Исследовательская работа Способ получения натурального красителя из коры лиственницы

МБОУ «Целинная средняя общеобразовательная школа»

Экологическая научно-практическая конференция

«Экология родного края»
Секция «Экология растительного мира»

Способ получения

натурального красителя

из коры лиственницы

Исследовательская работа

Выполнил: Доржиев Батор

                                                          ученик 3 класса

Руководитель: МаласагаеваЭржена

Эрдыниевна

                                                                            учитель начальных классов

п. Целинный2020

Содержание

Введение………………………………………………………………………….3

1. Лиственница – необыкновенное дерево

1. 1.1 «Национальное дерево» России.…………………………………………….4
2. 1.2  Использование лиственницы человеком ………..........................................6

2. Лиственница – натуральный краситель

2.1 Использование экстрактов коры дляокраски.............................................8

Заключение ……………………………………………………………………...11

Библиографический список.……………………………………………............12

Приложение ………………………………………………………………….….13

Введение

        На уроке рисования  мы читали рассказ о красках. Я узнал что, в старину краски делали из растений (овощи, цветы, травы и кора). Я живу в селе «Целинный». Вокруг моего  селарастут деревья разных пород. Но большую территорию занимает лиственница. Каждую весну я вдыхаю аромат, а осенью я любуюсь  золотистой хвоей этого необыкновенного дерева. А как приятно гулять в лесу, мягко ступая на жёлтую перину из опавшей хвои!

Дома печки топим лиственницей. Так  как при горении даёт хороший жар.. После колки дров остаются  отходы. Это кора и щепки. Вот я и решил попробовать сделать краску из коры лиственницы.

        Объект исследования:лиственница даурская.

        Предмет исследования:использование  корылиственницы  для  окраски.

        Цель:способ получения натурального красителя из коры лиственницы.

        Задачи:

• Изучить и узнать о пользе лиственницы, её применении, условия произрастания по литературным источникам.
• Провести наблюдения за лиственницей.
• Проанализировать результаты, сформулировать выводы.

Гипотеза:возможность  использования  коры  лиственницы для получения натурального красителя в домашних условиях.

Методы исследования:

• работа с энциклопедиями и справочниками
• просмотр кинофильма
• изучение материалов в сети Интернет
• проведение эксперимента
• наблюдение
• обобщение и выводы

1. Лиственница – необыкновенное дерево

1.1 «Национальное дерево» России

Хвойное дерево лиственница – самое распространённое дерево в лесах России. Она занимает около 40% всей покрытой лесом площади. В России лиственница встречается на северо-востоке европейской части, на Урале, в Сибири.  

Ранней осенью 1960 года в небольшом американском городе Сиэтле, неподалеку от столицы США - Вашингтона, заканчивал свою работу пятый Всемирный лесной конгресс. Представители из 96 стран решили завершить конгресс созданием "Парка дружбы народов". В центральной аллее каждая делегация должна была высадить "национальное дерево" своей страны. Наступила очередь советского представителя. Под звуки Государственного гимна нашей Родины он направился к месту посадки. Справа от него с красным знаменем в руках шагал юный американец, слева шла девушка с лопатой и саженцем "национального дерева".

Какой же породе деревьев выпала честь представлять на американской  земле  главную лесную державу  мира? Нашу страну населяет свыше 1700 только отечественных пород древесных растений да еще около 2000 пород иноземного происхождения. Вот и выбери из них наиболее достойную.

Но советские лесоводы пришли к единодушному решению довольно быстро: их избранницей стала лиственница. Справедливое решение. Если сомневаетесь, посмотрите на карту. Широким поясом протянулись леса с запада на восток через всю территорию Российской Федерации. Почти половину этой площади занимают лиственницы. Более чем на четверти миллиарда гектаров шумят они светлой тайгой – от Онежского озера до Охотского моря. Пять таких стран, как Франция, могут свободно разместиться на территории, занятой лиственницей. Столько обширных лесов не образует ни одна другая древесная порода нигде в мире.         

Лиственницу называют дочерью солнца, потому что она очень любит свет и не живёт в тени. Крона у неё ажурная, рыхлая, пропускает много света.         Лиственница в молодости очень быстро растёт. За 10 лет лиственница может подняться до крыши пятиэтажного дома.

Дерево хорошо переносит холодную зиму и шагнуло далеко на север, растёт даже в тундре. Впрочем, столь же успешно переносит лиственница и засушливую южную жару. Не случайно ее так охотно используют для полезащитных полос лесоводы Украины и Кубани, Поволжья и Молдавии.

Нетребовательна лиственница и к почве. Может расти и на камнях и на болотах.

Ранней весной на ветвях лиственницы появляются мужские и женские шишечки. В мужских содержится пыльца, в женских со временем созреют семена.

Семя лиственницы созревает в шишках к осени того же года, выпадают же из шишек семена на землю ранней весной следующего года. Опустевшие шишки остаются на ветках большей частью многие ещё годы.

Полной плодопроизводительности лиственница достигает лишь к 50-летнему возрасту.

Лиственница принадлежит к числу древесных пород, доживающих до очень глубокой старости. Считают, что лиственница может дожить более чем до 500 лет.

Прямые, будто колонны, лиственницы достигают размеров настоящих лесных великанов. 30-40 метров высоты для них не предел. Они бывают и 50-метровыми при толщине стволов до двух метров.

Ни одно из хвойных деревьев не принимается так легко на новом месте, как лиственница, а потому её очень легко можно пересаживать даже до 30-летнего возраста. Но только не следует пересаживать лиственницу в то время, когда уже тронулись её почки, потому что в это время она плохо принимается, и посадка может выйти неудачною. Лучше всего пересаживать это дерево или ранней осенью, когда пожелтеет хвоя, или же ранней весной, до распускания почек.  

1.2  Использование лиственницы человеком

Древесина у лиственницы очень крепкая, смолистая. Из-за того и долго сохраняется, не гниёт в воде. В старину лиственничные стволы пилили на доски и строили из них корабли. В Древнем Риме из неё возводили амфитеатры в цирках: дерево соперничало в прочности и надёжности с камнем. Во многих странах Европы постройки из лиственничных брёвен стоят более 500 лет. Пётр I при строительстве на болотах новой столицы России Петербурга приказал вбивать в землю брёвна лиственницы – он знал об удивительных свойствах её древесины.

Её древесина практически не знает пределов службы. Многие сотни и даже тысячи лет способна она великолепно сохраняться, приобретая со временем и большую прочность и оригинальную окраску. Ещё и теперь в глухих чащах сибирской тайги нередко можно набрести на остатки старинных крепостей, срубленных воинами хана Кучума. Четыре века назад положены в них брёвна лиственницы, а никакой порчи не видно.

Немало изделий из лиственницы найдено и при раскопках древних Пазырыкских курганов на Алтае. Больше 25 веков пролежали они, не тронутые временем. Эти уникальные свидетели  вечной  лиственничной   молодости    хранятся     сейчас в Государственном Эрмитаже в Санкт-Петербурге. Там можно увидеть срубы могильных склепов, колоды-саркофаги, боевые колесницы с колесами, сплетенными из корней лиственниц. Все это изготовлено еще в бронзовый век бронзовыми топорами кочевников. За тысячелетия старинные изделия лишь потемнели и приобрели твердость камня. Разве не чудесные свойства?

Древесина лиственницы обладает красивой текстурой и поэтому ценится в мебельном производстве и при изготовлении скульптур. Благодаря своей прочной, твердой и долговечной древесине издавна используются в кораблестроении, для изготовления подводных сооружений, паркета, мебели и хозяйственных построек. Элементы гидротехнических сооружений и сваи делают тоже из лиственницы. Пример тому город Венеция, который стоит на воде. Другой пример, через Дунай проходит Троянский мост, который стоит на сваях из лиственницы.

Древесина лиственницы служит очень долго без применения антисептиков, доказательство тому оконные рамы Зимнего дворца, а также паркет графов Шереметьевых в Останкинском дворце. Из лиственницы по специальной технологии делают сегодня мебельный щит и клеёный брус.

        Всего один кубический метр её при помощи чудесницы-химии даёт 200кг целлюлозы или столько же виноградного сахара, 2000 пар чулок или 1500 м шёлковой ткани, 6000 кв. метров целлофана или 700 л винного спирта. Из продуктов переработки лиственничной древесины изготовляют десятки и сотни других ценных веществ: скипидар и уксусную кислоту, канифоль и сургуч, спички и многое другое. Из лиственницы добывают дубильные вещества для выделки кож и окраски тканей, а из хвои - эфирное масло. Впрочем, дерево еще при жизни даёт высококачественную живицу, или, как её принято называть на мировом рынке, "венецианский терпентин". Его добывают подсочкой деревьев на корню и широко используют в электротехнической и лакокрасочной промышленности.

Помимо промышленной ценности, лиственница незаменима и для медицинских целей. В её хвое много витамина С, в живице — до 16% эфирного масла, в коре — антоцианы, катехины, флавонолы и органические кислоты.Ценное лекарственное растение, обладает хорошо выраженными лечебными свойствами: антимикробным, противовирусным, успокаивающим. «От кашля» -отвар из молодых побегов лиственницы. «При гнойных ранах» - настой из молодой хвои. «При зубной боли, ангине и пародонтозе»- смола.  «При варикозе»-компресс из свежей хвои. «При диареи»-настой из коры дерева.

2. Кора лиственницы – натуральный краситель

Способ получения натурального красителя из коры лиственницы включает измельчение природного сырья (коры лиственницы) и его водную очистку,  с последующим первичным (холодным) экстрагированием (вещество-химически извлечённое из органических тканей) в талой воде при температуре 18±2°C в течение 12±2 часов и вторичным (горячим) экстрагированием без применения химических добавок при температуре 80±10°C в течение 45-60 мин, при этом соотношение количество коры к воде по массе составляет от 1:10 до 1:8. Далее проводят фильтрацию горячего экстракта и сушку до получения сухого остатка при температуре от 15±2°C до 70±2°C в течение 22-24 часов в вентилируемом помещении в зависимости от требуемого цветовогокачества (гаммы)  получаемого красителя. Выпаренный сухой остаток измельчается до порошкообразного состояния и упаковывается в таком виде. Кроме того, экстракт после охлаждения может храниться в жидком виде в закрытой непрозрачной таре.

Изобретение позволяет расширить сырьевую базу красителей (используются отходы деревообрабатывающих предприятий), обеспечить максимальный выход и насыщенности антоцианов из природного сырья без присутствия химических реагентов при минимальных энергозатратах с сохранением в красителях биологически активных веществ. Исключение химических добавок при получении натуральных красителей позволяет улучшить цвет  красителей и получить экологически чистый продукт.

Талую воду (экстрагент) получают методом замораживания водопроводной воды и оттаивания, что способствует приобретению ею определенной кластерной структуры, которая позволяет увеличить степень растворения солей в примесях экстрактов, что, в свою очередь, способствует большему выходу красящих веществ из природного сырья с сохранением естественных биологических веществ (биоактиваторов) в натуральных красителях.

После экстрагирования осуществляется фильтрация горячего раствора с последующим отжимом коры для полного извлечения водной вытяжки. Охлажденный жидкий натуральный краситель разливается через фильтр в непрозрачную тару либо разливается в полые емкости и подвергается сушке в вентилируемом помещении в течение 22-24 часов до получения сухого остатка при различных температурных режимах, например 70±2°C или 40±2°C или 15±2°C. Получаемая сухая масса измельчается до порошкообразного состояния и просеивается.

Концентрированный сухой краситель темно-коричневого цвета не имеет запаха. Его упаковка может осуществляться в бумажные пакеты.

Для использования красителя порошок растворяют в воде, при этом рекомендуется использовать дистиллированную и подогретую (до 30°C) воду. Количество растворимого порошка красителя определяется визуально в зависимости от материала, подлежащего покраске, и требуемой насыщенности оттенка цвета.

Натуральный краситель в сухом виде может храниться до 3 лет, а в жидком виде - в течение 1,0-1,5 лет в прохладном помещении (до +18°C). При этом в красителе сохраняются не только высокие колористические свойства, но и биологически активные вещества.

Использованная кора может применяться для удобрения или мульчирования обедненных почв, что способствует безотходному технологическому процессу.

Цвет натурального красителя зависит от вида коры, степени концентрации экстрактов в различных температурных режимах.

Предлагаемый способ экономичен для получения натурального растительного красителя, так как не требует использования дополнительных химических добавок и дорогостоящего оборудования.

Заключение

        В ходе своей исследовательской работы после просмотра кинофильма, журналов и книг, пролистав  справочники и  энциклопедии, изучив материалы в сети Интернет, я узнал об удивительных свойствах её древесины, хвои и коры. Лиственница  самое распространённое дерево в лесах России.

        Я открыл для себя много нового и интересного о том, что лиственница может «семерых лекарей заменить», так как  обладает многими лекарственными свойствами. Она помогает человеку избавиться от множества болезней. Кроме того, в её хвое много  витамина С. В  энциклопедии прочитал,  что из лиственницы добывают дубильные вещества для выделки кож и окраски тканей.

 Итак, по результатам проведённого исследования я сделал выводы:

• Подтвердилась моя гипотеза о том, что лиственница приносит пользу   для  человека.
• Лиственница – «Национальное дерево» России.
• Лиственница  обладает полезными свойствами.
• Используется в медицине, косметологии,  хозяйстве.
• Лиственница  - краситель ткани.

Во время своей работы я многому научился. Я считаю, что моя работа будет полезна для всех ребят, кто любит природу.

На планете великое множество растений, но настоящим лидером, получившим всеобщее признание, можно назвать лиственницу. Это удивительное дерево, которое используется человеком во многих сферах жизнедеятельности.        

Библиографический список

1. Азбука живой природы: Растения и животные леса / Автор-сост. О.В.Коняева. – Тула: «Родничок», М.: ООО «Астрель», 1999.
2. Детям о русской природе. Краснолесье (хвойный лес) – М.: ООО «Издательство Стрелец», 2009.
3. Дитрих А., Юрмин Г., Кошурникова Р. Почемучка. – М.: Педагогика, 1988.
4. На земле предков / Авт.-сост. Л.В. Ванькова, И.В. Марасанова, А.А. Тютикова, Г.А. Шаньшурова. – Пермь: ООО «Типография «Астер», 2008.
5. Рогозин М.В., Разин Г.С. Лесные культуры Теплоуховых в имении Строгановых на Урале: история, законы развития, селекция ели / Под ред. М.В.Рогозина. – 2011.
6. www.reznoe.ru Лиственница.
7. Т.А. Козлова, В.И. Сивоглазов. Атлас родной природы «Растения леса».

Москва, «Эгмонт Россия»,   2002.

Способ получения натурального красителя из коры лиственницы