 2, 3 4 классов о том, что они знают по данному вопросу.

Из результатов опроса я понял, что учащиеся, не знают и не верят, что пищевые отходы можно использовать вторично.

Все говорили о том, что гниющие пищевые отходы – рассадник микробов. Я выяснил, что конечный продукт разложения пищевых отходов это: тела организмов, углекислый газ и вода. Время разложения: 1 – 2 недели. Наименее опасный способ обезвреживания: компостирование. Категорически запрещается бросать в огонь, так как могут образоваться диоксиды.

Опыт № 1. Компостирование.

Компост — это просто перегной органического вещества, его получение не должно требовать часов напряженной работы. Точно так же несложно определить, что именно в него добавлять. Для компоста подходит всё, что было когда-то живым — вовсе не обязательно ограничиваться только растительными остатками из вашего сада. Припомните, что вы сегодня выбросили в помойное ведро: спитый чай, яичная скорлупа, картофельные очистки — всё годится.

Методом компостирования на даче можно переработать мусор, который может гнить или разлагаться. Это пищевые отходы; бумага и картон; трава, ботва и другие растительные остатки. Для этого в дальнем уголке усадьбы складывай этот мусор в кучу, в которой невидимые помощники - огромная армия микробов, бактерий и насекомых - переработают отходы за 2-3 года. Но при этом обязательно следует ухаживать за компостной кучей: еженедельно поливать водой, ворошить вилами, лопатой, стараться измельчить мусор. Полученный перегнивший компост - прекрасное удобрение на вашем дачном участке для всех видов овощей, цветов и ягод.

Приготовление компоста состоит из четырёх этапов: разложения и ферментации, перестройки, образования новых структур, дозревания.

На этапе разложения и ферментации (в течение 3-7 дней) происходит быстрый рост температуры внутри кучи до 65-68 градусов Цельсия.

На втором этапе (перестройки) температура резко падает, активно размножаются грибки, усиливается образование газов. Длительность этого этапа составляет около двух недель.

После падения температуры до 20 градусов в компостной куче появляются мелкие насекомые, которые перемешивают органические и минеральные вещества в куче. Благодаря их жизнедеятельности появляется перегной, который имеет характерный чёрный цвет.

Как только температура свежего компоста сравняется с температурой окружающей среды, начинается период созревания.

Важно правильно формировать компостную кучу, перемешивая органическое сырьё с растительными остатками. Если этого не делать, то скорость дозревания компоста будет отличаться в разных частях кучи. Приготовление компоста возможно только при определённых условиях:достаточном уровне влажности, хорошем доступе кислорода, необходимой температуре.

Летом компостную кучу требуется периодически поливать, но не слишком обильно, так как в слишком мокрой, как и в слишком сухой куче процесс минерализации замедляется.

Опыт № 2. Влияние теплой воды на скорость разложения.

Мы предположили, что влажность может изменить скорость разложения отходов и провели опыт. Наполнили землёй 8 пластиковых стаканов и разложили в них 4 вида отходов:

1.Шелуха подсолнечника

2.Картофельныеочистки 3.Очисткияблока 4. Мякоть хлеба.

Внешний вид опытных групп вначале опыта.

Группа №1- без полива

 

Группа №2 – ежедневный полив

 

Результат после 3 недель.

Картофельные очистки – полив

Кожура от яблока – полив

Полностью разложился хлеб, шелуха.

Первую группу из 4 стаканов мы поливали теплой водой в течение 3 недель, вторую группу из 4 стаканов не поливали.

Через 3 недели проверили результат. В первых 4 стаканах, где землю поливали водой, отходы мякоти хлеба, шелухи от семечек полностью перегнили, их трудно было визуально отличить от земли.

Картофельные очистки уменьшились в размере, появился глазок.

От очистков яблока осталась шкурка, мякоть – перегнила.

В группе очисток, которую не поливали - очистки находились на поверхности практически в неразложившемся состоянии.

Картофельные очистки – нет полива

Шелуха от семечек

Кожура яблока

Мякиш хлеба (не обнаружили, земля спрессовалось, есть плесень)

Вывод: Наше предположение о влиянии влажности на скорость разложения пищевых отходов оказалось верным.

Опыт№3 Определение кол-ва пищевых отходов за неделю в семье из 4 человек.

В течение недели мы дома сортировали мусор в 2 ведра: пищевые отходы и непищевые отходы. Отходы взвешивали. Данные заносили в таблицу (приложение).

 
   

Вывод: за неделю семья из 4 человек выбрасывает примерно около 9кг пищевых отходов, непищевых отходов примерно около 6 кг (приложение табл. 1). Таким образом, подтверждается мнение о нерациональном использовании пищевых отходов. Если бы мусор централизовано собирался

Как п.о и н.о. это принесло бы большую пользу для разных отраслей: с/х, медицина, энергетика и т.д.

Заключение

Таким образом, я нашёл ответ на свой вопрос и выяснил, где и для чего можно использовать пищевые отходы. Оказывается можно минимизировать количество пищевых отходов, пищевые отходы можно превратить в полезные предметы и вещества. Мне было очень интересно, я узнал много нового, полезного для себя.

В результате практической работы выявлено, что вреда почве и окружающей среде не наносят те отходы, которые быстро сгнивают. Значит, опять возвращаются в природу. Быстрее всего разлагаются пищевые отходы, и значит, они наносят наименьший ущерб природе. Но их нельзя выбрасывать бездумно, потому что их гниение приведёт к размножению бактерий и микробов.

Литература:

1.Сельскохозяйственный энциклопедический словарь. М.: Советская энциклопедия. Главный редактор: В. К. Месяц. 1989.

2.Промышленные и бытовые отходы, Хранение, утилизация, переработка, Гринин А.С., Новиков В.Н., 2002.

3.http://www.e-ng.ru/ekologiya_i_oxrana_prirody/utilizaciya_otxodov.html