Средняя оценка 5 / 5. Количество оценок: 1

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Технологическая карта урока “Вагоностроительный завод. Сборка модели вагона”. 4-й класс

Мастер-класс по изготовлению поезда из бумаги. Пассажирский вагон, модель из бумаги Вагон из картона своими руками

Татьяна Гурова

Стучат, стучат колеса,

Наш поезд мчится вдаль ,

А дым от паровоза-

Белесая вуаль.

Закрыл от нас пол неба,

А паровоз”Ту-ту,-

Гудит,-“Я до обеда

Детишек привезу.

На станцию приеду,

Без опозданья,в срок,

Потом в депо заеду,

И там посплю часок”

И. Шевчук

Берем лист бумаги формата А4 и складываем пополам

Затем, разворачиваем лист и сгибаем обе стороны к середине

Формируем прямоугольник и вырезаем из полоски бумаги окна , наклеиваем

Затем вырезаем круги и также наклеиваем.

Все, один вагончик готов. По этому принципу делаются и другие вагончики.

Когда мы делали поезд , ребята сами вырезали окна из полоски бумаги , а колеса из квадратов.

Публикации по теме:

Бежит тропинка через луг, Ныряет влево, вправо. Куда ни глянь, цветы вокруг, Да по колено травы. Зеленый луг, как чудный сад, Пахуч и.

Изготовление фланелеграфа. Мастер –класс. Лушникова М. В. – воспитатель. Давно хотела иметь в своей группе фланелеграф, но достать фанеру.

Наступила поздняя осень. Земля покрылась осенним ковром. Это вдохновило меня на создание осеннего граммофона и написание стихотворения Стихотворение.

ЦЕЛЬ: развитие у детей творческих музыкальных способностей. ЗАДАЧИ: – дать первоначальное представление о широких возможностях шумовых.

Для работы понадобятся: ножницы, цветная креповая бумага, кисть для клея, клей, картон чёрный, картон для шаблона,дощечка, палочка для.

В последнее время делать поезд из бумаги желающих не так уж и много. Изобилие игрушек самого разного формата, качества и сложности практически вытеснило бумажные игрушки, которые, к тому же, еще и надо делать своими руками. Однако, бумагопластика – очень интересное занятие, и к тому же, полезное. Развивается пространственное мышление, мелкая моторика, логика, в конце концов. Именно поэтому в начальных классах и детских садах все еще можно увидеть на стендах разнообразные объемные поделки из бумаги.

Как сделать пошагово поезд из бумаги своими руками: практическое применение

Бумажный поезд – вещь хрупкая, неустойчивая к деформации, и к активным играм его почти невозможно приспособить. Но и у такой вещи есть практическое применение в детской. Например – фото поезд, в виде состава, везущего фотографии малыша. Это может быть состав с фотографиями с первого месяца жизни до года, или просто любимые и трогательные семейные фото. Такая бумажная поделка будет не только уместна, но и полезна в детской – яркие цвета и объемные детали для развития малыша очень полезны.

Чтобы сделать самостоятельно такой поезд, не потребуется ни особых навыков, ни инструментов. Всего-то для работы надо: канцелярский нож, клей-карандаш и ножницы. Для того, чтобы развесить поезд на стенке, дополнительно потребуется подходящая тесьма или толстая нить, две скрепки и две кнопки, которые можно будет вогнать в стену.

Шаблоны распечатываются на цветном принтере, внутренние окошки вырезаются канцелярским ножом. Небольшой совет – печатать лучше не на офисной бумаге, а на бумаге для черчения. Она прекрасно дружит с принтером, но более плотная, и не так деформируется от клея.

С изнаночной стороны, как в рамку вклеиваются фотографии. По желанию, можно дополнительно украсить поезд – например, на колеса сверху наклеить пуговицы, или к самим фотографиям добавить распечатанные милые детали – зверята, звездочки, цветочки – в зависимости от пола ребенка и вашей фантазии.

Чтобы развесить состав на стене, нужно сначала собрать его на нитку. С обратной стороны каждого вагона приклеить нить вдоль всего состава, на концы зафиксировать скрепки, и повесить всю конструкцию на кнопки, вогнанные в стену.

Художественный труд неспроста включен в школьную программу начальных классов. Там учат и показывают основным и самым распространенным направлениям ручного труда. Работа с пластилином, глиной, аппликации, и тому подобное. Однако школьная программа сильно ограничена и часами и непосредственно темами. Да и количество человек в классах не располагает к индивидуальному подходу к каждому ученику. Другое дело – дома, никуда не торопясь и не спеша, заняться самостоятельным сотворением поезда из подручных, а зачастую и вовсе бросовых материалов.

Для такого поезда потребуется:

• белый или цветной картон – 2-3 листа
• синельная проволока (пушистая продается в отделах канцелярских товаров)
• клей, ножницы, линейка, карандаш
• крышки от пластиковых бутылок и 2 крышки от пятилитровых баклаг.

Ход работы. Каждый кусок картона разрезать на две равные части – это будущие вагоны. Свернуть в трубу каждый кусок и склеить стыки. К каждому вагону приклеить колеса – крышки от пластиковых бутылок. Крышки надо приклеить таким образом, чтобы половина была склеена с картоном, а вторая половина была свободна.

В каждом конце вагончиков сделать дырочки, проволоку нарезать на небольшие кусочки свернуть двусторонние петельки – один край цепляется в дырку вагончика, второй сцепляется с такой же петелькой другого вагончика. Таким образом, вагоны соединяются в состав.

У поезда должен быть головной локомотив. От остальных вагончиков он будет отличаться тем, что у него будут не только маленькие колеса, но и большие, а так же труба. Картон, к слову, заменяется на втулки от туалетной бумаги, но тогда их надо облагородить цветной бумагой или наклейками.

Моделирование из бумаги существует как прикладное творчество очень давно. Не одно поколение мальчишек увлеченно клеит модели самолетов, пароходов, танков и поездов. Результат таких усилий напрямую зависит от навыков и умений мастера, и его старательности. Не последнюю роль в этом играет и схема, по которой осуществляется сборка модели. Таких схем на самом деле великое множество, и их сложность рассчитана на самый разный возраст – с некоторыми справится ребенок – это, по сути, раскладка коробочки, которую только нужно правильно вырезать и склеить.

Некоторые есть посложнее – там деталей на порядок больше, они пронумерованы и подписаны, и сборка требует определенной внимательности и стараний.

Однако, первые два варианта не идут ни в какое сравнение с теми схемами, или даже выкройками, которыми занимаются настоящие профессионалы своего дела. На таких схемах представлены настоящие модели настоящих поездов, начиная от первых паровозов и локомотивов, и заканчивая суперсовременными и высокотехнологичными моделями.

Казалось бы, давно ушедшее в небытие искусство, с новыми возможностями программ моделирования получило новый толчок.

Видео о том, какие модели воплощены из бумаги в масштабе 1: 87 и т.д., не редкость, и пользуются большой популярностью у любителей этого вида творчества.

Видеоматериалы по теме статьи

“Народным очумельцам посвящается”

Если ваши желания в построении макета железной дороги превосходят возможности серийного производства, самое время задуматься над тем, чтобы самому сделать себе модели. Существуют разные материалы и технологии, – тут рассматривается изготовление из картона.

Прежде всего следует запастись всем необходимым.

Для начала нужен хороший белый картон (желательно 0,35 – 0,5 мм – определяется на глаз по линейке).

Также нужны подходящие инструменты:

• механический карандаш со стержнем на 0,5 мм,
• клей ПВА,
• линейка на 30 см,
• уголок,
• стирательная резинка,
• нитки (желательно не очень ворсистые),
• прозрачный пластик, двусторонний скотч,
• наждак двух видов (крупный и мелкий),
• нож для бумаги, ножницы обычные,
• ножницы маникюрные,
• прищепки (желательно пластмассовые с плоскими поверхностями),
• а также еще кое-что по мелочи, о чем будет указано далее.

И главное – нужно искреннее желание сделать макет!

Тут будет рассматриваться производство модели на уже готовой ходовой части. В качестве донора можно использовать вагоны от ТТ-модель или ВТТВ.

При производстве какого-либо макета необходимы справочные материалы в виде чертежей и иллюстраций объекта моделирования. Для экономии времени я также использовал ЦМВ от ТТ-модель.

Итак, начнем. Если используется чертеж, то все размеры нужно пересчитать в соответствующем масштабе, в моем случае – 1:120. Далее на листе картона следует нарисовать базовую развертку вагона БЕЗ крыши (в результате должен получиться вытянутый параллелепипед без пола) (Рис. 1 ).

На ней рисуем все, что должно быть на стенках вагона, т. е. окна, двери, линии, где должны быть ребра жесткости и т. д. После того, как все нарисовано, прорезаем ножом все окна.

Теперь необходимо повысить жесткость будущего кузова – с обратной стороны нужно наклеить на стенки второй слой картона с уже прорезанными окнами так, чтобы окна между собой совпали (Рис. 2 ).

Так как картон при намокании имеет нехорошее свойство разбухать, то много мазать клея не надо, а надо быстро и тонким слоем намазать одну сторону и сразу крепко прижать и положить под пресс.

Теперь займемся ребрами жесткости. Делаются они из ниток, которые наклеиваются вдоль нарисованных линий: сначала наносится клеевая полоска, на которую потом накладывается нитка и прижимается пальцем. Суть в том, чтобы пропитать нитку клеем и убрать лишний клей с поверхности. Когда все ребра наклеены, пора очертить двери. Для этого по контуру двери вырезает тонкую канавку ножом. После этого промазываем вырезанные контуры дверей и уже наклеенные нитки. Когда все подсохло, по поверхности ниток надо аккуратно пройтись мелким наждаком и еще раз промазать клеем. При всех промазываниях стараемся оставлять как можно меньше клея, чтобы потом не повылезали лишние неровности. Поручни делаются из тонких полосок картона.

Теперь пора заняться сборкой. Места сгибов с обратной стороны продавливаем ножницами. Потом вырезаем, тщательно сгибаем и склеиваем (Рис. 3 ).

Грубо выступающий картон в местах склейки аккуратно зашкуриваем.

Крыша. Чтобы получить крышу нужной формы, сначала требуется создать параллелепипед из наслоенного картона, высота которого равняется высоте самой крыши (обычно красится в серый цвет). Ширина и длина должны на 1 и 2 мм превышать ширину и длину заготовки вагона соответственно (это примерные показатели). Это необходимо для того, чтобы после склейки крыши (кстати, тоже желательно клеить при помощи пресса) можно было зашлифовать с боков и тем самым подогнать под размер вагона. Далее крыше нужно придать выпуклую форму – для этого с торцов рисуем профиль крыши и продольно срезаем лишнее. После этого шлифуем сначала крупным наждаком, а потом и мелким. После этого обмазываем крышу клеем и ждем пока высохнет. Обрабатываем мелким наждаком и повторяем операцию. Теперь можно приклеивать крышу. Если найдете, чем прижать ее пока будет сохнуть, будет хорошо. Если в оригинале на крыше есть ребра жесткости, то они делаются аналогичным образом при помощи ниток. Стык крыши с кузовом промазываем клеем. После этого на крышу можно прикрепить воздухозаборники. С торцов вагона наклеиваем картон, чтобы скрыть стык, хотя, в зависимости от ситуации, можно обойтись без этого. При помощи зубочисток делаются переходные суфле (Рис. 4 ).

Поговорим немного о внутренностях. Для начала нужно сделать пол из 2-3х слоев картона. Далее на нем размечаем схему перегородок, которые после вырезания «ставим» на клей. Общая высота внутренностей с полом должна подбираться с учетом высоты ходовой части. К стенкам клеим верхние полки, а нижние, скорее всего, придется клеить на пол. После этого поверх перегородок клеится полоска картона шириной 1 см и длиной на 2 см меньше длины вагона.

Теперь можно красить. Желательно использовать несмываемые водой краски. Можно использовать аэрозольные, обычные масляные или специальные модельные краски. Дальше используем скотч и кисточки разных размеров для получения желаемой окраски.

Когда все высохло, со внутренней стороны стенок вагона при помощи двустороннего скотча наклеиваем полоски прозрачного пластика. Со внутренней же стороны на крышу наклеиваем двусторонний скотч, а потом к нему прижимаем внутренности вагона. Снизу на пол вагона опять клеим двусторонний скотч и прижимает к нему ходовую часть (Рис. 5 ).

Вагон готов!

Смотите также видео, как сделать грузовой вагон из картона.

Пассажирский вагон поделка из картона. Мастер-класс по изготовлению поезда из бумаги

“Народным очумельцам посвящается”

Если ваши желания в построении макета железной дороги превосходят возможности серийного производства, самое время задуматься над тем, чтобы самому сделать себе модели. Существуют разные материалы и технологии, – тут рассматривается изготовление из картона.

Прежде всего следует запастись всем необходимым.

Для начала нужен хороший белый картон (желательно 0,35 – 0,5 мм – определяется на глаз по линейке).

Также нужны подходящие инструменты:

• механический карандаш со стержнем на 0,5 мм,
• клей ПВА,
• линейка на 30 см,
• уголок,
• стирательная резинка,
• нитки (желательно не очень ворсистые),
• прозрачный пластик, двусторонний скотч,
• наждак двух видов (крупный и мелкий),
• нож для бумаги, ножницы обычные,
• ножницы маникюрные,
• прищепки (желательно пластмассовые с плоскими поверхностями),
• а также еще кое-что по мелочи, о чем будет указано далее.

И главное – нужно искреннее желание сделать макет!

Тут будет рассматриваться производство модели на уже готовой ходовой части. В качестве донора можно использовать вагоны от ТТ-модель или ВТТВ.

При производстве какого-либо макета необходимы справочные материалы в виде чертежей и иллюстраций объекта моделирования. Для экономии времени я также использовал ЦМВ от ТТ-модель.

Итак, начнем. Если используется чертеж, то все размеры нужно пересчитать в соответствующем масштабе, в моем случае – 1:120. Далее на листе картона следует нарисовать базовую развертку вагона БЕЗ крыши (в результате должен получиться вытянутый параллелепипед без пола) (Рис. 1 ).

На ней рисуем все, что должно быть на стенках вагона, т. е. окна, двери, линии, где должны быть ребра жесткости и т. д. После того, как все нарисовано, прорезаем ножом все окна.

Теперь необходимо повысить жесткость будущего кузова – с обратной стороны нужно наклеить на стенки второй слой картона с уже прорезанными окнами так, чтобы окна между собой совпали (Рис. 2 ).

Так как картон при намокании имеет нехорошее свойство разбухать, то много мазать клея не надо, а надо быстро и тонким слоем намазать одну сторону и сразу крепко прижать и положить под пресс.

Теперь займемся ребрами жесткости. Делаются они из ниток, которые наклеиваются вдоль нарисованных линий: сначала наносится клеевая полоска, на которую потом накладывается нитка и прижимается пальцем. Суть в том, чтобы пропитать нитку клеем и убрать лишний клей с поверхности. Когда все ребра наклеены, пора очертить двери. Для этого по контуру двери вырезает тонкую канавку ножом. После этого промазываем вырезанные контуры дверей и уже наклеенные нитки. Когда все подсохло, по поверхности ниток надо аккуратно пройтись мелким наждаком и еще раз промазать клеем. При всех промазываниях стараемся оставлять как можно меньше клея, чтобы потом не повылезали лишние неровности. Поручни делаются из тонких полосок картона.

Теперь пора заняться сборкой. Места сгибов с обратной стороны продавливаем ножницами. Потом вырезаем, тщательно сгибаем и склеиваем (Рис. 3 ).

Грубо выступающий картон в местах склейки аккуратно зашкуриваем.

Крыша. Чтобы получить крышу нужной формы, сначала требуется создать параллелепипед из наслоенного картона, высота которого равняется высоте самой крыши (обычно красится в серый цвет). Ширина и длина должны на 1 и 2 мм превышать ширину и длину заготовки вагона соответственно (это примерные показатели). Это необходимо для того, чтобы после склейки крыши (кстати, тоже желательно клеить при помощи пресса) можно было зашлифовать с боков и тем самым подогнать под размер вагона. Далее крыше нужно придать выпуклую форму – для этого с торцов рисуем профиль крыши и продольно срезаем лишнее. После этого шлифуем сначала крупным наждаком, а потом и мелким. После этого обмазываем крышу клеем и ждем пока высохнет. Обрабатываем мелким наждаком и повторяем операцию. Теперь можно приклеивать крышу. Если найдете, чем прижать ее пока будет сохнуть, будет хорошо. Если в оригинале на крыше есть ребра жесткости, то они делаются аналогичным образом при помощи ниток. Стык крыши с кузовом промазываем клеем. После этого на крышу можно прикрепить воздухозаборники. С торцов вагона наклеиваем картон, чтобы скрыть стык, хотя, в зависимости от ситуации, можно обойтись без этого. При помощи зубочисток делаются переходные суфле (Рис. 4 ).

Поговорим немного о внутренностях. Для начала нужно сделать пол из 2-3х слоев картона. Далее на нем размечаем схему перегородок, которые после вырезания «ставим» на клей. Общая высота внутренностей с полом должна подбираться с учетом высоты ходовой части. К стенкам клеим верхние полки, а нижние, скорее всего, придется клеить на пол. После этого поверх перегородок клеится полоска картона шириной 1 см и длиной на 2 см меньше длины вагона.

Теперь можно красить. Желательно использовать несмываемые водой краски. Можно использовать аэрозольные, обычные масляные или специальные модельные краски. Дальше используем скотч и кисточки разных размеров для получения желаемой окраски.

Когда все высохло, со внутренней стороны стенок вагона при помощи двустороннего скотча наклеиваем полоски прозрачного пластика. Со внутренней же стороны на крышу наклеиваем двусторонний скотч, а потом к нему прижимаем внутренности вагона. Снизу на пол вагона опять клеим двусторонний скотч и прижимает к нему ходовую часть (Рис. 5 ).

Вагон готов!

Смотите также видео, как сделать грузовой вагон из картона.

Расскажи друзьям об этом:

Пассажирский вагон предназначен для перевозки людей. Строят из металла, внутри отделан ценными породами древесины, пластмассой, искусственной кожей, имеет хорошую вентиляцию, электрическое освещение, радио, служебное купе. Места для сиденья легко переоборудуются в спальные. Вагоны окрашены преимущественно в зеленый, иногда в темно-красный цвет. Имеют хорошую амортизацию, поэтому во время движения нет неприятной тряски. Пассажирские вагоны монтируют на две двухосные тележки. Для модели используют бумагу с учетом традиционной окраски вагонов.

Предлагаемая модель упрощена, изменена конструкция крыши с целью облегчения работы. Сначала подготавливают торцевые стенки вагона, затем вырезают кузов, выполняют сгибы по линейке. Крышу делают из широкой полоски бумаги, посередине, вдоль длинной стороны выполняют небольшой сгиб. Монтаж не представляет сложности. Клапаны торцевых деталей

смазывают клеем и крепят к стенкам вагона, затем приклеивают крышу. Вагон монтируют на две двухосные тележки, которые подготавливают заранее. На готовой модели производят

отделку (рис. 99).

«Изготовление поезда из цветной бумаги своими руками». Мастер-класс с пошаговым фото

Братцы в гости снарядились,
Друг за друга уцепились,
И помчались в путь далек,
Лишь оставили дымок.
(Поезд)

Далеко-далеко
По железному пути,
Может этот молодец
Весь посёлок увезти.
(Поезд)

За дымком,
За свистком,
Братья бегают гуськом.
(Вагоны)
В. Стручков

Железный Уж ползёт
Пассажиров вдаль везёт.
(Поезд)

Железная Змея
В степях извивается.
В степях теряется.
Голос звонкий,
Бежит вслед за позёмкой.
Пробежала тыщу вёрст.
Отцепила длинный хвост.

Пятнадцать Братцев
Любят кататься.
Первый с трубой
Ведёт всех за собой.
(Поезд)

Сто бочек
Ведёт Гудочек.
(Поезд)

Стальная Кобылица
По степям лазурным мчится.
Пробежала сотню вёрст
Отцепила длинный хвост. (Поезд)

По стальным дорожкам
Мчит Сороконожка.
Тук-тук-перестук.
Круглый щёлкает каблук.
С развесёлой песенкой
По железной лесенке.
(Поезд.)

В. Тунников
Каждый день туда-обратно
Возит грузы аккуратно.
В дождь, метель, жару, мороз
Мчит трудяга – … (паровоз)

Пошаговый ход изготовления поезда.

Макетирование это очень интересное занятие.

Сделать макет железной дороги я всегда мечтал с детства, реально мною было сделано всего несколько пролётов опытных путей. К сожалению во время работы я столкнулся со многими проблемами и дефицитными деталями, в этой статье я хочу обсудить с вами наиболее частые вопросы при создании макета железнодорожного полотна и транспорта.

Во втором выпуске журнала ModelMen я опубликовал статейку и несколько фотографий с сайта одного опытного моделиста, он строит макеты железных дорог и участвует в выставках со своими творениями. Даже взглянув на фотографии макета можно уже определить для себя объём работы, составить список инструментов и материалов. Я не буду приводить сразу весь список необходимого потому, как он может быть не полным, давайте лучше вместе разберём, что из чего делается.

Основание

Макет железнодорожного полотна должен на чём-то стоять, поэтому в самом начале необходимо сконструировать основание (стол) для макета. Основание может быть цельным и разборным. Проще делать цельное основание, но тогда нужно заранее определиться с помещением для макета, это должна быть просторная комната на случай расширения масштабов.

Для основания понадобятся ножки их можно взять от старых школьных парт или сделать их самостоятельно. Всю конструкцию можно легко сделать из фанеры и деревянных брусков. Для крепежа понадобятся шурупы, металические уголки. Чтобы сделать разборный макет придётся поломать голову над устройством основания и способах его транспортировки.

Инструмент

Для работы понадобится много разных инструментов:

Молоток
– отвёртки
– кусачки и проскогубцы
– стамески
– напильники
– шпатели
– ножницы
– ножи
– кисточки
– паяльник
– и др.

Железнодорожное полотно

Для того, чтобы поезда могли двигаться в нужном направлении нам нужны рельса, их можно приобрести готовыми в специализированных магазинах для моделистов. Если вы, как и я, не имеете таких магазинов в своём городе, то их можно купить через Интернет-магазины или самостоятельно съездить за ними. В крайнем случае рельсы придётся делать самостоятельно.

Самый простой вариант строительства – использование готорых рельс, их приклеивают или прибивают маленькими гвоздиками к основанию, стыки можно спаять и зачистить напильником.

Если готовых рельс нет, тогда нужно подумать как их сделать самостоятельно, можно взять размеры рельс, которые продаются в магазинах и сделать такие же свои. Для шпал нужно будет напилить много тонких брусочков, это можно сделать на небольшом станке. Сам рельс должен проводить ток, поэтому его целесообразно делать из толстой медной проволоки, которую можно прокатать на ручном станке до прямоугольного сечения. Прикрепить рельс к шпалам можно с помощью хорошего клея или припаять к гвоздикам, вбитым в шпалы, это можно делать через 3-4 шпалы.

Электрооборудование

Для движения поезда трубуется электрический ток, если конечно вы делаете не паровоз. В качестве источника питания используют заводские и самодельные блоки питания (см. схемы , радиотехника), напряжение на выходе не должно быть опасным, обычно используют БП до 16 вольт, для небольших моделей достаточно 6 – 9 вольт.

Поезд двигается с помощью электромоторчика, его можно взять от поломанных игрушек или приобрести в радиомагазине. Электричество к двигателю подводится от двух рельс, с них напряжение снимается при помощи двух и более счёток либо от металлических колёс самого поезда.

Для разводки электричества по макету (основанию) понадобятся медные провода и разъёмы.

Кроме самих поездов на макете могут располагаться светофоры, шлагбаумы, фонари и другие элементы которым необходимо электричество. Перед разводкой проводов тщательно продумайте каждую деталь, после монтажа будет поздно вести провода, придётся курочить макет.

Ландшафт

Неотьемлемой частью хорошего макета является оформление ландшафта, этому стоит уделить особое внимание. Для схожести с реальностью нужно как следует поработать над имитацией холмов, растительности, зданий, человечков, автотранспорта и др.

Многие детали можно использовать в готовом виде, т.е. взять игрушечные машинки, фигурки людей, также в детских магазинах можно приобрести фигурки животных, деревьев…

Для имитации холмов, гор и др. понадобится фанера, строительный гипс, папье-маше, стеклоткань, краски акриловые и другие отделочные материалы.

Здания

Макеты зданий тоже можно приобрести в магазинах игрушек или сделать их самостоятельно из дерева, картона, папье-маше, фанеры и пр.

Часто моделисты за образец берут реальные вокзалы, фотографируют их и превращают в миниатюры на столе.

На сайте я периодически буду публиковать свои и присланные вами разработки, вас наверняка интересует информация как сделать модель поезда, светофоры, деревья, мосты и другие элементы для железной дороги. А также я опубликую электрические схемы, фотографии и чертежи старых и новых поездов.

Татьяна Гурова

Стучат, стучат колеса,

Наш поезд мчится вдаль ,

А дым от паровоза-

Белесая вуаль.

Закрыл от нас пол неба,

А паровоз”Ту-ту,-

Гудит,-“Я до обеда

Детишек привезу.

На станцию приеду,

Без опозданья,в срок,

Потом в депо заеду,

И там посплю часок”

И. Шевчук

Берем лист бумаги формата А4 и складываем пополам

Затем, разворачиваем лист и сгибаем обе стороны к середине

Формируем прямоугольник и вырезаем из полоски бумаги окна , наклеиваем

Затем вырезаем круги и также наклеиваем.

Все, один вагончик готов. По этому принципу делаются и другие вагончики.

Когда мы делали поезд , ребята сами вырезали окна из полоски бумаги , а колеса из квадратов.

Публикации по теме:

Бежит тропинка через луг, Ныряет влево, вправо. Куда ни глянь, цветы вокруг, Да по колено травы. Зеленый луг, как чудный сад, Пахуч и.

Изготовление фланелеграфа. Мастер –класс. Лушникова М. В. – воспитатель. Давно хотела иметь в своей группе фланелеграф, но достать фанеру.

Наступила поздняя осень. Земля покрылась осенним ковром. Это вдохновило меня на создание осеннего граммофона и написание стихотворения Стихотворение.

ЦЕЛЬ: развитие у детей творческих музыкальных способностей. ЗАДАЧИ: – дать первоначальное представление о широких возможностях шумовых.

Для работы понадобятся: ножницы, цветная креповая бумага, кисть для клея, клей, картон чёрный, картон для шаблона,дощечка, палочка для.

23 Веселые занятия STEAM и STEM для детей

Scrub-a-dub-dub! Добавьте немного науки в ванну с этими красивыми и очень простыми бомбочками для ванны. Любопытная Джейн

Что вам понадобится:

1/2 стакана лимонной кислоты; 1 стакан пищевой соды; 1/2 стакана кукурузного крахмала; 1/2 стакана английской соли; эфирное масло по вашему выбору; 1 ч. Ложка воды; Оливкового масла; сферическая форма (мы использовали прозрачные пластиковые украшения)

Что делать:

1. Смешайте лимонную кислоту, пищевую соду, кукурузный крахмал и английскую соль в большой миске.Хорошо перемешайте и отложите. В небольшой миске смешайте одну или две капли эфирного масла, воды и оливкового масла.

2. Очень медленно добавить влажную смесь к сухой. Быстро и тщательно перемешайте, чтобы он не начал пузыриться. Когда все смешается, дайте смеси постоять несколько минут; он должен выглядеть и ощущаться как мокрый песок. Если оно все еще слишком сухое, добавьте каплю оливкового масла, но не перенасыщайте.

3. Разложите смесь по мискам меньшего размера и добавьте пищевой краситель, перемешивая его вручную.

4. Сложите слои разных цветов в обеих половинах сферической формы и упакуйте их. Когда каждая сторона будет полностью заполнена небольшим холмиком, сожмите их и осторожно поверните, пока стороны не зафиксируются. (Необязательно: добавьте небольшую пластиковую игрушку, блестки или лепестки цветов, когда будете наносить слой бомбочки для ванны.)

5. Дайте бомбе высохнуть в форме в течение нескольких минут, затем осторожно снимите верхнюю половину. Оставьте еще на час или два, затем осторожно выверните нижнюю половину из формы.Дайте высохнуть в течение ночи.

Как это работает?

Реакция шипения в ванне создается за счет объединения двух ингредиентов: бикарбоната натрия (пищевая сода) и лимонной кислоты. Пищевая сода – это основа, а лимонная кислота (как вы уже догадались) – это кислота. Когда вы смешиваете их в сухом виде, ничего особенного не происходит. Но когда вы добавляете воду, вуаля! Он действует как катализатор, позволяя ионам в каждом из них сталкиваться. Они реагируют и растворяются, образуя крошечные пузырьки углекислого газа. Шипение помогает бомбам сломаться и высвобождает аромат!

Psst! Прочтите книгу Любопытная Джейн: наука + дизайн + инженерия для любознательных девушек.

, безопасность здоровья и проблемы окружающей среды

Реферат

Целлюлозно-бумажная промышленность является одним из основных секторов в каждой стране мира, вносящим вклад не только в валовой внутренний продукт, но, что удивительно, в загрязнение окружающей среды и опасность для здоровья. Материал на основе бумаги и картона является одним из первых и наиболее широко используемых упаковочных форм для пищевых продуктов, таких как молоко и продукты на основе молока, напитки, сухие порошки, кондитерские изделия, хлебобулочные изделия и т. Д., Благодаря своей экологичности.Различные токсичные химические вещества, такие как печатные краски, фталаты, поверхностно-активные вещества, отбеливатели, углеводороды и т. Д., Включаются в бумагу в процессе ее разработки, которая проникает в пищевую цепочку во время производства бумаги, потребления пищевых продуктов и повторного использования через сбросы воды. Вторичная переработка считается лучшим вариантом восполнения ущерба окружающей среде, но бумагу можно перерабатывать максимум шесть-семь раз, а отходы бумажной промышленности очень разнообразны по природе и составу. Доступны различные методы утилизации бумаги, такие как сжигание, захоронение, пиролиз и компостирование, но их оптимизация процесса становится препятствием.Цель этой обзорной статьи – подробно обсудить использование упаковочных материалов на основе бумаги и бумаги для пищевых продуктов и нарисовать широкую картину различных проблем со здоровьем и окружающей средой, связанных с использованием упаковочных материалов на основе бумаги и бумаги в пищевой промышленности. Также обсуждалось краткое сравнение экологических аспектов производства бумаги, переработки и вариантов ее утилизации (сжигание и захоронение).

Ключевые слова: Бумага, картон, переработка, безопасность для здоровья, пищевая упаковка, экология

Введение

Пищевая промышленность выбирает упаковочный материал в соответствии с требованиями к пищевому продукту с учетом таких факторов, как термосвариваемость, технологичность, пригодность для печати, прочность, барьер свойства (водный, нефтегазовый барьер), рентабельность, экологичность и требования законодательства.Для упаковки пищевых продуктов используются различные материалы, такие как бумага, пластик, стекло, алюминий, дерево или их комбинация, в зависимости от их плюсов и минусов. Бумага и картон составляют 31% мирового сегмента рынка упаковки и наиболее широко используются в пищевой упаковке для сдерживания и защиты пищевых продуктов, удобства во время хранения или потребления и передачи соответствующей информации потребителям, включая ее маркетинговые аспекты (Jones and Comfort 2017). Приблизительно 47% от общего объема бумаги и картона, произведенных в 2000 году, было использовано для упаковки (James et al.2002). К бумаге прикреплен экологически чистый ярлык, что делает ее лучшим выбором для пищевой промышленности (Khwaldia et al. 2010) и преимущественно используется в первичной (т.е. при прямом контакте с пищевыми продуктами) и вторичной (т.е. для транспортировки и хранения первичных упаковок). уровни. В частности, бумага и картон используются для изготовления стаканчиков для мороженого, пакетов для попкорна для микроволновых печей, бумаги для выпечки, пакетов для молока, контейнеров для фаст-фуда, таких как пицца, стаканчики для напитков и т. Д.

Обычной бумаги недостаточно для пищевых продуктов из-за плохих барьерных свойств. низкая термосвариваемость и прочность.Таким образом, он пропитан какой-либо добавкой или ламинирован алюминием или пластиком для улучшения его функциональных свойств. Образованный человек, если его спросят о пищевых токсичных веществах, упомянет пестициды и другие загрязнители окружающей среды, но, к всеобщему удивлению, это широкая и сложная категория пищевых мигрантов из упаковочного материала (Grob et al. 2006). Различные бумажные компоненты и добавки могут проникать в пищевые продукты и вызывать серьезную опасность для здоровья человека в зависимости от уровня миграции и потребления (воздействие выражается как продукт миграции и потребления пищи) (Poças et al.2010). Однако мигранты, попадающие в пищу, слишком разнообразны, и уровень их токсичности также варьируется, что усложняет проблему (Biedermann-Brem et al., 2016). Печатные краски и их компоненты являются основными мигрантами в продукты питания, что может привести к почечной недостаточности, эндокринным нарушениям и раку легких (Muncke 2011), но поиск альтернативы печатным краскам по-прежнему остается ведущим вопросом.

Несмотря на то, что использование бумаги является экологически чистым, все же существуют проблемы, связанные с окружающей средой, связанные с производством бумаги и возможностью ее вторичной переработки.Тонны отходов разного состава и типов образуются в бумажной промышленности на разных этапах производства, после использования, утилизации и вторичной переработки. По данным Агентства по охране окружающей среды США (USEPA), коробки из гофрированного картона представляют собой крупнейшую категорию вторичного продукта: в 2015 году было захоронено 1,9 миллиона тонн, а общий уровень переработки бумажной и картонной тары в Соединенных Штатах Америки составил 78,2%. Утилизация макулатуры в Индии составляет 25–27% против 70–80% в развитых странах.С учетом этого факта в Индии на макулатуру был введен 12% налог на товары и услуги (GST) (Mukundan 2018). С учетом строгого законодательства захоронение и открытая свалка отходов – не лучший выбор, что приводит к сжиганию как лучшему варианту утилизации для предприятий по производству бумаги и вторичной переработке из-за рекуперации энергии, связанной с этим. Альтернативными вариантами утилизации являются пиролиз, компостирование, газификация и повторное использование в качестве строительного материала, но этот процесс необходимо оптимизировать на различных этапах.Добавки, используемые при производстве бумаги, также мешают переработке макулатуры, но переработка необходима, поскольку она снижает давление на первичную древесину для получения свежей древесной массы.

Метод подготовки бумаги

Слово «бумага» произошло от растения папирус , которое египтяне использовали для изготовления первого в мире сырого письменного материала. Цай-Лунь из Китая в 105 году нашей эры использовал кору бамбука и тутового дерева для разработки первого аутентичного процесса изготовления бумаги (Smook 2002).Однако бумагу также производили из волосяного покрова семян хлопка, льна, листьев, стеблей подсолнечника и сельскохозяйственных отходов (Rudi et al., 2016). Сырье, используемое для разработки бумаги, сильно влияет на ее качество из-за различий в длине волокна и составе пульпы. Большая часть бумаги в современном мире изготавливается из древесной массы хвойных деревьев (ели и сосны), произрастающих в северных умеренных зонах Северной Америки и Европы. Целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин – три основных компонента клеточной стенки древесины.Целлюлоза обладает волокнообразующими свойствами благодаря наличию прямых, длинных и параллельных волокон. Гемицеллюлозы ответственны за гидратацию пульпы и развитие сцепления во время взбивания. Лигнин – это естественный связующий компонент клеток древесины, не способный формировать волокна.

На рисунке показаны различные этапы процесса подготовки бумаги. Варка целлюлозы – это процесс разделения древесных волокон с использованием механической, химической, термической обработки или любой из этих обработок в сочетании.Лигнин растворяется с образованием отдельных волокон во время варки целлюлозы, которые могут быть преобразованы в бумажный лист в процессе изготовления бумаги. Раствор или волокна, полученные после варки целлюлозы, известны как пульпа. Отбеливающая обработка применяется для улучшения белизны химической и механической целлюлозы. За цвет целлюлозы отвечают хромофорные группы лигнина, которые удаляются во время отбеливания с использованием хлора, диоксида хлора или перекиси водорода.

Блок-схема процесса подготовки бумаги

Обработка взбиванием увеличивает площадь поверхности волокон, тем самым увеличивая их водоудерживающую способность и создавая дополнительные возможности для связывания волокон.Процесс рафинирования аналогичен процессу измельчения и используется для улучшения физических свойств готового листа. После варки и измельчения стадия подготовки массы (волокнистого материала) включает в себя механическую обработку целлюлозы для ее преобразования в лист на бумагоделательной машине. В процессе изготовления бумаги используются в основном три различных метода: машина Fourdrinier, цилиндрическая машина и двойные проволочно-формовочные машины. В процессе формования бумаги волокнистый материал (содержащий приблизительно 99% воды) пропускается через ролики или проволочную сетку для удаления воды и формирования бумажного полотна.

Окончательная обработка включает каландрирование, суперкаландрирование, проклейку, ламинирование, пропитку или пропитку проявленной бумаги в соответствии с требованиями отрасли или продукта, который будет упакован (Khwaldia et al. 2010). Каландрирование включает в себя приложение давления для изменения ориентации поверхностного волокна и выравнивания поверхности бумаги. Считается, что после обработки календаря бумага подвергается машинной обработке. Суперкаландрирование почти аналогично каландрированию, но включает добавление влаги и большее давление, чем каландрирование.Проклейка – это процесс покрытия бумаги крахмалом, казеином, квасцами и т. Д. Для улучшения ее внешнего вида, барьерных свойств и прочности (Robertson 2013).

Классификация бумаги

Бумагу можно разделить на следующие категории на основе множества параметров.

В зависимости от сорта: бумага первичной обработки из необработанной древесной массы называется первичная бумага или первичная бумага . Вторичная бумага – это бумага, полученная после переработки первичной бумаги, самой переработанной макулатуры или их комбинации.

Основываясь на гладкости и обработке целлюлозы и бумаги, ее можно разделить на две категории: бумага, используемая для печати, этикетирования, письма, книг и т. Д., Изготовлена ​​из беленой целлюлозы и называется тонкой бумагой , и используемая бумага в упаковке пищевых материалов, которая изготовлена ​​из небеленой целлюлозы, называется грубая бумага .

Согласно Управлению по безопасности и стандартам пищевых продуктов Индии (FSSAI), для прямого контакта с пищевыми продуктами следует использовать только первичный упаковочный материал (FSSR 2011).Бумагу для упаковки пищевых продуктов можно разделить на две широкие категории (1) на основе обработки целлюлозы или бумаги (2) на основе формы и комбинации различных материалов. Обработка древесной массы существенно влияет на свойства бумаги и ее использование. В следующем разделе рассматриваются различные типы бумаги на основе обработки целлюлозы и бумаги и их использование в упаковке пищевых продуктов.

Крафт-бумага

Немецкий химик Карл Ф. Даль ввел сульфат натрия для варки целлюлозы, что привело к получению более прочной бумаги. Бумага была известна как крафт-бумага после немецкого слова «крафт», что означает прочность.Крафт-бумага изготавливается из небеленой целлюлозы и обычно раскатывается на сердцевине с внутренним диаметром 70–75 мм и длиной, соответствующей ширине бумаги. Крафт-бумага обладает крупнозернистой структурой и очень высокой прочностью. Крафт-бумага изготавливается на машине Fourdrinier, а затем глазируется на сушилке Yankee или обрабатывается на каландре. Каландрирование избегают, если требуется шероховатость, поскольку штабелирование пакетов из крафт-бумаги на поддоне с соприкасающейся шероховатой поверхностью предотвращает скольжение (Robertson 2013).Он доступен в трех сортах, а именно: сорт 1, сорт 2 и сорт 3.

• Сорт 1 В бумажной промышленности он упоминается как первичная крафт-бумага и изготовлен из 100% небеленой сульфатной целлюлозы или из смеси древесная и бамбуковая пульпа.

• Сорт 2 Багасса, рисовая / пшеничная солома, трава, джут или их смесь с сульфатной целлюлозой используются для изготовления крафт-бумаги 2-го сорта или полу – крафт-бумаги , а также крафт-остатки сельскохозяйственных культур .

• Сорт 3 Может быть изготовлен из 100% макулатуры или смеси макулатуры и сельскохозяйственных отходов. Обычно она обозначается как non – первичная крафт-бумага в торговле бумагой и в промышленности (IS: SP-7 NBC 2016).

Крафт-бумага используется для упаковки муки, сахара, сухофруктов и овощей. Компания Charta Global, базирующаяся в США, объявила о добавлении Enza Kraft к полному ассортименту специальной бумаги. Это бумага с машинной глазурью, глянцевая с одной стороны и немного грубая с одной стороны.Версия для пищевых продуктов соответствует требованиям Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (USFDA) и сертифицирована для пищевых продуктов, включая обертку для сэндвичей, пакет для печенья, обертку жевательной резинки, обертку для замороженных и незамороженных кондитерских изделий, соль, перец, пакеты с сахаром и пакетики для чая ( www.chartaglobal.com).

Максвелл и Эссе (1989) запатентовали упаковку с двумя отделениями для пищевых продуктов, содержащую зерна кукурузы, которые должны быть вытолкнуты с помощью микроволновой энергии в одном отделении, и добавки, такие как ароматизатор, во втором отделении.Двойная упаковка состояла из металлизированной пленки для преобразования микроволновой энергии в тепловую энергию, зажатой между слоями крафт-бумаги и пергамина, что указывает на использование бумаги в контейнерах для микроволновой печи для пищевых продуктов.

Отбеленная бумага

Йохан Рихтер, инженер и промышленник из Норвегии изобрел непрерывный процесс для непрерывного отбеливания бумажной массы. Отбеливание – это химический процесс, выполняемый с использованием таких химических веществ, как хлор, диоксид хлора, перекись водорода, озон и т. Д.в основном для улучшения белизны и яркости бумаги. Число Каппа – это показатель отбеливающей способности древесной массы или показатель остаточного лигнина. Более низкое число каппа указывает на использование меньшего количества химиката для отбеливания целлюлозы (Correia et al. 2014). Отбеливание снижает прочность бумаги, делая ее мягкой, дорогой и белой, и используется, когда основное внимание уделяется внешнему виду, а не прочности. Внешний вид беленой бумаги для пищевых продуктов также можно улучшить за счет глиняных покрытий (Robertson 2013).Однако отбеливание оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду, приводя к выбросу вредных химикатов в водные пути. Однако был разработан экологически безопасный подход к биологическому отбеливанию бумажной массы с использованием лигнинолитических ферментов, включая ксиланазу, лакказу и пероксидазу марганца (Saleem et al.2018). Отбеленная крафт-бумага используется для производства муки, сахара, фруктов и овощей.

Оберточная папиросная бумага или салфетки

В соответствии со спецификациями IS 8460 (1999) оберточная папиросная бумага бывает двух типов, а именно: тип A – обычная салфетка и тип B – нейтральная (не тусклая) ткань.Плотность оберточной тонкой бумаги не должна превышать 25 г / м ² с допустимым отклонением ± 1,5 г / м ² (IS: SP-7 NBC 2016). Пищевая папиросная бумага в основном используется в качестве вкладыша для хлебобулочных изделий, пленки для сэндвичей и вкладыша для коробок. Салфетки широко используются для изготовления чайных и кофейных пакетиков из манильской конопли из-за ее пористости, легкого веса и длинных волокон (Macarthur and Hemmings 2017). Не следует путать оберточную тонкую бумагу с впитывающими тканями, используемыми для впитывания, поскольку они изготавливаются из целлюлозы другого типа.Орнаментальный дизайн для папиросной бумаги с рисунком тиснения был недавно запатентован Барраном и Маккормиком (2018).

Жиронепроницаемая бумага

Жиронепроницаемая бумага полупрозрачная и гидратированная, что придает стойкость к маслам и жирам. Производство жиронепроницаемой бумаги включает в себя длительное измельчение целлюлозы, которое разрушает волокна целлюлозы, повышая их водопоглощающую способность и, наконец, приводя к их поверхностной клейстеризации и липкости. Это явление гидратации приводит к образованию бумажного полотна с промежуточными промежутками, и его характеристики зависят от заполнения этих промежутков.Уменьшение количества соединительных пор между волокнами затрудняет прохождение жидкости через жиронепроницаемую бумагу. Водяной гиацинт ( Eichhornia crassipes ) состоит из очень длинных волокон и значительного количества гемицеллюлозы, что позволяет использовать его для изготовления жиронепроницаемой бумаги. Госвами и Сайкия (1994) опробовали водную пульпу гиацинта и пульпу бамбука в различных соотношениях 75:25, 80:20 и 90:10, которые обладали удовлетворительными жиронепроницаемыми свойствами. Также были проведены исследования по созданию жиронепроницаемой бумаги из банана ( Musa paradisica L.) целлюлозное волокно. Смолы и пентозаны внутри оболочки Musa Paradisica придавали жиронепроницаемые свойства (Goswami et al. 2008). Kjellgren et al. (2006) пропитали хитозановое покрытие плотностью 5 г / м ² на жиронепроницаемой бумаге, используя метод дозированного клеевого пресса, что привело к незначительной проницаемости для диоксида углерода и азота. Покрытие пластизолем крахмал-PVOH на жиронепроницаемой бумаге значительно снизило скорость пропускания водяного пара (СПВП) (Jansson and Järnström 2006).

В соответствии с Бюро стандартов Индии (IS: 6622-1972) жиронепроницаемая бумага должна быть равномерно обработана машинной обработкой с одинаковой толщиной и без каких-либо неприятных запахов, видимых порезов и отверстий.Бумага должна иметь коэффициент разрыва не менее 20, а коэффициент разрыва в любом направлении должен быть 30. Время проникновения масла (показатель устойчивости к консистентной смазке или маслу) должно составлять минимум 1200 с, а минимальный вес – 35 г / м. ² (IS: SP-7 NBC 2016). Жиронепроницаемая бумага, как следует из названия, непроницаема для жиров и масел, но в течение определенного периода времени, тем не менее, она в основном используется для упаковки масла и других пищевых продуктов, содержащих жиры (Marsh and Bugusu 2007). Жиронепроницаемая бумага также может найти свое применение в качестве варианта осуществления или внутренней оболочки пищевого контейнера с двойным пакетом для микроволновой печи с внешним слоем, состоящим из бумаги и встроенного микроволнового нагревательного элемента (Hartman et al.1991).

Пергамин

Пергамин – это усовершенствованная версия жиронепроницаемой бумаги, в которой была проведена экстремальная гидратация для получения плотного листа с высокой плотностью, прозрачностью, гладкой и стеклянной поверхностью. Этот набор свойств достигается за счет суперкаландрирования жиронепроницаемой бумаги, когда она смачивается водой и прессуется в серии валков, нагреваемых паром. Это приводит к таким тесным межволоконным водородным связям, что показатель преломления пергаминовой бумаги приближается к 1.В 2 раза больше аморфной целлюлозы, что указывает на то, что существует очень мало пор или других границ раздела волокно / воздух для рассеяния света или проникновения жидкости (Yam 2009). Непрозрачность бумаги может быть увеличена добавлением диоксида титана, и на нее также влияют уровень гидратации пульпы и граммаж бумаги. Прочность пергаминовой бумаги можно повысить за счет добавления пластификаторов (Zhu et al. 2014).

Было заявлено, что влагонепроницаемая пергаминовая бумага была разработана с использованием сополимерного покрытия винилгалогенида и сложного эфира малеиновой кислоты.Ламинирование пергаминовой бумаги аморфным или полимерным воском делает ее менее податливой, вызывая рвущий звук при разделении двух листов. Аморфный воск (83%), полимеризованная смола (12%), тяжелый вязкий жидкий полибутен (3%) и бутилкаучук (2%) были предложены для удовлетворительного ламинирования пергаминовой бумаги. Этот процесс ламинирования также улучшил свойства барьера для паров влаги по сравнению с ламинированием из аморфного и смоляного воска (Fisher and Borden 1952). Удивительно, но пергамин была использована в качестве водопроницаемого слоя при разработке листов контактной дегидратации для сушки продуктов, содержащих белок, таких как рыба и мясо (Нумамото и Касаи, 1983).

Бумага пергамин находит свое применение в качестве подкладки для выпечки, печенья и кулинарных жиров. Он в основном используется в качестве разделительной пленки для мяса и хлебобулочных изделий, поскольку он облегчает отделение отдельных кусков пищевых продуктов. Пергамин и крафт-бумага были перечислены в утвержденных упаковочных материалах для облучения гамма-излучением до 10 кГр для стерилизации пищевых упаковок или самого упаковочного материала в документе FDA 21CFR 179.45, подраздел C (Haji-Saeid et al.2007).

Растительная пергаментная бумага

Процесс производства растительной пергаментной бумаги был разработан в девятнадцатом веке, сначала использовался для обертывания масла, а затем и по сей день и физически похож на пергамент , который изготавливается из кожи животных. Различные виды льна ( Linum vistatissimum L.,) использовались для изготовления тонкой пергаментной бумаги в Северной Америке (Berglund 2002). Процесс разработки включает в себя переход химической целлюлозы, имеющей полотно из неоднородных высококачественных волокон, через концентрированный раствор серной кислоты.Кислотная обработка приводит к частичной солюбилизации и набуханию целлюлозных волокон, заполняя промежутки между волокнами и избыточное водородное связывание. Кислотная обработка сопровождается промывкой в ​​воде, пропусканием через обычные сушилки для бумаги. Эти виды обработки объединяют бумажную сеть, создавая бумагу, обладающую заметно превосходной влагостойкостью, без неприятных запахов и маслостойкостью (Yam 2009). Утверждалось, что более прочная и долговечная пергаментная бумага с однородной прозрачностью была получена путем обработки ее глицерином и водным раствором в соотношении 1: 4 (Pauley et al.2005). Пергаментная бумага не является термосвариваемой, имеет большую прочность во влажном состоянии и плохую газовую защиту, если она не покрыта. Пергаментная бумага с высокой амортизирующей способностью может быть произведена путем мокрого крепирования, что обеспечивает растяжимость и естественную прочность на разрыв. Специальные процессы отделки обеспечивают качество от грубого до гладкого, от хрупкого до мягкого и от липкого до высвобождаемого. Глазурованная бумага с имитацией пергамента (GIP) изготавливается из прочной сульфитной целлюлозы, которая имеет большой размер и глазуровку для обеспечения необходимой степени защиты.

Овощная пергаментная бумага широко используется в качестве слоя между ломтиками теста или мяса, поскольку ее жиростойкость и прочность во влажном состоянии позволяют легко удалить ее с поверхности, контактирующей с пищевыми продуктами. Этикетки и вкладыши для продуктов с высоким содержанием масла или жира часто делают из пергаментной бумаги. Сыры с высоким содержанием жира, покрытые ингибиторами плесени, также можно обернуть овощной пергаментной бумагой (Ribeiro et al., 2016).

Вощеная бумага

Вощеная бумага, как следует из названия, представляет собой любую подходящую бумагу в качестве основного материала, на которую был нанесен воск для улучшения ее барьерных свойств против жидкости и газов.Степень барьера для жидкости и газов прямо пропорциональна количеству парафина. Волокна служат путем для перемещения влаги в бумагу, что препятствует нанесению воска. Слой воска не только действует как клей, но и обеспечивает термосвариваемость. Мокрый воск, сухой воск и ламинированный воск – это разные сорта, основанные на толщине воскового покрытия. Когда воск наносится на поверхность бумаги-основы в процессе изготовления бумаги, покрытие становится наименее тонким, что снижает защиту. Мокрая восковая бумага получается путем быстрого охлаждения нанесенного воскового полотна, что приводит к образованию сплошного слоя воска с обеих сторон и высокой степени глянца. Напротив, бумагу с прерывистым слоем воска получают с помощью нагретых валков и называют сухой – воском . Воск обычно трескается при более низкой температуре, а также из-за складывания бумаги, что ухудшает барьерные свойства, которые преодолеваются при использовании смол или пластичных полимеров (Мир и др.2017). Хлеб, печенье, молочные продукты (ультрапастеризованное молоко и сливки), бутерброды, пирожные, подсолнечное масло и сухие завтраки обычно упаковываются с использованием вощеной бумаги. Емкости из вощеной бумаги широко используются для раздачи и потребления фруктовых соков и молока.

Сульфитная бумага

Сульфитная бумага легче и слабее крафт-бумаги. Его часто покрывают глазурью для улучшения внешнего вида, прочности во влажном состоянии и жиростойкости. На него можно наклеить пластик и алюминиевую фольгу для улучшения характеристик.Небольшие пакеты или переплеты для упаковки кондитерских и хлебобулочных изделий изготовлены из сульфитной бумаги (Raheem 2013).

Картон

Основное различие между бумагой и картоном заключается в граммаже, когда картон имеет плотность более 250 г / м2 (грамм на квадратный метр) (Robertson 2013). Картон обычно состоит из нескольких слоев и имеет большую толщину, чем бумага. Платы могут изготавливаться из одной проволоки Фурдринье, одноцилиндрового формовщика или из серии формовщиков одного типа или их комбинации (Smook 2002).Технику трехмерного формования можно использовать для усовершенствованных дизайнов картонных упаковочных материалов, преодолевая недостатки метода глубокой вытяжки (Hauptmann and Majschak 2011).

Газеты и другая недорогая макулатура низкого качества могут использоваться во внутренней структуре картона, создавая таким образом недорогую альтернативу использованию бумаги. Однако для пищевых продуктов может использоваться только бумага первичного качества, что исключает возможность использования многослойных картонов, содержащих газеты и другую переработанную бумагу, в приложениях, контактирующих с пищевыми продуктами.Многослойный картон состоит из двух или более слоев, спрессованных в единый картон, который в дальнейшем используется для изготовления жестких коробок, картонных коробок для молока и сока. Конструкция вентилируемого ящика из картона используется для транспортировки и хранения фруктов и овощей (Fadiji et al. 2016).

Различные типы картонных материалов следующие:

состоит из 100% первичной целлюлозы, верхнего слоя, приготовленного на машине Fourdrinier, и второго нижнего слоя низкого качества по сравнению с верхним слоем.

изготовлен из 100% беленой целлюлозы для упаковки пищевых продуктов, доступен как однослойный, так и многослойный.

Многослойный картон с наружными слоями первичной химической массы и внутренними слоями механической массы, используемый для изготовления складных коробок.

многослойный картон, изготовленный из 100% переработанной бумаги и часто содержащий примеси, такие как чернила оригинальной бумаги, что препятствует его использованию с поверхностей, непосредственно контактирующих с пищевыми продуктами.ДСП – один из недорогих картонов, внешний вид и прочность которого могут быть улучшены за счет использования белой доски в качестве подкладки и в основном используется в картонных коробках для чая и круп в качестве наружных слоев.

в основном используется в качестве основного слоя, покрытого некоторыми добавками.

Отбеливающая обработка применяется для улучшения белизны и в основном используется в качестве внутреннего слоя пищевых картонных коробок. Термосвариваемость может быть достигнута путем покрытия воском или ламинирования тонким слоем полиэтилена.

Сульфатная целлюлоза в основном используется для изготовления массивных плит из-за ее прочности и долговечности. Твердый картон можно использовать для упаковки молока, фруктовых соков и безалкогольных напитков, когда он ламинирован несколькими слоями полиэтилена для улучшения его барьерных свойств и термосвариваемости (Smook 2002).

Газета как упаковочный материал для пищевых продуктов

Газеты используются для придания мягкости фруктам и овощам, покрытия пищевых продуктов для предотвращения их воздействия загрязнителей окружающей среды и даже для упаковки свежеприготовленных роти / чаппати (Biedermann and Grob 2010).Использование газетного упаковочного материала для упаковки, упаковки и подачи пищи является наиболее распространенной практикой в ​​Индии. Это одна из угроз безопасности пищевых продуктов, особенно в контексте уличной еды. Когда дело доходит до уличной еды, мы часто тратим много времени, беспокоясь о ее безопасности, и игнорируем то, как она упакована в Paschke et al. (2015). Скорее всего, еда, которую мы покупаем у уличных торговцев, в основном завернута в газету.

Различные типы бумаги и их использование в упаковке пищевых продуктов подробно обсуждались в предыдущем разделе.На рисунке показаны бумага и материалы на основе бумаги различной формы и размеров, используемые для упаковки пищевых продуктов. Обсуждаемые бумажные материалы имеют различные формы или объединены в несколько слоев с пластиками для улучшения их использования и свойств, которые будут обсуждаться ниже.

Упаковочные материалы на основе бумаги и картона, используемые для упаковки пищевых продуктов, a печенье, упакованные в бумажные коробки, b ящики для яиц, пример упаковочного материала из формованной целлюлозы, c Жесткая коробка на основе картона, содержащая традиционные индийские молочные сладости Burfi , d рожок для мороженого, e пергаментная бумага для овощей, содержащая масло, f гофрированный картон, г композитных банок с крекерами, h волокнистый барабан

Бумажные пакеты

Первое использование В 1630 году было сообщено о бумажных пакетах, предназначенных для переноски продуктов.Бумажные пакеты доступны в различных формах и используются в основном для повседневного использования в торговых точках в основном для «переноски» и «унесения домой» (Kirwan 2005). Для производства бумажных пакетов используются различные типы бумаги, такие как жиростойкая, крафт-бумага, переработанная крафт-бумага, мелованная бумага, пропитанная воском, ламинированная и т. Д. Бумажные пакеты доступны в различных формах, таких как плоские и ранцевые, самооткрывающиеся пакеты (SOS), полосовые оконные пакеты и т. Д. Недавно были проведены исследования по использованию лигноцеллюлозных микро / нано волокон из опилок с переработанным картоном для производство бумажных пакетов (Tarrés et al.2017).

Банки из композитного материала

Банка из композитного материала представляет собой жесткую конструкцию, вытянутую по спирали или спирали, с одним или обоими торцами, открываемыми или постоянно фиксируемыми. Первоначально он был доступен только в круглой форме, но чтобы повлиять на потребителей с помощью дизайна упаковки, в мега-магазинах доступны различные уникальные формы, такие как овальные и прямоугольные (Romaine 2005). Бумага, особенно крафт-бумага, является основным слоем в композитных банках с полипропиленом, полиэтиленом высокой плотности (HDPE) и алюминием в качестве слоя для улучшения ее свойств.Пищевые продукты включают контейнеры для замороженного теста, закусок ( Pringles ^® , Planters ), замороженных фруктов, сухофруктов, орехов, чипсов, порошковых продуктов, сушеного мяса, чипсов, соли / специй, печенья / крекеров, твердое / жидкое масло, замороженное тесто ( Pillsbury ^® ) и кондитерские изделия. Композитные банки из алюминиевой фольги, картона и полимера в основном используются в качестве замены металлических банок для упаковки сухого молока (Karaman et al.2015).

Барабаны с волокном

Барабаны с волокном – это цилиндрические емкости большого размера с боковыми стенками на картонной основе и концевыми компонентами, изготовленными из металла, фанеры или самого картона. Они в основном используются для разлива пищевых продуктов в больших количествах из-за их высокой прочности и защиты, которые они обеспечивают для пищевых продуктов во время транспортировки. Он используется для перевозки сухих порошков, паст и полужидких пищевых продуктов (Foulds 2017).

Многослойные бумажные мешки

Многослойные бумажные мешки – это легкие и биоразлагаемые концентрические трубки из 2–6 слоев бумаги с различными типами торцевых крышек, такими как открытая горловина, наклеенные, плоские, сшитые и складчатые.Применяются для насыпной упаковки муки, картофеля, сухого молока, крупных хлопьев, зерна, сахара и т. Д. Массой 5–50 кг. Приблизительно 704 миллиона единиц бумажных мешков были использованы европейскими конечными потребителями для пищевых продуктов в 2001 году (Martins and Cleto, 2016).

Жесткие коробки

Жесткие коробки изготавливаются из бумаги и картона толщиной от 1000 до 2500 микрон, массой 400–1600 г / м ² и желатиновых клеев в качестве клея. Жесткие ящики основаны на механизме снятия крышки и готовы к заполнению при закупке у производителей.Он доступен в различных формах, таких как квадрат, прямоугольник, круг, эллипс и т. Д., А также в дизайне корпуса и выдвижного ящика, книжном стиле, откидной крышке, лотке и откидной крышке. Жесткие коробки в основном используются для упаковки шоколадных кондитерских изделий и других хлебобулочных изделий (Geldenhuys, 2016). Тем не менее, пищевая промышленность Индии наиболее широко использует его для упаковки традиционных индийских молочных продуктов, таких как бурфи, педа, молочный пирог, гулабджамун, калаканд и т. Д.

Картонные коробки

Картонные коробки – это коробки, изготовленные из листов картона (толщиной от 300 до 1200 µ) и доступны в различных формах и размерах в соответствии с требованиями рынка.В основном складные картонные коробки используются в качестве вторичной упаковки на оптовом рынке при транспортировке групповых упаковок пищевых продуктов. Складные коробки разрезаются на нужные формы, доставляются в складном состоянии и устанавливаются на месте упаковки (Obolewicz 2009). Складные картонные коробки также используются на третьем уровне упаковки, то есть для хранения вторичных контейнеров хлебобулочных и кондитерских изделий. Реконфигурируемая робототехническая система была разработана для автоматического складывания картонных коробок с учетом их растущего использования в пищевой промышленности и производстве напитков (Yao et al.2011).

Гофрированный картон (CFB)

Сырьем для CFB является в основном крафт-бумага, однако жмых агавы, побочные продукты производства текилы, также использовались для производства древесноволокнистых плит (Iñiguez-Covarrubias et al. 2001). Гофрированный картон обычно состоит из двух или более слоев плоской крафт-бумаги (лайнер) и слоев гофрированного материала (канавки), помещенных между плоскими слоями для обеспечения амортизирующего эффекта и сопротивления истиранию. Рифленый материал разрабатывается с помощью устройства для гофрирования, которое включает прохождение плоской крафт-бумаги между двумя зубчатыми роликами с последующим нанесением клея на концы гофров, и подкладка приклеивается к гофрированному материалу с помощью давления (Kirwan 2005).Если у него только одна облицовка, это одностенная; если подкладка с обеих сторон, чем трехслойная или двухсторонняя и так далее. Согласно Бюро стандартов Индии (IS 2771 (1) 1990), были определены типы флейты A (широкая), B (узкая), C (средняя) и E (микро). Тип канавок используется, когда амортизирующие свойства имеют первостепенное значение, тип B сильнее, чем A и C, C – это компромисс между свойствами между A и B, а E легче всего складывается с наилучшей пригодностью для печати (IS: SP-7 NBC 2016) . На упаковку пищевых продуктов по отдельности приходится 32% гофрокартона в европейских странах и 40%, если сюда входит и сегмент упаковки для напитков (Kirwan 2005).Он используется на поверхности прямого контакта с пищевыми продуктами, в основном, для фруктов и овощей, где все виды макулатуры могут использоваться в качестве внутренних слоев, но должны быть выполнены указанные требования по содержанию пентахлорфенола (ПХФ), фталата и бензофенона.

Картонные коробки CFB с отделениями обычно используются для групповых упаковок стаканчиков для йогурта из полистирола. Мясо, рыба, пицца, гамбургеры, фаст-фуд, хлеб, птица и картофель фри можно упаковывать в древесноволокнистые плиты (Begley et al. 2005). Фрукты и овощи также могут быть упакованы для ежедневной поставки на рынки.

Упаковка для жидких продуктов на основе картона

Первые попытки создания упаковки для жидких пищевых продуктов на основе картона относятся к 1915 году, когда Джон Уормер из Огайо запатентовал «бумажную бутылку», которую он назвал Pure-Pak ^® . Это была сложенная картонная коробка, которая использовалась для упаковки молока в те дни и использовалась до настоящего времени для продажи на внутреннем рынке и на экспорт. Позже были достигнуты различные успехи в упаковке для жидкостей на основе картона, и сегодня она широко используется для упаковки молока, сливок, соков, винных продуктов, минеральной воды, растительного масла, супов, сублимированных овощей под престижными брендами и в различных формах, таких как двускатные. вершина, пирамида, кирпич, мешочек и клин (Kirwan 2005).Продукт, упакованный в картонную тару в стерилизованных окружающих условиях, имеет более длительный срок хранения из-за стерилизационной обработки как продукта, так и упаковочного материала. Tetra Pak ^® является наиболее многообещающим брендом для упаковочного материала из картона, и его пакеты для молока состоят из шести слоев, включая полиэтилен и бумагу, при этом бумага составляет примерно 70% от общего количества упаковочного материала, используемого в одном пакете (Lokahita et al., 2017). Tetra Pak ^® продано 180 миллиардов упаковок по всему миру в 2017 году, и этот показатель ежегодно увеличивается на миллиард (https: // www.tetrapak.com/), что указывает на преобладание упаковки для жидкостей на основе картона.

Упаковка из формованной целлюлозы

Как следует из названия, упаковка из формованной целлюлозы изготавливается из смеси воды и волокон, которой придают разнообразную привлекательную форму путем прессования и сушки раствора целлюлозы. Сырье состоит из 96% воды и 4% волокна с некоторыми гидроизоляционными добавками, такими как воск и смолы. Одними из лучших примеров упаковки из формованной целлюлозы в пищевой промышленности являются лотки для яиц, лотки для фруктов и овощей, используемые в основном для придания продукту амортизирующего эффекта и сохранения их нежной структуры во время транспортировки.Контейнеры типа «моллюск» из формованной целлюлозы используются для закрытой упаковки яиц и бутылок (Didone et al., 2017). Формованный материал из целлюлозы, содержащий до 80% пшеничной соломы, обладал лучшими характеристиками растяжения и биоразлагаемостью, чем пенополистирол (EPS), что не характерно для EPS (Curling et al. 2017).

Бумажные этикетки и клеи

Этикетки используются в пищевой промышленности в основном для идентификации пищевых продуктов, деклараций относительно пищевой ценности, заявлений о пользе для здоровья, штрих-кода, информации производителя, инструкций по применению, срока годности и количества продукта.Высокая печать, литография, флексография, глубокая печать и штамповка широко используются для печати информации и изображений на бумажных этикетках. Бумажные этикетки прикрепляются к пищевым пакетам или контейнерам в виде бумажных этикеток с влажным клеем, клееных бумажных этикеток и самоклеящихся этикеток. В пищевой промышленности использовались инновационные этикетки, указывающие на фальсификацию продукта, таким образом защищая пищу (Kirwan 2005).

Клеи чаще всего используются в упаковочной промышленности для запечатывания складных картонных коробок, ламинирования бумаги на картон и этикетирования пищевых контейнеров.До 1940-х годов в качестве упаковочного клея использовались материалы природного происхождения, такие как паста, клей и т. Д. В настоящее время в качестве адгезивов используются клеи на основе крахмала и казеина, латекс натурального каучука, эмульсия поливинилового спирта, нефтяной воск в сочетании с полимерами и смолой, повышающей клейкость. Наклеиваемые самоклеящиеся (чувствительные к давлению), вплавляемые в форму и рукавные этикетки чаще всего используются для любых типов пищевых контейнеров, включая бутылки и металлические банки (Robertson 2013).

Бумага считается безвредным упаковочным материалом с точки зрения ее вредного воздействия на окружающую среду и здоровья человека.Однако ситуация совершенно иная, поскольку сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности, миграция упаковочного материала в продукты питания и некоторые вопросы, связанные с методом их утилизации, создают ясную картину. В дальнейшем будет обсуждаться неблагоприятное воздействие бумажной промышленности на здоровье и окружающую среду.

Воздействие на здоровье и вопросы безопасности мигрантов из упаковки

При изготовлении бумаги и картона из целлюлозы или переработанных материалов добавляются различные типы добавок для улучшения свойств конечного продукта.Различные процессы, такие как варка целлюлозы, отбеливание, пищеварение и окончательная обработка (калибровка, преобразование и каландрирование), включают использование многочисленных химических добавок, которые могут взаимодействовать с пищевыми материалами, следовательно, вызывая неблагоприятные последствия для здоровья человека. Миграция всех веществ из упаковочного материала в пищевые продукты обозначается как общая миграция , в то время как миграция конкретного вещества обозначается как специфическая миграция . Согласно директивам Европейского Союза 2002/72, максимальный предел общей миграции из упаковочного материала в пищевые продукты составляет 60 мг / кг.Однако для небольших емкостей менее 500 мл, пластиковых пленок и незаполняемых материалов предел составляет 10 мг / дм ² . Химические добавки являются низкомолекулярными летучими и нелетучими, либо добавляются непосредственно в пульпу, либо наносятся в качестве покрытия во время окончательной обработки (Bradley et al. 2013; Trier et al. 2011). Эти химические добавки можно в широком смысле классифицировать как технологические добавки, способствующие процессу приготовления, и функциональные добавки, улучшающие свойства готового материала.Некоторые из основных присадок, мигрирующих из бумаги и картона, – это минеральные масла, красители (органические, неорганические и синтетические), фталаты, адипаты и полифторированные вещества (Fierens et al. 2012). Вторичная переработка бумаги и картона не устраняет эти добавки, однако о присутствии минерального масла выше порогового уровня сообщили Бидерманн и Гроб (2010).

Несколько исследователей провели исследования миграции минерального углеводородного воска с вощеной бумаги на поверхность пищевых продуктов.Миграция воска увеличивается при более высоких температурах. Внешний слой образцов хлеба содержал до 50 мг / кг. Продукты ириски содержали 110–1300 мг / кг, а упакованные конфеты содержали 12–1300 мг / кг минеральных углеводородов на поверхности продукта (Castle et al. 1993; Castle et al. 1994). Полифторированные поверхностно-активные вещества (ПФС) наиболее широко используются для придания маслостойкости и водостойкости бумаге и картону. ПФС с молекулярной массой более 3600 г / моль ^-1 и продукты их окисления токсичны и вызывают разрушение эндроцина.Приготовленный в микроволновой печи попкорн, коробка для гамбургеров, смесь ржаного хлеба, кофе, лапша, шоколадный торт и курица карри с жасминовым рисом, содержащиеся в бумажном пакете или картонных коробках, содержат PFS, что вызывает серьезную озабоченность (Trier et al. 2011). Бисфенол А и его новый структурный аналог Бисфенол S используются в качестве проявителя цвета на термобумаге для квитанций, обычно прикрепляемой к пакетам для пищевых продуктов и картонным коробкам для пищевых продуктов в мега-розничных продуктовых магазинах (Пивненко и др., 2018). Бисфенол А вызывает эндокринные нарушения, и с 2020 года было предложено запретить его использование в термобумаге.

Переработка бумаги продвигается в целях обеспечения устойчивости и экологических проблем. Однако пищевые контейнеры на основе переработанной бумаги и картона рассматривались как основная причина миграции минерального масла в пищевые продукты. Углеводороды, содержащие до 20 атомов углерода (n-C ₂₀ ), мигрируют в пищевые продукты в течение нескольких недель, а углеводороды с 20–28 атомами углерода (n-C _20–28 ) – с уменьшающейся скоростью. Основным источником минерального масла были чернила с отпечатанным вторичным картоном, содержащие 300–1000 мг / кг минерального масла ( 28 ).Однако верхний предел суточного потребления 28 был установлен на уровне 0,01 мг / кг массы тела JECFA (Объединенный комитет экспертов ФАО / ВОЗ по пищевым добавкам) (Biedermann and Grob 2010). Уровень миграции органических загрязнителей из переработанного картона зависел от летучести мигранта и состава переработанной бумаги. Было обнаружено, что уровень миграции напрямую коррелирует с содержанием жира в пище (Triantafyllou et al. 2007). Исследование, проведенное Gartner et al. (2009) показали, что детское питание, упакованное в коробки из переработанного картона с бумажными вкладышами с покрытием, было загрязнено диизобутилфталатом и ди-н-бутилфталатом.Несколько образцов содержали диизобутилфталат в количествах, превышающих пределы Европейской комиссии для пищевых загрязнителей, что указывает на неэффективность бумаги в качестве барьера против миграции фталатов.

Согласно исследованию, проведенному в Манчестере, Англия, чернила, используемые в газетах, вызывают рак легких у рабочих, подвергшихся воздействию чернильного тумана во время ротационной печатной машины для печати газет. Канцерогенность газетных чернил была связана с экстрактами сажи, содержащими полиароматические углеводороды, такие как бензо (а) пирен.Частицы бензо (а) пирена адсорбируются на поверхности частиц сажи (Леон и др., 1994). Нафтиламин, бензидин, бензофенон и 4-аминобифенил, обнаруженные в газетах и ​​другой переработанной бумаге, являются основным фактором риска рака мочевого пузыря, причем риск пропорционален уровню воздействия. Сообщалось, что бензофенон является основным химическим веществом, нарушающим работу эндокринной системы, у младенцев и беременных женщин (Muncke 2011). Примерно 20 составов печатных красок были обнаружены в трехстах пятидесяти образцах продуктов питания (сыр, вишневый пирог, чай, грецкие орехи, шоколад, блины и т. Д.).) упакованы в бумагу и картон. Было обнаружено, что бензофенон (37 образцов) и бензоилбензоат (26 образцов) присутствуют в наибольшем количестве образцов пищевых продуктов на рынке Соединенного Королевства (Bradley et al. 2013). Шоколад с высоким содержанием жира, упакованный при прямом контакте с картоном при комнатной температуре, содержал 7,3 мг / кг бензозфенона (Anderson and Castle 2003). Было обнаружено, что миграция производных бензофенона наиболее высока в тортах, за которыми следуют хлеб и рис (Родригес-Бернальдо де Кирос и др., 2009).

Экологические проблемы и подходы: производство и переработка бумаги

Целлюлозно-бумажная промышленность является третьим в мире потребителем воды и пятым потребителем энергии для производственного процесса.Индийская бумажная промышленность, производящая около 13 миллионов тонн бумаги, составляет около 3% мирового производства бумаги. Внутреннее потребление бумаги в Индии в 2014–2015 годах составляло 13,9 миллиона тонн и может вырасти до 20 миллионов тонн к 2020 году (Mukundan 2018). От варки целлюлозы до производства бумаги потребляется большое количество пресной воды и энергии, что приводит к образованию большого количества отходов и загрязнения. Основным воздействием разработки и переработки бумаги на окружающую среду является потребление энергии бумажными системами, образование отходов и сточных вод, токсичные выбросы, потребление ресурсов (биотических и абиотических), глобальное потепление, озоноразрушающая способность и т. Д.В процессе производства бумаги образуются различные типы отходов, что влияет как на экономику бумажных фабрик, так и вызывает экологические проблемы. Отходы бумажной промышленности можно разделить на две большие категории: (1) отходы целлюлозно-бумажной промышленности (2) отходы бумажной фабрики.

Целлюлозных заводов

Отходы целлюлозных заводов состоят из древесных остатков, известкового шлама, осадка, сточных вод и химикатов в зависимости от типа используемого сырья и метода (Kamali et al.2016). Отходы на целлюлозных заводах состоят из песка и нежелательных древесных остатков, образующихся при работе с древесиной. Эти древесные остатки обычно имеют низкое содержание влаги и могут использоваться в котлах. Известковый шлам, шлам и шлам зеленого щелока, образующиеся во время цикла химической регенерации, можно сушить и захоронить. Сточные воды и химикаты, используемые на целлюлозных заводах, можно было очищать и превращать в шлам. Осадок целлюлозного завода (остатки целлюлозы и зола, образующиеся при варке целлюлозы и бумаги) был преобразован в этанол, ацетон и бутанол путем осахаривания и ферментации с использованием ферментов целлюлозы (Spezyme CP) и рекомбинантной Escherichia coli (ATCC-55124).Сообщалось о выходе этанола в диапазоне 75–81% в зависимости от концентрации углеводов (Guan et al. 2016). Эти предлагаемые методы утилизации отходов целлюлозной промышленности могут быть полезны для снижения вредного воздействия на окружающую среду.

С бумажных фабрик

Отходы, обнаруженные на бумажных фабриках, имеют различный характер, включая волокна, скобы, металлы, образующие кольцевую связку, резиновые ленты, песок, стекло и проклеивающие вещества. В процессе удаления краски с бумаги образуются отходы, состоящие из мелких частиц, покрытий, наполнителей, остатков краски и добавок для удаления краски (Monte et al.2009 г.). На различных стадиях переработки в целлюлозно-бумажной промышленности требуется вода, которую впоследствии нужно было обработать надлежащим образом, чтобы она могла быть повторно использована или дренирована (Krigstin and Sain 2006). Сбросы сточных вод при производстве первичной бумаги более загрязнены, чем при переработке. Во время процесса отбеливания использование свободного хлора прекратилось, но используемый диоксид хлора оказывает неблагоприятное воздействие на озоновый слой (Villanueva and Wenzel 2007).

Переработка бумаги и бумажных отходов

Переработка бумаги означает повторное использование рекуперированной бумаги после надлежащей обработки в виде новой бумаги или других продуктов на основе бумаги (Ervasti et al.2016). Переработка бумаги снижает углеродный след, а переработка одной газеты может спасти 41 000 деревьев от вырубки. Новую бумагу можно перерабатывать максимум 6–7 раз, так как при переработке длина волокна продолжает уменьшаться. Масса переработанной бумаги, требуемая при разработке бумаги, увеличивается с каждым циклом переработки из-за уменьшения длины волокна. Переработанная бумага никогда не может сравниться по качеству с новой бумагой, поэтому необходимо поддерживать баланс между новой и переработанной бумагой (Villanueva and Wenzel 2007).Когда рециркуляция макулатуры увеличится, сырье, то есть древесина, лес и биомасса, можно будет использовать для других целей. Исследование Wang et al. (2013) сообщили, что производство биоэтанола из макулатуры, включая газеты и картон, является более экономически выгодным, чем бензин по насосным ценам (ссылка на цены на бензин в Великобритании в 2009 году). Законодательство Европейского сообщества в 1994 г. поставило цели по увеличению переработки бумаги и картона в соответствии с Директивой об упаковке и отходах упаковки (94/62 / EC), что отражает важность вторичной переработки бумаги (Elfithri et al.2012). Однако среди исследователей и разработчиков политики велись дебаты о подходах к вторичной переработке продукции на основе бумаги и картона.

Сжигание и захоронение – основные альтернативные подходы, помимо вторичной переработки, для упаковочного материала на основе бумаги и картона. Сжигание является наиболее широко используемым методом утилизации в Европе почти всех видов осадка. Энергия бумаги и картона в виде тепла и электричества может быть повторно использована путем сжигания из-за высокой теплотворной способности бумаги и картона.Захоронение может быть лучшим вариантом, но загрязнение подземных вод из-за выщелачивания и выброса метана приводит к глобальному потеплению. Однако выбросы метана значительно сокращаются при использовании других вариантов утилизации, таких как компостирование и сжигание (Виртанен и Нильссон, 1993).

Энергопотребление и образование отходов (

При производстве бумаги и картона задействуется огромное количество пара и электроэнергии, что нельзя не заметить.Производство первичной бумаги использует максимум энергии с последующей переработкой и сжиганием с учетом факта рекуперации энергии от сжигания. Энергия, полученная из эквивалентного объема бумаги путем сжигания, составила 2,6 гигаджоулей на тонну (ГДж / т) по сравнению с 26,2 ГДж / т энергии из бумажного топлива (Morris 1996). Процесс захоронения отходов также может генерировать энергию за счет рекуперации образовавшегося метана и косвенно способствовать снижению глобального потепления. Переработка требует меньше энергии из-за отсутствия необходимости рафинирования, в то время как производство первичной бумаги требует энергии для заготовки древесины, варки целлюлозы, рафинирования и сушки.Неблагоприятное воздействие вторичной переработки на окружающую среду с точки зрения энергии меньше по сравнению с производством первичной бумаги.

Сравнительное исследование образования отходов показывает меньшее количество отходов при переработке по сравнению со сжиганием, когда в последнем процессе образуются неорганические химические вещества, такие как шлак, зола и десульфурированный гипс. Отходы, образующиеся при захоронении, примерно на 10% меньше, чем при сжигании, с учетом эквивалентного объема бумаги. Во время захоронения токсичность возникает в результате вымывания токсичных компонентов в почву.Сценарий переработки считается более экологически безопасным, поскольку сжигание приводит к образованию более токсичных компонентов. Сточные воды, образующиеся при производстве первичной бумаги, имеют более высокую ХПК (химическую потребность в кислороде), чем сточные воды от сжигания. Сравнение рециркуляции и сжигания показало, что по большинству факторов рециркуляция более выгодна, чем сжигание (Villanueva and Wenzel 2007).

Сухопутный транспорт | South African History Online

Первым видом наземного транспорта, конечно же, была ХОДЬБА!

Содержание

• Животные
• Тележки и вагоны
• Велосипед
• Паровая машина и поезд
• Автомобиль
• Распространенные виды транспорта людей и грузов по суше сегодня

Затем, тысячи лет назад, люди начали использовать ослов и лошадей для путешествий и перевозки вещей по суше.Около 3500 г. до н.э. было изобретено колесо. Первые колеса были просто твердыми дисками, вырезанными из одного куска дерева. Колесо изменило то, как люди путешествовали и перевозили вещи. До изобретения колеса количество вещей, которые люди могли перевозить на большие расстояния, было ограничено. Сегодня колеса используются во многих видах транспорта, таких как автомобили, велосипеды и скейтборды, но знаете ли вы, что они также встречаются в часах и точилках для карандашей.

Колесо

Колесо Месопотамии Источник изображения

Самое старое колесо, найденное археологами, пришло из Месопотамии, древней цивилизации на Ближнем Востоке.Вероятно, ему более 5 000 лет. Колесо – одно из самых важных изобретений, когда-либо сделанных, и оно помогло людям путешествовать быстрее и дальше, чем возможно пешком. Это также позволило перевозить большие грузы. Есть много разных видов транспорта, в которых используются колеса. Некоторые из них тянутся животными, например, повозками и экипажами, а другие тянутся людьми, как рикша. У велосипедов тоже есть колеса, будь то одно, два, три или больше. С конца 19 века колесные автомобили навсегда изменили человеческое путешествие.

Вагоны и вагоны

До того, как люди начали использовать фургоны и тележки, они клали большие бревна под товары, которые хотели переместить, и катали бревна по земле. Но это было еще много работы и, вероятно, не так уж и просто. Поэтому они изобрели небольшие транспортные средства с двумя или четырьмя колесами, которые могли тянуть за собой люди или животные.

Изображение телеги, которую тащили люди Источник изображения

Первыми видами колесной техники были телеги (двухколесные) и повозки (четырехколесные).Их тянули животные, такие как ослы, лошади и волы. Первые типы повозок и повозок были найдены в Средней Азии и в долине Тигр-Евфрат на Ближнем Востоке около 5000 лет назад. Позже они также использовались на Крите, в Египте, Турции, России и Китае. Фургоны и телеги раньше описывались как «ящики на колесах». Их можно было использовать для перевозки большого количества грузов на большие расстояния и перевозки людей. Около 4 000 лет назад люди начали покрывать свои повозки кожей или тканью.Это защищало гонщиков от солнца и дождя. Животные, которых использовали для рисования повозок, включали ослов, лошадей и быков.

Иллюстрация Рамзеса II на телеге, запряженной лошадьми Источник изображения

Карета – это четырехколесная закрытая конная повозка, используемая для перевозки людей. И повозка, и повозка произошли от саней, которые, вероятно, являются первым наземным транспортным средством, изобретенным еще в доисторические времена. Сани использовались в Древнем Египте для перевозки строительных материалов, таких как тяжелые камни.Сегодня сани известны своей высокой скоростью передвижения по заснеженным местам.

Древние сани викингов, найденные на корабле викингов Осберга. Источник изображения

Из кареты возник карет, большой закрытый автомобиль, который также использовался для перевозки людей. Тренер мог перевозить до восьми человек. Большинство людей считают, что тренер был разработан в Венгрии в 15 веке. Использование этих транспортных средств распространилось на другие части Европы и Англии в 16 веке.На протяжении веков существовало много разных видов экипажей и тренеров. Вот некоторые примеры: Кабриолет, Шезлонг, Драг, Фаэтон и Дилижанс. Дилижанс – это общественный транспорт, который перевозил людей, багаж и почту с одной станции на другую, как поезд или автобус.

Дилижанс Wells Fargo середины 1800-х годов Источник изображения

Животные в качестве транспорта

Вьючное животное – это животное, которое используется для перевозки грузов или для выполнения другой тяжелой работы.С древних времен люди использовали животных для передвижения из одного места в другое, для переноски и транспортировки вещей или для выполнения таких работ, как токарные станки. Использовалось много разных видов животных, и они используются до сих пор. Вот некоторые из животных, которых люди использовали и приручили для выполнения различных задач:

Почтовый голубь. Обратите внимание на сообщение и тонкую трубку сообщения, лежащую перед ним. Источник:

Почтовый голубь с посланием в трубке на спине.Источник изображения

Голубь

Самонаводящийся голубь – птица, которая может найти дорогу домой издалека. Это позволило людям отправлять сообщения другим. Сообщение должно быть написано на очень тонком листе бумаги и помещено в небольшой тюбик. Затем его привязали к ноге голубя. Затем голубя подбрасывали в воздух, чтобы он полетел домой и доставил сообщение. Возможно, голубей использовали для доставки сообщений еще в 1150 году в Багдаде.

Почтовые голуби сыграли очень важную роль во время Первой мировой войны. По оценкам, более 100 000 голубей использовались для перевозки сообщений во время Первой мировой войны . Одну из этих птиц звали «Шер Ами», что означает «дорогой друг». За заслуги во время войны он получил особую награду от французской армии. Он доставил более 10 важных сообщений и даже был однажды застрелен.

Французский солдат несет почтовых голубей в корзине на спине во время Первой мировой войны.Источник изображения

Ослы и мулы

Ослы и мулы Ослы – домашние животные, которые изначально были дикими ослами из Африки. Ослы издавна использовались в Европе и Азии для перевозки всадников, их грузов, для буксировки телег и выполнения тяжелых работ. Сегодня они все еще используются во многих странах мира. В некоторых странах их больше не используют в качестве вьючных животных, а содержат в качестве домашних животных, потому что они умны, игривы и дружелюбны.В Африке ослов использовали для перевозки товаров через пустыню. Это было очень важно для торговли через пустыню Сахара. Но ослы не могут долго прожить без еды и воды, и примерно с 3 века их заменили верблюды. В Южной Африке повозки с ослами до сих пор можно увидеть во многих сельских районах. Мул – это помесь лошади-самки и осла-самца. Люди использовали мулов с древних времен. Древние греки и римляне использовали их для буксировки телег и грузов. В 20 веке их использовали для военного транспорта.Они стали менее распространенными после изобретения автомобилей и тракторов, но они по-прежнему полезны в областях, недоступных для автомобилей.

Южноафриканцы едут в город на осле. Источник изображения

Лошади

Лошадь была одним из самых важных вьючных животных на протяжении сотен лет. Они использовались для путешествий, для буксировки телег, экипажей, трамваев и других колесных транспортных средств, для вспашки полей и для перевозки грузов.Люди используют целый ряд различных инструментов, чтобы ездить на лошади. К ним относятся седло, стремена и поводья. Лошади даже использовались для буксировки лодок в период с 1630 по 1850 год. Лодки, запряженные лошадьми, также назывались буксирными лодками. Они плыли по каналу и были запряжены лошадьми, идущими по специальным дорожкам вдоль канала. Эти тропы назывались «буксирными путями». Лодки, запряженные лошадьми, использовались как для перевозки товаров, так и для общественного транспорта.

Изображение лошадей, использовавшихся для перевозки во время 18-й династии в Древнем Египте.Источник изображения

Волы

Бык – это бык, который был кастрирован. Этот термин также используется для обозначения любого крупного рогатого скота, используемого в качестве вьючных животных. У быков много применений. Их можно использовать для вспашки, транспортировки, буксировки тяжелых вещей, измельчения зерна (например, ослов) и для буксировки повозок. Обычно они используются парами. Им на шею надевают кокетку, чтобы вес тянутого груза равномерно распределялся по их плечам. Быки очень сильные.Хотя они не так быстры, как лошади, их не так легко травмировать. В Южной Африке волов использовали сотни лет, например, для вспашки земли. Во время Великого Похода семьи буров, которые покинули мыс, чтобы перебраться во внутренние районы, использовали воловьи повозки для путешествий. Это были повозки, покрытые парусом и запряженные множеством быков. В повозках у буров была вся их мебель и другое имущество. На своих повозках, запряженных волами, они путешествовали очень далеко – до нынешних провинций Лимпопо, Мпумаланги и даже Мапуту.Этим волам приходилось переходить Драконовы горы и другие горные цепи, через реки и вельды.

Во время Великого Похода фортреккерам приходилось переходить горы и реки на своем быке. Источник изображения

Верблюды

Караван верблюдов путешествует по пустыне Сахара. Источник изображения

Верблюдов впервые приручили в Аравии тысячи лет назад. Поскольку они могут долгое время обходиться без еды и воды, сильны и легко могут ходить по песку, они были очень полезны для транспорта и путешествий по арабской пустыне.В III и IV веках верблюды распространились в африканскую Сахару. Они заменили ослов, лошадей и волов для перевозки людей и товаров через пустыню. Теперь люди из Северной Африки могли более легко и регулярно торговать с людьми к югу от Сахары.

Слоны

Слоны водятся не только в Африке. Двоюродный брат африканского слона, азиатский или индийский слон, немного меньше по размеру, и его легче приручить. В Азии слонов приручили и использовали для путешествий и транспортировки с древних времен.Их также использовали в войнах. Другие животные, которые веками использовались для путешествий и транспортировки, – это собаки, ламы, северные олени и водяные буйволы.

Иллюстрация слонов, которых использовал на войне греческий генерал Пирр в 279 году до нашей эры. Источник изображения

Велосипеды и мотоциклы

Первый велосипед был разработан между 1790 и 1817 годами. Он немного отличался от сегодняшних циклов. Педали соединены цепью с задним колесом, и по мере того, как педали гонщика вращаются, колеса поворачиваются.На первом велосипеде не было педалей, и гонщик должен был управлять им, толкая ногой по земле. Эти средства передвижения тогда не назывались велосипедами. По мере развития им давали различные другие имена.

Анимация, иллюстрирующая разработку велосипеда

В течение XIX века цикл значительно развился. Сначала немец Карл фон Драйс разработал велосипед, переднее колесо которого можно было управлять. Другими словами, он мог поворачиваться в разные стороны, так что всадник мог ехать в желаемом направлении, просто поворачивая ручки руля.Его называли «Draisienne» или «Dandy Horse». Затем в 1839 году шотландец Киркпатрик Макмиллан сделал первый велосипед с педалями. В 1860-х годах во Франции изобрели велосипед или шейкер. Это транспортное средство приводилось в движение деревянными педалями, прикрепленными к переднему колесу, и каркасом из кованого железа. Чем больше было колесо, тем быстрее мог ехать велосипед. Это привело к циклам с очень большими передними колесами и меньшими задними колесами. В Англии их называли пенни фартингами, потому что переднее колесо представляло английскую монету, называемую пенни, а заднее колесо – монету гораздо меньшего размера, называемую фартингом.Но эти велосипеды были очень опасными, потому что гонщик садился очень высоко, на переднее колесо. Поскольку переднее колесо было таким большим, они могли двигаться очень быстро. Поэтому, когда гонщик попадал в плохое место на дороге, он падал через переднее колесо и получал серьезные травмы. Некоторые люди даже были убиты таким образом.

Двое мужчин едут на копейках на Великой гонке Натсфорда в Великобритании. Источник изображения

В конце концов, в 1885 году велосипед в том виде, в каком мы его знаем сегодня, был изобретен в Англии в 1885 году.Известный как первый «безопасный» велосипед, он был изобретен Джоном Кемпом Старли. Он вошел в историю, когда создал безопасный велосипед «Ровер». Он стал популярным, потому что имел два колеса одинакового размера и был намного безопаснее пенни-гроша. Дальнейшие разработки были сделаны в следующие 20 лет или около того, например, были добавлены пневматические шины, шестерни и двигатели. В последующие годы велосипеды стали моторизованными, а когда был изобретен бензиновый двигатель, были изобретены мотоциклы.

Безопасный велосипед Rover, разработанный Дж.К. Старли. Источник изображения

Готтлиб Даймлер разработал мотоцикл в 1885 году. Это была не первая попытка моторизовать велосипеды. Более ранние попытки таких изобретателей, как Сильвестр Ховард Ропер, включали эксперименты, в которых паровые двигатели были прикреплены к велосипедам. Однако они не работали хорошо, и только когда был изобретен бензиновый двигатель, мотоциклы стали действительно практичными. Мотоцикл Daimler состоял из одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, установленного на деревянной раме с деревянным колесом с железными полосами.Он был известен как «костолом» за его резкую езду. В 1899 году американский предприниматель и производитель велосипедов Чарльз Х. Метц создал первый серийный мотоцикл в Америке. К 1903 году запускается культовый мотоциклетный бренд Harley-Davidson, который начинает производство мотоциклов со своим фирменным двигателем V-Twin.

Харлей Дэвидсон 1909 года выпуска. Источник изображения

Сегодня к моторизованным велосипедам относятся мотоцикл (также называемый мотоциклом), мопеды и скутеры. Существует также множество разновидностей велосипеда.В цирках можно увидеть клоунов, которые едут на одном большом колесе с педалями. Это называется моноцикл. Цикл с тремя колесами называется трехколесным велосипедом. «Моно» означает один, «би» – два, а «три» – три. Вы также получаете велосипеды с седлами и педалями для двух гонщиков. Их называют тандемами. Еще два типа колесной техники – скейтборды и роликовые коньки.

Эд Прат, 19-летний парень, который в настоящее время пытается стать первым в мире, кто покатает на одноколесном велосипеде. Источник изображения

Есть и другие способы передвижения на колесах.Один – на рикше, двухколесной тележке, в которой может ездить один или два человека. Его тянет другой человек. Рикша была изобретена в Японии, а также стала популярной в Китае и Индии. В Южной Африке люди могут покататься на рикше в Дурбане ради развлечения.

Рикши, запряженные вручную, вид транспорта в восточном городе Калькутта, Индия. Источник изображения

Паровозы, поезда и трамваи

Поезд впервые изобрели в начале 19 века.Но идея о том, что транспортное средство движется по фиксированной дороге, на самом деле намного старше. По крайней мере 2000 лет назад у греков и римлян были повозки, запряженные лошадьми, которые ехали по каменным путям. На долгие годы эти транспортные средства исчезли, но примерно в 1550 году европейцы снова начали их использовать, используя деревянные гусеницы. Спустя более 200 лет гусеницы начали делать из железа. Это превратилось бы в первую в мире железную дорогу общего пользования, но не так, как это известно сегодня. Его по-прежнему тянет лошадь. Его называли трамваем, а конные вагоны – трамваями.

Трамвай в Цирихе, Швейцария. Источник изображения

Джеймс Ватт

Первая практическая паровая машина, способная перекачивать воду, была построена Томасом Ньюкоменом в 1712 году. Известная как паровая машина Ньюкомена, она была усовершенствована шотландским изобретателем Джеймсом Ваттом. Усовершенствования, внесенные Ваттом, сыграли важную роль в изменениях, принесенных Промышленной революцией в Великобритании и во всем мире. Во время работы в Университете Глазго Ватт заинтересовался технологией паровых двигателей.В середине 1760-х годов Уатту было поручено отремонтировать модель двигателя Ньюкомена. Отремонтировав двигатель, он понял, что он не очень эффективен и что он действительно может улучшить конструкцию. Он начал создавать отдельную камеру конденсации для парового двигателя, которая предотвращала огромные потери пара. Паровые двигатели – это двигатели внешнего сгорания, в которых рабочая жидкость отделена от продуктов сгорания. Паровой двигатель использует пар в качестве рабочего тела. В конце концов он стал партнером Мэтью Бултона, который в 1775 году владел инженерной компанией.Вместе они сформировали Boulton and Watt, которая стала самой важной инжиниринговой компанией в стране. Их изобретения резко повысили мощность, эффективность и рентабельность паровых двигателей. Ватт продолжил разработку концепции лошадиных сил, и после его смерти в 1819 году единица измерения электрической и механической мощности, называемая ваттом, была названа в его честь.

Джеймс Ватт Источник изображения

Поезд разработан на основе паровой машины, разработанной Джеймсом Ваттом в 1760-х годах.Поезда были продуктом промышленной революции, и им способствовал рост добычи угля. Поезда возили уголь и сырье, что резко снизило стоимость доставки. В 1804 году паровоз впервые выехал на рельсы, и вскоре их усовершенствовал Джордж Стефенсон. Первая крупная железная дорога была построена в 1830 году между Ливерпулем и Манчестером в Англии. К 1850 году примерно 2 миллиона тонн железа было использовано для изготовления железнодорожных путей, а локомотивы, известные как «железные кони», теперь развивали скорость до 65 километров в час.Вскоре железные дороги распространились по всему миру. До изобретения автомобилей и самолетов поезда были важнейшим средством перевозки грузов и людей на большие расстояния по суше.

Паровоз Источник изображения

Тогда был изобретен паровоз. Он развился из паровой машины, разработанной Джеймсом Ваттом в 1760-х годах. В 1804 году паровоз впервые выехал на рельсы, и вскоре их усовершенствовал Джордж Стефенсон. Первая крупная железная дорога была построена в 1830 году между Ливерпулем и Манчестером в Англии.Вскоре железные дороги распространились по всему миру. До изобретения автомобилей и самолетов поезда были важнейшим средством перевозки грузов и людей на большие расстояния по суше.

С момента изобретения паровоза было сделано много дальнейших разработок. В наши дни поезда работают на электричестве, а не на паре. Также использовались дизельные двигатели. В некоторых крупных городах, таких как Лондон, Париж и Нью-Йорк, поезда метро – очень популярный вид общественного транспорта. Есть также очень быстрые поезда, такие как TGV во Франции (TGV означает «поезд большой скорости»).

Видео, объясняющее историю паровой машины

Между тем, конные вагоны, известные как трамваи, не погибли с приходом поезда. Это был популярный вид общественного транспорта в середине 20 века, также в Южной Африке. Позже, как и поезда, трамваи начали работать на электричестве, а не на лошадях. Электрический рельс будет проходить по рельсам над поездом, и поезд будет подсоединен к проводу до упора.Трамваи также известны под другими названиями, такими как трамваи и троллейбусы, и до сих пор используются в некоторых частях мира.

Легковые автомобили

Проблема с транспортными средствами, запряженными животными, заключается в том, что если с животными что-то пойдет не так, вы окажетесь в затруднительном положении. Животные также дороги, потому что им нужна еда, лекарства и много ухода. Итак, идеальным было бы разработать транспортное средство, которое могло бы приводиться в движение чем-то другим, кроме животных, например двигателем.

Видео, показывающее историю современного автомобиля

Первые самоходные машины были изобретены еще в 18 веке.Они приводились в действие паром. Первый автомобиль был изобретен в 1769 году французским изобретателем Николя-Жозефом Кюньо. Его машина могла двигаться со скоростью около 4 км / ч и называлась «Steam Wagon». У него было три колеса, два сзади и одно спереди. Впереди паровой котел. Но в 1771 году машина врезалась в кирпичную стену. Насколько нам известно, это была первая автомобильная авария, и это одна из причин, по которой эксперимент с такими автомобилями был прекращен.

Реплика первого автомобиля, построенного Николя-Жозефом Кугно.Источник изображения

Эти автомобили никогда не пользовались большой популярностью во Франции. Но в Великобритании аналогичное транспортное средство было разработано в 1801 году и стало довольно популярным. Они получили дальнейшее развитие, с ручным тормозом и контролем скорости. Но эти машины были тяжелыми и быстрыми, и многие считали их опасными. Был принят закон, согласно которому для того, чтобы водить такую ​​машину по дорогам общего пользования в Великобритании, перед машиной должен был идти человек, размахивая красным флагом и подавая звуковой сигнал. Естественно, людям этот закон не понравился, и автомобили стали менее популярными.До конца XIX века изобретатели занимались разработкой паровых поездов, которые стали очень важными в период промышленной революции. Лишь намного позже в том веке автомобили снова привлекли к себе много внимания.

Изобретение автомобиля и промышленная революция

К концу 19 века здесь были автомобили, работающие на пару, электричестве и керосине (бензине). Производители этих разных типов автомобилей соревновались друг с другом в течение многих лет.Электромобили стали очень популярными в начале 1800-х годов, но они не могли двигаться со скоростью более 32 км / ч, а аккумулятор приходилось заряжать каждые 80 км. Первые бензиновые автомобили были изобретены в 1980-х годах. В конце концов, победила бензиновая машина, которая используется до сих пор. У этих автомобилей были двигатели внутреннего сгорания, что означало, что двигатель мог сжигать бензин внутри себя, чтобы производить энергию для движения автомобиля. Эта машина могла проехать 10 км за два часа.

Современный автомобиль был изобретен в 1896 году.Тип двигателя, который мы используем сегодня в наших автомобилях, был построен в Германии Карлом Бенцем и Готлибом Даймлером, а общая конструкция автомобилей, которые мы используем сегодня, была разработана во Франции. Компания Daimler разработала моторизованную тележку, которая стала первым в мире четырехколесным автомобилем и представила первый бензиновый двигатель с динамичным звучанием. В 1885 году Бенц изобрел трехколесное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания. Он построил свой первый четырехколесный автомобиль в 1891 году, а компания Benz & Company, основанная Benz, к 1900 году стала крупнейшим в мире производителем автомобилей.

Патентный автомобильный велосипед Benz 1894 года выпуска. Источник изображения

Во время всех этих разработок в Европе автомобили производились также в Соединенных Штатах Америки (США). В США автомобили часто называют автомобилями. Первый был продемонстрирован в 1804 году Оливером Эвансом. Этот автомобиль мог передвигаться по суше с колесами, как обычный автомобиль, но он также мог грести по воде. Как и машина Кугно, она приводилась в движение паром. Следующий шаг в развитии автомобиля пришелся на конец века.

Генри Форд и модель T

Генри Форд, пионер американского автомобилестроения, хотел создать автомобиль, который могли позволить себе многие люди из всех слоев общества. Единственный способ сделать это – улучшить методы сборки, что он и сделал. Форд разбил сборку Model T на 84 этапа и обучил каждого из своих рабочих делать только один. Он достиг своей цели, создав в 1908 году автомобиль под названием Model T, который он продал за 850 долларов. В 1916 году он смог продать ту же машину по цене от 400 долларов, так как он смог сократить время сборки с 12 с половиной часов до 1,5 часа.С 1908 по 1927 год Ford продал более 15 миллионов автомобилей.

Все первые автомобили изготавливались индивидуально. Детали были изготовлены отдельно, а затем собраны вручную. Это заняло слишком много времени. В 1913 году американский производитель автомобилей Генри Форд начал использовать сборочную линию для производства своих автомобилей. Сборочная линия – это способ произвести множество вещей за короткое время. Это линия машин и людей. Каждый из них отвечает за определенный этап сборки чего-то, например автомобиля. Например, в какой-то момент машина поставит двигатель.Затем машина двинется по линии к следующей точке, где на место будет поставлено что-то еще. К тому времени, когда он достигает конца длинной очереди, машина уже готова. Это называется массовым производством, потому что продукцию можно производить в больших количествах. Это сделало автомобили намного быстрее и дешевле в производстве и покупке. Генри Форд был не первым автопроизводителем, который использовал этот метод, но он развил его дальше и сделал его обычной практикой.

Ford Model T в 1908 году. Источник изображения

С тех пор автомобили претерпели значительные изменения.Одними из первых дальнейших разработок были такие вещи, как электрическое зажигание и тормоза для всех четырех колес. Сегодня автомобили могут быть очень продвинутыми. Если первая машина могла двигаться со скоростью около 5 км / ч, то теперь автомобили могут двигаться быстрее 200 км / ч. Первая зарегистрированная длинная поездка на автомобиле в Великобритании была в 1895 году, и ее длина составила чуть более 90 км. Сегодня автомобили проезжают тысячи километров за раз. Некоторые из более дорогих автомобилей включают проигрыватели компакт-дисков, компьютерные экраны, телевизоры и даже холодильники. Но независимо от того, насколько они роскошны или просты, автомобили стали одним из важнейших способов передвижения, особенно по городу.В Южной Африке у многих людей есть собственные машины, а другие путешествуют на такси или автобусе, а это действительно большие машины.

Для получения дополнительной информации о первых изобретенных автомобилях посетите: Первый автомобиль – История автомобиля: www.en.wikipedia.org

Дополнительная литература: Раннее автомобильное путешествие: Йоханнесбург – Дурбан 1912 год

В Rand Daily Mail от 27 мая 1912 года можно найти полный отчет о статье, прочитанной г-ном Эдом. Х. Во, землемер муниципального строительства Йоханнесбурга, перед автомобильным клубом Трансвааля во время автомобильной поездки в Дурбан.

Мистер Во и его невеста, недавно прибывшая из Англии, отправились в путешествие во второй половине дня своей свадьбы и провели первую ночь в кемпинге на берегу реки Цуйкербошранд в десяти милях от Гейдельберга. Неожиданный посетитель, чье «грубое волосатое лицо» выглядывало через откидную створку палатки, оказался просто «резидентом буром, полным любопытства». Автомобиль Во, который был обнаружен в ранних записях о лицензировании автомобилей в Йоханнесбурге, первоначально был зарегистрирован как Johannesburg No. 97, а затем как TJ 68.Это был двухступенчатый цилиндровый «Бьюик», соответственно окрашенный в белый цвет. Помимо палатки он был загружен веревками, маленьким крюком, колесными цепями, банками с бензином и маслом, брезентовым чехлом, жестяной раковиной, корзиной для пикника, запасными трубами и хорошим набором инструментов. Бензин, деревянные ящики, в каждой из которых находились две канистры по четыре галлона, предшествовавшие бензонасосам, собирали по пути из точек, к которым он был доставлен по рельсам, а именно из угольных шахт Грутвлей, Гаррисмит и Ледисмит. Внизу, в Натале, его можно будет купить в торговых магазинах.Перейдя Ваал у «де Вильерсдорп» по мосту, поскольку занос оказался слишком глубоким на высоте трех футов, они прошли через Франкфорт, провели ветреную ночь в палатке и достигли Гаррисмита и гостиницы «Ройял» в сумерках третьего дня. Попытка проехать через перевал Витзи Хук была прекращена, когда миссис Во забеспокоилась из-за угрожающего отношения чернокожих прохожих, поэтому она вернулась в Гаррисмит, чтобы отправиться на альтернативный маршрут перевала Ван Ринена. Железная дорога привела к тому, что некогда жизненно важный вагонный перевал вышла из употребления, и только после того, как Buick подвергся серьезному удару, и две ночи, проведенные с промежуточным расстоянием в пятнадцать миль, были достигнуты Ледисмит и его желанный Королевский отель. .

Главная дорога Натала, протянувшаяся на 150 миль до Дурбана, была описана как «великолепная, хорошо построенная, дренированная и проложенная мостами» (интересно, как она поразит современных автомобилистов). Однако было упомянуто о большом холме после Эсткура, по-прежнему грозном сегодня, который был успешно преодолен только на более низкой из двух передач со стабильной скоростью две мили в час! После этого путешественники находили путь легким, а погода и пейзаж восхитительными. Сделав ночевку в Хоуик и Хиллкрест, они гордо поехали по Уэст-стрит после десяти дней реальной езды.

По словам г-на Во: «Таким образом, мы закончили поездку, которая, несмотря на всю ее тяжелую работу, была очень приятной. Автомобиль вел себя безупречно, не было остановок из-за каких-либо механических неисправностей или дефектов производства. Фактическое расстояние от Йоханнесбурга до Дурбана составляло 412 миль, а общий фактически пройденный пробег составил 462 мили, что было измерено испытанным спидометром Стварта ».

Американский спидометр «Стюарт» был популярным аксессуаром в то время, когда спидометры редко поставлялись в качестве стандартного оборудования.Агентами были «Моторный рынок Йоханнесбурга».

Джонстон, Р. Х. (1979). «Раннее автомобильное путешествие: от Йоханнесбурга до Дурбана в 1912 году», Africana Notes and News, 23 (7), стр.285-6.

Распространенные виды транспорта людей и грузов по суше сегодня

Сегодня мы используем автомобили, грузовики, поезда, автобусы, мотоциклы и велосипеды для перевозки людей и товаров.

Машин сейчас так много, что многих беспокоят заторы и их влияние на наш мир и наше здоровье.

Многие люди думают, что в будущем мы должны ходить пешком, ездить на велосипеде или пользоваться общественным транспортом вместо того, чтобы путешествовать на машине. Общественный транспорт, такой как автобусы, поезда, метро и трамваи, потребляет гораздо более эффективное топливо, поскольку он может одновременно перевозить большое количество пассажиров.

Транспорт изменился, и в будущем он еще изменится. Возможно, нам всем удастся отправиться в космос! Но ходьба и езда на велосипеде могут стать самыми популярными способами путешествовать в будущем, поскольку все мы стараемся оставаться в форме, быть здоровыми и заботиться о нашей планете!

3 Контекст технологической грамотности | Технически говоря: почему всем американцам нужно больше знать о технологиях

ITEA.Не опубликовано. Результаты обзора состояния технологического образования в 14 странах за 1997 год.

Джонс, М., Д. Х. Густон и Л. М. Бранскомб. 1996. Информированные законодательные органы: справляться с наукой в ​​условиях демократии. Ланхэм, штат Мэриленд: Университетское издательство Америки.

Кимбелл Р., К. Стейблс, Т. Уиллер, А. Восняк и В. Келли. 1991. Оценка производительности в дизайне и технологии, Заключительный отчет проекта APU Design и Technology, 1985–1991. Лондон: Совет по школьным экзаменам и оценке.

Lafollette, M., and J. Stine. 1991. Размышляя о выборе: исторические перспективы инноваций и применения технологий. Стр. 1–17 в «Технология и выбор: чтение из технологий и культуры», под редакцией М. Лафоллетта и Дж. Клайна. Чикаго: Издательство Чикагского университета.

Litowitz, L.S. 1998. Спрос на преподавателей технологического образования и лицензирование альтернативных маршрутов. Учитель технологий 58 (5): 23–28.

Исследования Среднего континента для образования и обучения.2000. Стандарты K-12 – Знание содержания. Доступно в Интернете по адресу (15 ноября 2001 г.).

Миллер, Дж. 1997. Общественное понимание науки и технологий в странах ОЭСР: сравнительный анализ. Документ, представленный на Симпозиуме ОЭСР по общественному пониманию науки и технологий 1996 г., Токио, Япония, 5 ноября 1996 г. Отредактировано 8 февраля 1997 г.

Миллер Дж., Р. Пардо и Ф. Нива. 1997. Общественное восприятие науки и техники – сравнительное исследование Европейского Союза, Соединенных Штатов, Японии и Канады.Бильбао, Испания: Фонд BBV.

НАСА (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства). 2001. Руководство по образовательным программам НАСА. Доступно в Интернете по адресу: (15 ноября 2001 г.).

Национальный центр образования и экономики. 1997. Новые стандарты. Стандарты успеваемости – английский язык, искусство, математика, естественные науки, прикладное обучение. Вашингтон, округ Колумбия: Новые стандарты.

NCES (Национальный центр статистики образования).2000 г. Сборник статистики образования, 2000 г. Доступно в Интернете по адресу: (15 ноября 2001 г.).

Ньюберри, П. 2001. Технологическое образование в США: отчет о состоянии дел. Учитель технологий 61 (1): 8–12.

NPR (Национальное общественное радио). 1999 г. Исследование показывает повсеместное увлечение высокими технологиями – американцы любят свои компьютеры и Интернет; «Цифровой разрыв» все еще существует, но есть и хорошие новости. Доступно в Интернете по адресу: (15 ноября 2001 г.).

NRC (Национальный исследовательский совет). 1996. Национальные стандарты естественнонаучного образования. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press.

NRC. 1999a. Как люди учатся: мозг, разум, опыт и школа. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press.

NRC. 1999b. Свободное владение информационными технологиями. Вашингтон, округ Колумбия: National Academy Press.

NSB (Национальный научный совет). 2000. Наука и технологии: общественное мнение и общественное понимание.Глава 8 в Science and Engineering Indicators 2000— Volume 1. Арлингтон, Вирджиния: Национальный научный фонд.

NSF (Национальный научный фонд). 1994. Получение конкурентного преимущества: критические проблемы в науке и инженерно-техническом образовании. Отчет семинара, организованного Национальным научным фондом и Федеральным координационным советом по науке, технике и технологиям. Июль 1993 г.

| пишущая техника | Британника

пишущая машинка , любая из различных машин для написания символов, аналогичных тем, которые сделаны типами принтеров, особенно машина, в которой символы производятся стальными типами, ударяющими по бумаге через красящую ленту с типами, приводимыми в действие соответствующими клавишами на клавиатура и бумага удерживаются валиком, который автоматически перемещается вместе с кареткой при нажатии клавиши.

В 19 веке предпринимались попытки изобрести различные виды машин. Большинство из них были большими и громоздкими, некоторые по форме и размеру напоминали пианино. Все они использовались гораздо медленнее, чем почерк. Наконец, в 1867 году американский изобретатель Кристофер Лэтэм Шоулз прочитал статью в журнале Scientific American , описывающую новую изобретенную британцами машину, и был вдохновлен на создание того, что стало первой практичной пишущей машинкой. Его вторая модель, запатентованная 23 июня 1868 года, писала со скоростью, намного превышающей скорость пера.Это была примитивная машина, но Шоулз внес много улучшений в следующие несколько лет, и в 1873 году он подписал контракт с оружейниками E. Remington and Sons из Илиона, штат Нью-Йорк, на производство. Первые пишущие машинки были выпущены на рынок в 1874 году, и вскоре машина была переименована в Remington. Среди его оригинальных характеристик, которые все еще были стандартными для машин, построенных столетие спустя, были цилиндр с его межстрочным интервалом и механизмом возврата каретки; спусковой механизм, который вызывает расстояние между буквами при движении каретки; расположение панелей шрифта таким образом, чтобы бумага попадала в общий центр; приведение в действие типовых планок с помощью ключевых рычагов и соединительных проводов; печать через красящую ленту; и положения различных символов на клавиатуре, которые почти точно соответствуют общему расположению.Марк Твен купил Remington и стал первым автором, представившим рукопись машинописной книги.

Британская викторина

Викторина для первых в коммуникациях

Кто придумал термин микрофон? Какой спутник позволил обмениваться первыми телевизионными программами между Соединенными Штатами и Европой? Проверьте свои знания.Пройдите викторину.

Первая пишущая машинка не имела механизма Shift – она ​​писала только заглавные буквы. Проблема печати как заглавных, так и строчных букв без увеличения количества клавиш была решена путем размещения двух типов одной и той же буквы – заглавной и строчной – на каждой полоске в сочетании с механизмом переключения цилиндров. Первая пишущая машинка с клавишами Shift – Remington Model 2 – появилась на рынке в 1878 году. Вскоре появились так называемые машины с двойной клавиатурой, в которых было вдвое больше клавиш – по одной для каждого символа, будь то заглавная или строчная буква.В течение многих лет двойная клавиатура и машины с клавишами Shift конкурировали за популярность, но разработка так называемого сенсорного метода набора текста, для которого компактная клавиатура машин с клавишами Shift была намного лучше, решила конкуренцию.

Еще одна ранняя проблема касалась относительных достоинств печатной линейки и печатного колеса, впервые примененных в моделях цилиндров, выпущенных в 1880-х годах и позже. В современных машинах этого разнообразия лицевые стороны шрифта устанавливаются на круг или сегмент, действие клавиш приводит каждый тип к правильному положению печати, а отпечаток шрифта на бумаге производится с помощью спускового механизма.Машины с типовым колесом предлагают преимущество в простоте, с которой можно менять типовые сегменты, тем самым расширяя диапазон и универсальность машины.

Почти на всех пишущих машинках печать осуществляется с помощью красящей ленты, которая устанавливается на катушки, перемещается вместе с машиной и автоматически меняет направление, когда одна катушка полностью разматывается. На других машинах используется красочная подушечка, которая контактирует с подушечкой перед печатью.

Машинки пишущие бесшумные

Бесшумный рычажный механизм – это разновидность обычного рычажного механизма печатной панели, в результате чего печатная линейка ударяется о плиту с меньшей скоростью, но с тем же импульсом. Несмотря на то, что она производит меньше шума, чем обычная пишущая машинка, бесшумная пишущая машинка не может произвести такое же прекрасное впечатление или такое количество копий.

Значительным прорывом в области пишущих машинок была разработка электрической пишущей машинки, в основном механической пишущей машинки с рабочим ходом, приводимым в действие электродвигателем.Машинистка запускает нажатие клавиши, движение каретки и другие элементы управления, касаясь соответствующей клавиши. Приведение в действие осуществляется надлежащим сцеплением сцепления с постоянно вращающимся приводным валом. Преимущества этой системы включают более легкое прикосновение, более быстрый и единообразный набор текста, более разборчивые и многочисленные копии, а также меньшую утомляемость оператора. Электрические пишущие машинки выпускаются всеми основными производителями пишущих машинок, особенно ценными как офисная машина, способная производить большие объемы продукции.

Первая пишущая машинка с электрическим приводом, состоящая из печатающего колеса, была изобретена Томасом А. Эдисоном в 1872 году и позже превратилась в принтер с тикерной лентой. Электрическая пишущая машинка как офисная пишущая машина была изобретена Джеймсом Сматерсом в 1920 году.

В 1961 году корпорация International Business Machines представила первую коммерчески успешную пишущую машинку на основе сферического носителя. Элемент набора в форме сферы перемещается по бумаге, наклоняется и поворачивается при выборе нужного символа или символа.Движение элемента слева направо устраняет необходимость в подвижной каретке для бумаги.

Машинки переносные

Ранние портативные машины конца 19 века были медленными, неуклюжими машинами с типографским колесом. В 1909 году на рынке появились первые успешные портативные компьютеры. К 1950-м годам практически все производители пишущих машинок выпускали портативные пишущие машинки; все они были машинами с наборной панелью, аналогичными по работе офисным машинам. Портативные устройства, в которых используются более легкие детали, чем стандартные модели, более компактны, но менее прочны.Электропривод переносных пишущих машинок был введен в 1956 году.

Пишущие машинки

Пишущие машины специального назначения разработаны для использования в качестве наборных машин; то есть подготовить оригиналы, которые выглядят так, как если бы они были напечатаны типом принтера (или, по крайней мере, в большей степени, чем обычная машинопись), с которых можно напечатать дополнительные копии. Обычная пишущая машинка не может сравниться по качеству, стилю и универсальности с печатью, напечатанной непосредственно на металлических заготовках на стандартных печатных машинах, но высокая стоимость квалифицированного набора текста подтолкнула к разработке пишущих машинок, требующих гораздо меньшего обучения оператора.Поскольку основным требованием к пишущей машинке для составления текста является способность печатать шрифты разных стилей и размеров, машинка с печатным колесом гораздо более подходит, чем печатная панель. Другие основные требования к печатной машине, вывод которой должен напоминать печать, – это пропорциональный интервал между символами в слове (а не центрирование каждого символа в пределах той же ширины, как при обычной машинописи) и выравнивание или выравнивание правого поля. Была разработана электрическая печатная машина, которая обеспечивала пропорциональные интервалы – отводя пространство для каждого символа пропорционально его ширине.Другое требование – обоснование маржи – оказалось труднее выполнить. Большинство этих машин предусматривало предварительный набор строки, определение необходимой компенсации длины строки и повторный набор до точной длины. Была представлена ​​более сложная машина, которая автоматически выравнивала строку шрифта с одной клавиатурой. Это было достигнуто с помощью системы, в которой оператор вводил вручную в блок памяти, из которого компьютер сначала автоматически компенсировал длину строки, а затем управлял вторым механизмом набора текста.К середине 20 века пишущую машинку начали использовать в качестве пишущей машины, несмотря на ее ограничения, и она стала более популярной по мере разработки усовершенствований.

Станки с автоматическим управлением

Одним из наиболее важных достижений в области пишущих машинок и офисных машин была разработка автоматических средств управления, которые позволяют печатать с помощью удаленных электрических сигналов, а не с помощью ручного управления. Этот метод позволил производителям офисной техники разработать интегрированную систему делового общения с использованием пишущих машинок с дистанционным управлением и компьютерной техники.С такой системой машины, выполняющие все различные функции офисной машины, такие как пишущая машинка, вычислительная машина и печатный телеграф, вместе с компьютерами массовой обработки данных и электронными системами хранения данных, связаны друг с другом посредством использования «общего языка» в форма кодированных электрических сигналов. Эта закодированная информация, поступающая в офис по соответствующим каналам связи, может быть автоматически записана и распечатана. Компонентные машины любого производителя могут быть подключены к любым другим без использования специальных преобразователей кода.Также стали доступны другие автоматические пишущие машинки. Система с вакуумным приводом, например, контролирует и управляет любым количеством стандартных пишущих машинок с перфорированного рулона бумажной ленты, как и пианино, что делает возможным быстрое изготовление стандартных писем и другой бумаги.

Потребность в высокоскоростных печатных машинах для преобразования вывода компьютеров в читаемую форму побудила введение в 1953 году специализированной высокоскоростной формы «пишущей машинки». В этом классе машин бумага подается между непрерывно вращающимися типами. колесо и набор печатных молотков с электрическим приводом.В тот момент, когда правильный символ на лицевой стороне печатного колеса оказывается напротив правильного молотка, молоток ударяет по бумаге и печатает символ, в то время как печатное колесо продолжает вращаться. Таким образом была достигнута скорость до 100 000 символов в минуту по сравнению с примерно 1000 символов в минуту, достижимыми с помощью обычных механизмов печатной панели. Был разработан ряд различных моделей, работающих на этом принципе; все они требовали сложных электронных средств управления для решения сложной проблемы синхронизации.Было разработано много других устройств высокоскоростного вывода для компьютеров. Большинство из них используют методы, далекие от поля пишущей машинки, в некоторых случаях с использованием других печатных носителей, кроме бумаги. Скорость до 10 000 символов в секунду была достигнута некоторыми немеханическими системами, которые, хотя на самом деле не пишущие машинки, конкурируют с пишущими машинками в качестве устройств вывода на компьютер.

Узнайте больше в этих связанных статьях Britannica:

• инженерия человеческого фактора: клавиатура пишущей машинки

  Не все инженерные и дизайнерские разработки, связанные с человеческим фактором, являются коммерчески успешными.Примером может служить машинка с клавиатурой . Еще в 1920-х годах было предложено несколько альтернативных схем, которые явно лучше с точки зрения человеческого фактора. Несмотря на результаты испытаний, которые показывают…

• печать: Офисная печать

  … первым инструментом была пишущая машинка , усовершенствованная в 1867 году.После этого появились машины, которые воспроизводили большое или малое количество копий машинописных текстов, а позже текстов или иллюстраций любого рода. Некоторые из этих машин используют методы, очень близкие к методам традиционной печати; остальное превратилось в оригинал…

• обработка информации: сбор и запись информации в аналоговой форме

  … до появления в 19 веке печатной машинки с клавиатурой .Фактически, именно пишущая машинка механизировала процесс записи исходного текста. Хотя пишущая машинка была изобретена в начале 18 века в Англии, первая практическая версия, сконструированная американским изобретателем Кристофером Лэтэмом Шоулзом, сделала…

Роль технологии рекомбинантной ДНК в улучшении жизни

В прошлом веке технология рекомбинантной ДНК была всего лишь воображением, что желаемые характеристики могут быть улучшены в живых организмах, контролируя экспрессию генов-мишеней.Однако в последнее время эта область продемонстрировала уникальное влияние на продвижение человеческой жизни. Благодаря этой технологии важнейшие белки, необходимые для решения проблем со здоровьем и для диетических целей, можно производить безопасно, по доступной цене и в достаточном количестве. Эта технология имеет многопрофильное применение и потенциал для решения важных аспектов жизни, например, улучшения здоровья, увеличения пищевых ресурсов и устойчивости к различным неблагоприятным воздействиям окружающей среды. В частности, в сельском хозяйстве генетически модифицированные растения обладают повышенной устойчивостью к вредным агентам, повышенным выходом продукции и демонстрируют повышенную приспособляемость для лучшей выживаемости.Более того, рекомбинантные фармацевтические препараты теперь используются уверенно и быстро получают коммерческое одобрение. Методы технологии рекомбинантных ДНК, генной терапии и генетических модификаций также широко используются с целью биоремедиации и лечения серьезных заболеваний. Благодаря огромному прогрессу и широкому спектру применения в области технологии рекомбинантной ДНК, в этой обзорной статье основное внимание уделяется ее важности и возможному применению в повседневной жизни.

1.Введение

На человеческую жизнь в значительной степени влияют три фактора: недостаток продуктов питания, проблемы со здоровьем и проблемы окружающей среды. Пища и здоровье – это основные потребности человека помимо чистой и безопасной окружающей среды. С увеличением численности населения мира все более быстрыми темпами потребности человека в пище быстро растут. Людям нужна безопасная пища по разумной цене. Несколько связанных со здоровьем людей проблем во всем мире вызывают большое количество смертей. По данным http: // GlobalIssues, около 36 миллионов человек ежегодно умирают от неинфекционных и инфекционных заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, рак, диабет, СПИД / ВИЧ, туберкулез, малярия и некоторые другие.org /. Несмотря на прилагаемые обширные усилия, текущее мировое производство продуктов питания намного ниже, чем потребности человека, а медицинские учреждения даже ниже стандартов в странах третьего мира. Быстрый рост индустриализации резко увеличил загрязнение окружающей среды, и промышленные отходы могут напрямую смешиваться с водой, что повлияло на морских обитателей и, косвенно, на людей. Поэтому эти вопросы необходимо решать с помощью современных технологий.

В отличие от традиционных подходов к решению проблем сельского хозяйства, здоровья и окружающей среды посредством селекции, традиционной медицины и деградации загрязняющих веществ с помощью традиционных методов, соответственно, генная инженерия использует современные инструменты и подходы, такие как молекулярное клонирование и трансформация, которые требуют меньше времени и производят более надежные продукты.Например, по сравнению с традиционной селекцией, при которой реципиенту передается большое количество как специфических, так и неспецифических генов, генная инженерия переносит к цели только небольшой блок желаемых генов с помощью различных подходов, таких как биолистическая трансформация и трансформация, опосредованная Agrobacterium [1] . Изменения в геномах растений происходят либо в результате нацеливания на гены, зависимые от гомологичной рекомбинации, либо в результате сайт-специфической модификации генома, опосредованной нуклеазой. Также можно использовать опосредованную рекомбиназой сайт-специфическую интеграцию генома и олигонуклеотид-направленный мутагенез [2].

Технология рекомбинантной ДНК играет жизненно важную роль в улучшении состояния здоровья за счет разработки новых вакцин и фармацевтических препаратов. Стратегии лечения также улучшаются за счет разработки диагностических наборов, устройств для мониторинга и новых терапевтических подходов. Синтез синтетического человеческого инсулина и эритропоэтина генетически модифицированными бактериями [3] и получение новых типов экспериментальных мутантных мышей для исследовательских целей являются одним из ведущих примеров генной инженерии в области здравоохранения.Аналогичным образом, стратегии генной инженерии использовались для решения экологических проблем, таких как преобразование отходов в биотопливо и биоэтанол [4–7], очистка разливов нефти, углерода и других токсичных отходов, а также обнаружение мышьяка и других загрязнителей в питьевой воде. Генетически модифицированные микробы также эффективно используются в биодобыче и биоремедиации.

Появление технологии рекомбинантной ДНК произвело революцию в развитии биологии и привело к ряду драматических изменений.Это открыло новые возможности для инноваций по производству широкого спектра терапевтических продуктов с немедленным эффектом в медицинской генетике и биомедицине путем модификации микроорганизмов, животных и растений для получения веществ, полезных с медицинской точки зрения [8, 9]. Большинство биотехнологических фармацевтических препаратов являются рекомбинантными по своей природе, что играет ключевую роль в борьбе с летальными заболеваниями человека. Фармацевтические продукты, синтезированные с помощью технологии рекомбинантной ДНК, полностью изменили жизнь человека таким образом, что СШАУправление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило больше рекомбинантных лекарств в 1997 году, чем за предыдущие несколько лет вместе взятых, включая анемию, СПИД, рак (саркома Капоши, лейкоз и колоректальный рак, рак почек и яичников), наследственные заболевания (муковисцидоз и др.). семейная гиперхолестеринемия, болезнь Гоше, гемофилия A, тяжелый комбинированный иммунодефицит и синдром Тернера), язвы диабетической стопы, дифтерия, остроконечные кондиломы, гепатит B, гепатит C, дефицит гормона роста человека и рассеянный склероз.Учитывая, что растения развивают мультигенный перенос, сайт-специфическая интеграция и специфически регулируемая экспрессия генов являются решающими передовыми подходами [10]. Регуляция транскрипции эндогенных генов, их эффективность в новых местах и ​​точный контроль экспрессии трансгенов являются основными проблемами в биотехнологии растений, которые требуют дальнейшего развития для их успешного использования [11].

Человечеству серьезно угрожают различные факторы, такие как ограничения в питании, ведущие к недоеданию, различные виды смертельных заболеваний, экологические проблемы, вызванные драматической индустриализацией и урбанизацией, и многие другие.Генная инженерия пришла на смену традиционным стратегиям и имеет больший потенциал для преодоления таких проблем. В текущем обзоре обобщены основные проблемы, с которыми сталкиваются люди, и рассматривается роль технологии рекомбинантной ДНК в преодолении вышеупомянутых проблем. В соответствии с этим мы подробно описали ограничения генной инженерии и возможные будущие направления для исследователей, чтобы преодолеть такие ограничения путем модификации текущих стратегий генной инженерии.

2.Технология рекомбинантной ДНК

Технология рекомбинантной ДНК включает изменение генетического материала вне организма для получения улучшенных и желаемых характеристик живых организмов или их продуктов. Эта технология включает в себя вставку фрагментов ДНК из различных источников, имеющих желаемую последовательность гена через соответствующий вектор [12]. Манипулирование геномом организма осуществляется либо путем введения одного или нескольких новых генов и регуляторных элементов, либо путем уменьшения или блокирования экспрессии эндогенных генов посредством рекомбинации генов и элементов [13].Ферментативное расщепление применяется для получения различных фрагментов ДНК с использованием эндонуклеаз рестрикции для участков ДНК с конкретной целевой последовательностью с последующей активностью ДНК-лигазы для соединения фрагментов для фиксации желаемого гена в векторе. Затем вектор вводят в организм-хозяин, который выращивают для получения множества копий включенного фрагмента ДНК в культуру, и, наконец, отбирают и собирают клоны, содержащие соответствующий фрагмент ДНК [11]. Первые молекулы рекомбинантной ДНК (рДНК) были созданы в 1973 году Полом Бергом, Гербертом Бойером, Энни Чанг и Стэнли Коэном из Стэнфордского университета и Калифорнийского университета в Сан-Франциско.В 1975 году во время «конференции Asilomar» обсуждались вопросы регулирования и безопасного использования технологии рДНК. Как это ни парадоксально с точки зрения ученых времен Асиломара, методы рекомбинантной ДНК для развития сельского хозяйства и разработки лекарств заняли больше времени, чем предполагалось, из-за неожиданных трудностей и препятствий для достижения удовлетворительных результатов. Однако с середины 80-х годов прошлого века ряд продуктов, таких как гормоны, вакцины, терапевтические агенты и диагностические средства, постоянно совершенствовался для улучшения здоровья [13].