Урок-практикум з елементамиSTEM-освіти "Виробництво паперу"

Інтерактивний урок – практикум з елементами STEM-освіти

Тема: Виробництво деревини й паперу: значення, особливості технологій та чинники розміщення підприємств.

Мета: розвивати здатність до пошуку та засвоєння нових знань, уміння працювати з візуальними джерелами знань, аналізувати інформацію, робити висновки; виховувати екологічну грамотність, сприяти розумінню необхідності ощадливого використання лісових ресурсів.

Очікувані результати: учні характеризують сировинну базу та пояснюють вплив різних чинників на розміщення виробництв деревини й паперу, характкризують наслідки впливу галузі на довкілля, вміння використовувати отриманні знання на практиці, у повсякденному житті.

Тип уроку: урок- практикум.

Обладнання: атласи, дидактичний матеріал, вторинна сировина, клей, зошити, ручки, ножиці.

Хід уроку

І. Організаційний момент

Епіграф уроку:

«Хто рубає ліс – той скорочує власне життя»

 (Ератосфен)

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Речі, які виготовлені з паперу, ми використовуємо постійно. Кожний день ми читаємо газети, журнали, книги. В школі ви вчитеся  за підручниками, пишете в зошитах та малювали на спеціальному папері для малювання. Для роздруковування докладів та шкільних проектів ви берете папір для  принтера. Коли у вас нежить, ви витираєте носики в паперові хусточки, а якщо проллєте чай, то витираєте  стіл паперовими рушниками. Папір використовують для виробництва упаковки, одноразового посуду,  наповнювача для туалету кішки, вітальних листівок, шпалер та грошових купюр. З паперу та відходів паперового виробництва виготовляють одежу, меблі та ще більше 5 000 різних видів продукції. Сьогодні ми не просто ближче познайомимося з цим «персонажем», а й дізнаємося як поєднати  користь для людини  та природи виробляючи цей продукт.

III. Інтерактивна вправа (Практична частина)

Блок Географія

 Характеристика галузі

Сировина для лісової промисловості — ліс. Лісові ресурси України обмежені, лісистість території становить 14,3 %. Заготівля лісу ведеться в основному (90 %) у Карпатах і Поліссі. За рахунок власних ресурсів лісу потреби України задовольняються тільки на третину.

Лісопромисловий комплекс набуває найбільшої ефективності тільки у формі лісохімічних комбінатів, де послідовно обробляється деревина і можлива повна переробка відходів.

Заготівлею, механічною обробкою та хімічною переробкою деревини й інших рослинних ресурсів займаються підприємства лісової і деревообробної промисловості.

Їх продукцію використовують у будівництві, хімічній промисловості, сільському господарстві, сфері послуг (папір). Важливе значення вона має і в забезпеченні безпосередніх потреб населення (меблі, зошити, будівельні матеріали, сірники).

У структурі галузі виділяють лісозаготівельні, деревообробні, целюлозо-паперові, лісохімічні виробництва.

Целюлозно-паперова промисловість орієнтується в своєму розміщені на сировину, водні ресурси, кваліфіковану робочу силу і електроенергію.

Виробництво паперу та картону в Україні у січні-травні 2022 року скоротилося на 44,7% порівняно з тим самим періодом 2021 року — до 198,2 тис. т, гофротари — на 57%, до 126,9 млн кв. м.

При цьому частина підприємств, які зупинили роботу на початку війни, так її й не відновили — зокрема через отримані руйнування в Рубіжному зупинився найбільший український виробник гофротари — Рубіжанський картонно-тарний комбінат (але працює його «дочка» в Київській області — Трипільський пакувальний комбінат).

Також не відновила роботу (і не планує) пошкоджена Роганська картонна фабрика у Харківській області.

З виробників гофротари також не працює ТОВ Дунапак Таврія, що знаходиться в Херсонській області (випускало скриньки для Нової пошти), а компанія Мена Пак в Чернігівській області, за наявною в асоціації інформації, змогла відновити роботу в травні.

Зміївська паперова фабрика (Харківська обл.) після трьох місяців вимушеного простою у травні звітувала про випуск 1863 т паперу з вторинної сировини проти 783 т у травні-2021.

Водночас після лютневого припинення виробництва з березня працюють лідер галузі Київський картонно-паперовий комбінат (з випуску гофротари минулого року — другий після Рубіжанського КТК), Жидачівський целюлозно-паперовий (Львівська обл.) та Ізмаїльський картонний (Одеська обл.), Малинська паперова фабрика та Папір-Мал (Житомирська обл.)

Крім того, згідно зі статистикою, не припиняли роботу львівська Картонно-паперова компанія, зберігши випуск паперу та картону за підсумками січня-травня на рівні минулого року, Понінківська (Хмельницька обл.) та Луцька (Волинська обл.) картонно-паперові фабрики, Кохавинська паперова фабрика (Львівська обл.).

Асоціація УкрПапір об’єднує 35 підприємств та компаній.

Виробництво паперу.

Блок Хімія

Характеристика технологічного процесу виробництва паперу

Автоклави періодичної або безперервної дії

t= 160 – 180°С

Р= 0,7 – 1,2 МПа

NaOH + Na2S

Сульфатний або крафт-процес

Делігніфікація

Лігнін деревини хімічно розчиняє біла рідина

Розчин (біла рідина): водний розчин сульфіду натрію Na2S та гідроксиду натрію NaOH

Відфільтровування пульпи від варильного розчину, промивання водою

Промивання: декілька стадій

Пресування пульпи

Висушування в кінцевий продукт – папір.

(Перегляд відео –

https://www.youtube.com/watch?v=X-FAyOeq0Us)

Блок Математика

Учням пропонується проаналізувати дані таблиць, побудувати відповідні графіки і зробити висновки про необхідність збереження зелених насаджень.

Розв’яжіть задачу:

Обчислити, скільки кубічних метрів повітря очистять від автомобільних вихлопних газів 25 каштанів, посаджених уздовж дороги, якщо одне дерево очищає зону довжиною 100м, шириною 12м, висотою 10м?

Блок Екологія

Від переробки паперу до захисту природи

При переробці паперу для виробництва нової паперової продукції витрачається менше природних ресурсів: вирубується менше дерев, економиться вода. Волокна в переробленому папері вже достатньо м’які і їх не треба додатково пом’якшувати. А це означає, що на виробництво паперу з вторинної сировини використовується менше хімікатів, які забруднюють оточуюче середовище, в тому числі й клімат.

         Вирубуючи дерева (які необхідні для виробництва паперу), людина винищує великі території, на яких живуть й годуються різні тварини. Вони , залишившись без звичного середовища проживання просто можуть загинути. Коріння дерев попереджає ерозію ґрунтів: не дають дощовій воді розмивати землю. А що стосовно клімату? Дерева – це потужна зброя проти глобального потепління. Вуглекислий газ затримує тепло в атмосфері, сприяючи перегріву Землі. Дерева поглинають вуглекислий газ й таким чином перешкоджають глобальному потеплінню.

Наше завдання сьогодні чітко усвідомити необхідність сортування сміття, а особливо збору макулатури. Це треба один раз для себе зрозуміти й ввести в свій звичайний ритм. Нехай це буде дивним, несхожим на все, що вас оточує, але це необхідно!

На відміну від скла та сталі папір не можна переробляти нескінченно. З кожною новою переробкою волокна паперу стають все слабшими й коротшими. Зазвичай папір витримує не більше 7 переробок.  Наприклад, коробки для яєць та картонні циліндри вироблені з паперу, який вже був перероблений багато разів. Вони вже не підходять для подальшої переробки. Тож давайте використовувати цей потенціал на повну!

Дивовижно, але факт!

- Якби кожний читач відправляв би хоч 1 з 10 придбаних ним газет та журналів, то це допомогло б зберегти 25 млн дерев щорічно.

- Деякі сорти паперу можна переробляти декілька разів.

- Близько 60% газет друкується на папері, переробленому з макулатури.

- Переробка 1 тони макулатури зберігає життя приблизно 17 деревам та 91 000 літрів води.

Блок Технології

Виробництво новорічної прикраси з вторинної сировини

IV. Рефлексія.

1. Мені сподобалося...

2. Я зрозумів (запам’ятав)...

3. Найцікавішим для мене було...

4. Я ще раз повторив...

5. Я навчився...

6. В майбутньому мені пригодяться знання про...

V. Підведення підсумків.

Впродовж заняття учні нагадали про зв'язок між проблемою зміни клімату та вирубуванням дерев (через аспект використання вторинної сировини - макулатури). Учням показали можливості економії лісових ресурсів, води, та енергії шляхом використання макулатури як вторинної сировини. Знання та навички, отримані на занятті, допоможуть у практичній реалізації енергозбереження як вдома, так і в школі, так і в місті в цілому.