Научно-исследовательская работа Теплякова Игоря "Домашние помощники и безопасность их работы"

Домашние помощники и безопасность их работы

Введение

В настоящее время невозможно представить нашу жизнь без использования различных бытовых приборов, компьютеров, телефонов и других гаджетов.

Они каждый день помогают нам выполнять различную работу и экономят  время. В нашей работе  обратим внимание на бытовые  приборы, потому что мы используем их каждый день. К бытовым приборам относятся телевизоры, утюги, пылесосы, газовые и электрические плиты, микроволновые печи, чайники, стиральные машины и другие.

Среди таких домашних помощников интересным представителем является посудомоечная машина. Каждый ребенок знает, сколько времени мамы тратят на поддержание чистоты в доме и какие горы посуды приходится мыть каждый день. Здесь мамам на помощь приходит посудомоечная машина. Волшебный ящик, куда складывается грязная посуда, после нажатия кнопки включения сам делает всю работу и результат превосходит ожидания.

Кроме удобства важным для человека является и безопасность использования бытовых приборов. Для посудомоечной машины, кроме других, важным является способность хорошо удалить остатки моющего средства.  Нашу работу проводим для изучения этого  вопроса и некоторых других, не менее полезных, а так же попытаемся улучшить работу домашнего помощника.

Целью работы  является  определение  наличия остаточных моющих средств после мойки и  разработка  мероприятий по усовершенствованию прибора.

Исходя из цели работы, мы определили следующие задачи:

1.     изучить конструкцию и принцип работы посудомоечной  машины;

2.     провести исследование с определением остатка моющего  средства и узнать мнение людей по поводу остатков моющего средства на посуде;

3.     выработать предложения по усовершенствованию конструкции посудомоечной машин.

Таким образом, объектом исследования является смыв с посуды после мойки, предмет исследования моющие средства в остаточных количествах в смыве.

В процессе работы над проектом применялись следующие методы:

1.     изучение теоретического материала по теме с использованием технической документации;

2.     опытное исследование с использованием средств и приборов контроля;

3.     анализ способов усовершенствования посудомоечной машины.

Глава 1

1.1.          История возникновения посудомоечной машины

Первую посудомоечную машину разработала женщина по имени Жозефина Кокрейн.  Она выросла в семье инженеров и проектировщиков, поэтому имела представление об устройстве механизмов. Став взрослой, она вышла замуж и устраивала много светских приемов. На таких приемах использовался дорогой старинный фарфор. Слуги часто разбивали дорогую посуду и хозяйка решила мыть ее сама. Это скоро ей надоело, и она сказала фразу «если никто не хочет изобретать посудомоечную машину, то это сделаю я».

 После успеха машины мадам Кокрейн на Всемирной Чикагской Ярмарке в 1893 году такой агрегат начал продаваться в большие гостиницы и отели. Конструкция постоянно совершенствовалась, а продажи росли.

Ближе к половине двадцатого века уже многие производители занимались выпуском посудомоечных машин, и, конечно, они значительно отличались от первых образцов, но были еще далеки от тех, которые существуют сегодня. Довольно долго у машин для мойки посуды была одна общая проблема – не всегда хорошо отмывалась присохшая еда. Как выяснилось, причиной были не адаптированные для машинной мойки моющие средства. Этот вопрос разрешился в 1984 году, когда Денис Ватерби профессор из Дейтонского университета, предложил способ «трех составляющих». Согласно этому принципу моющие  компоненты поступали в камеру машины поэтапно (каскадом). Этот метод с тех пор принципиально не изменился.

Современные посудомоечные машины полностью автоматизированы, имеют возможность подключения к холодной и горячей воде, имеют от 4 до 8 различных программ мойки, а также имеют небольшие размеры и разную вместимость (9 – 14 комплектов посуды).

Этот бытовой прибор пользуется успехом у обычных покупателей, потому что сочетает в себе несколько свойств,  позволяющих  улучшить и сделать более комфортным быт человека.

1.2.          Устройство и принцип работы посудомоечной машины

Конструкция посудомоечной машины включает в себя:

1.     шланг подачи воды, шланг слива воды;

2.      емкость для воды;

3.      систему распылителей воды;

4.      Насос, циркулирующий воду и создающий давление;

5.     отсеки для моющих средств;

6.     устройства защиты от протечек;

7.     фильтры для очистки воды в процессе циркуляции;

8.     датчики  контроля уровня воды;

9.     датчик наличия соли для смягчения воды;

10.  блок управления.

Процесс мойки делится на несколько основных этапов.

Подготовка. Очищенная от крупных остатков пищи, посуда укладывается в корзины и лотки, предназначенные для посуды разных типов. Выбирается программа мойки. В специальные контейнеры загружается  моющее средство, предназначенное специально для посудомоечных машин.

Замачивание. Как и при ручной мойке для удаления присохших или пригоревших фрагментов пищи хорошо подходит замачивание. Посуда сбрызгивается холодной водой с (или без) малым количеством моющего средства и оставляется на некоторое время. Впоследствии, при мойке, отмокшие остатки удаляются гораздо легче.

Мойка. Вода требуемой температуры (в зависимости от выбранной программы мойки) с моющим средством под давлением тонкими струйками разбрызгивается вращающимися распылителями на посуду с разных сторон, в зависимости от модели машинки, смывая остатки пищи и жир.

Полоскание. По окончании процедуры мойки происходит несколько циклов полоскания чистой водой с добавлением ополаскивателя, благодаря которому на посуде после высыхания не остаётся следов от высохших капель воды.

Сушка. Затем посуда высушивается. Происходит это либо с помощью потока горячего воздуха (встречается реже), либо способом конденсации влаги. Последний способ реализован следующим образом. При последнем полоскании посуды происходит нагрев воды (и, как следствие, самой посуды). Затем вода удаляется, а остывающие стенки машины конденсируют на своих внутренних поверхностях испаряющуюся с горячей посуды влагу, которая  стекает по стенкам в общий слив.

Таким образом эффективность мойки зависит от общего давления в водонапорной трубе, растворимости средства, рабочего состояния насоса.

1.3.          Характеристика моющих средств

Изучив работу машины, мы решили изучить моющие средства, которые используются в процессе мойки. 

Наиболее широко применяются таблетки, в которых сочетается само моющее средство, соль для смягчения воды и ополаскиватель для хорошей сушки посуды после мойки.

В состав моющих средств входят химические вещества, которые помогают растворять и удалять пищевые загрязнения с посуды. Для этих средств имеются специально установленные нормы по содержанию компонентов, эффективности их действия и степени смываемости. При использовании любых моющих средств в быту важно помнить о том, что нужно тщательно  удалять их остатки после использования. Ведь мы не задумываемся о том, что входит в состав разнообразных порошков и гелей для чистки. Так ли уж они безвредны для нашей жизни и здоровья? Ведь в основе своей они содержат поверхностно-активные вещества ПАВ, хорошо разъедающие жир и смягчающие воду. О влиянии таких веществ на здоровье человека ведутся многочисленные дискуссии и споры.  Мы попробуем разобраться, есть ли здесь вред и как его минимизировать. Стандартный состав таблеток российского и иностранного производства включает:

1.     Антибактериальные добавки.

2.     Фосфаты.

3.     Соли натрия.

4.     Щелочь для растворения жиров.

5.     Отдушки.

6.     Уксусная кислота.

7.     Хлорсодержащие элементы.

В остаточных количествах эти вещества оседают на посуде  и способны накапливаться в организме человека, влияя на обмен веществ, нервную систему, иммунитет, оказывают мутагенное (мутация клеток) и канцерогенное (образование опухолей) воздействие.

В различных статьях указывается, что среднестатистический человек за год потребляет до 0,5 л остаточных моющих средств. Они проникают через кожу, дыхание и частично остаются на посуде.

1.4.          Посудомоечная машина  и экология

97,2 % воды, которая находится на планете земля, принадлежит соленым океанам и морям. И только 2,8% - это пресная вода. На планете она распределяется следующим образом:

o      2,15% запасов воды заморожено в горах, айсбергах и ледовых покровах Антарктиды;

o      0, 001% запасов воды находится в атмосфере;

o      0,65% запасов воды находится в реках, озерах. Отсюда ее и берет человек для своего потребления.

Считается, что источники пресной воды нескончаемы. Поскольку постоянно происходит процесс  кругооборота воды в природе. Ежегодно испарения влаги из мирового океана образуют огромный запас пресной воды (около 525 000 км3) в виде облаков. Небольшая его часть  снова оказывается в океане, но большая часть выпадает на материки в форме снега и дождя, а затем попадает в озера, реки и подземные воды.

На сегодняшний день более восьмидесяти стран испытывают нехватку пресной воды. Проблема пресной воды с каждым днем становится все острее. Только в Китае более 300 городов ощущают дефицит пресной воды.

Особенно сказывается недостаток воды в странах Востока.  Неверное использование грунтовых вод приводит к исчерпанию их запасов, скорость уменьшения которых составляет от 0,1 до 0,3%  в год.  Сегодня практически 2 млрд.людей в более чем в 80 странах имеют ограниченное обеспечение питьевой водой. Только в девяти странах употребление пресной воды превышает скорость ее естественного возобновления.

Уже к 2025 году практически 50 стран, где общее число населения составляет 3 млрд. человек, столкнутся с дефицитом воды. Даже, несмотря на обилие дождей, которые выпадают в Китае, в стране половина населения не обеспечивается должным образом питьевой водой в регулярном режиме. Простыми способами экономии воды в быту являются следующие.

1.     Во время стирки используйте экономичный режим, а стиральную машину не включайте при неполной загрузке .

2.     Когда вы моете руки, много воды тратиться даром во время их намыливания, она просто течет без надобности. Вы можете просто закрывать кран перед намыливанием, возможно, это неудобно. Но сейчас ведь есть краны с рычагами, а также краны с датчиками движения, которые перекрывают воду сразу же, как вы убираете руки.

3.      Следите за состоянием труб, кранов, бачка. Даже небольшое протекание расходует около 300 л. в месяц!

4.      Для мытья посуды экономнее использовать посудомоечную машину, при условии, если загружать ее полностью.

Мы считаем, что посудомоечная машина, несомненно,  является  полезным и нужным прибором. При этом хотим, что бы ее работа была и безопасной для человека.

Глава 2

2.1. Определение наличия остатков моющего средства в  смыве с посуды после мойки

В начале испытаний мы решили узнать: задумываются ли люди о том, что на их посуде может оставаться моющее средство. Мы опросили 50 человек и выяснили, что 30 человек из них не задумываются об этом вообще, 15 человек считают, что если оно и остается, то ничего вредного в этом нет и 5 человек опасаются попадания лишней химии в организм и стараются не пользоваться средством или более тщетельно его смывают.

После опроса мы решили провести опыт.  Сначала определим остатки кислот при помощи лакмусовой бумаги и щелочей с помощью фенолфталеина. Лакмусовая бумага меняет свой цвет  при наличии кислот. Фенолфталеин приобретает малиновый окрас в присутствии щелочей. Далее при помощи мультиметра определим сопротивление в смыве, в растворе моющего средства и сравним с сопротивлением воды из  крана. При наличии остатков моющих средств показания измерений  в смыве и в воде будут иметь отличия. Мультиметр – это прибор, который измеряет способность среды проводить электрический ток. Смесь моющего средства и воды является исследуемой средой.  В конце мойки вода должна быть чистой и не содержать остатки моющего средства. Измеряя электропроводность, можно определить содержание различных веществ и их соединений в исследуемых растворах.

Результаты исследований мы занесли в таблицу (см. таблицу1).

Таблица 1

№ п/п	Вода из крана	Смыв с посуды	Раствор моющего средства
Лакмусовая бумага	Окрас не меняется	Окрас не меняется	Слабый голубой оттенок
Фенолфталеин	Окрас не меняется	Окрас не меняется	Следы розовой окраски
Показания мультиметра	94	114	156

Вывод: по показаниям мультиметра  видно, что смыв и вода из крана отличаются своими показаниями, что показывает наличие остаточных моющих средств в смыве после цикла мойки.

2.2. Предложения по совершенствованию конструкции посудомоечной машины и  повышению безопасности ее использования

Для более безопасного использования посудомоечной машины предлагаем и считаем необходимым встроить в контур циркуляции после фильтров очистки датчик контроля смывания моющего средства.  Прибор, которым мы пользовались, имеет свои промышленные  аналоги, более усовершенствованные. К ним можно отнести такой прибор, как кондуктометр. Он используется на заводах, где важно контролировать качество промывки оборудования.

Показания датчика нужно  связать с блоком управления и тем самым усовершенствовать программу мойки. Это позволит увеличить количество ополаскиваний  для тщательного удаления моющего средства.

Имея показания этого параметра, в программе машины можно вывести его на дисплей и человек будет видеть информацию об остаточном содержании химии на своей посуде. Еще одним плюсом установки такого датчика является возможность адаптировать программное управление в формат самостоятельного выставления количества ополаскиваний.

Другими словами пользователь ,загружая посуду, загрязнение которой не требует использование моющего средства, сможет выбрать 2-3 цикла ополаскивания и не тратить лишнее электричество и воду на длительный цикл. Схематично процесс можно представить следующим образом (см. рис. 1).

Рисунок 1

Кондуктометр

Заключение

Исследование  предметов, которые нас окружают, является интересным и познавательным процессом. В ходе нашей работы мы узнали много интересной информации и провели занимательный опыт. В современном мире вопрос безопасности человека имеет большое значение и решается различными способами. Я рад, что наш проект позволил предложить способ повысить уровень безопасности  полезного бытового прибора.

Выводы.

1.     Поставленные задачи выполнены:  мы изучили устройство и работу посудомоечной машины. Выяснили, что этот прибор помогает экономить время и воду.

2.     Опытным путем определили наличие остатков моющих средств, используя, свойство среды проводить электрический ток и прибор для измерения этого показателя. Узнали мнение людей по поводу остатков средства на посуде.

3.     Предложили способ  усовершенствования посудомоечной машины, который поможет сделать работу прибора более безопасной и  более разумно использовать воду и электричество.

Так же в ходе работы мы познакомились с составом моющих средств, узнали о вредном их воздействии на организм человека и познакомились со средствами и приборами, с помощью которых можно легко проводить многие исследования в домашних условиях.

В заключении следует сказать, что известное утверждение, которое знает каждый ребенок, «чистота – залог здоровья» приобретает новое, более глобальное значение.

Список используемой литературы

1.     Техническое руководство пользователя.

2.     http://norub.livejournal.com

3.     https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/673000

4.     https://www.syl.ru

5.     http://vashtehnik.ru/enciklopediya/cifrovoj-multimetr.html

Краткое описание документа:

В настоящее время невозможно представить нашу жизнь без использования различных бытовых приборов, компьютеров, телефонов и других гаджетов.

Они каждый день помогают нам выполнять различную работу и экономят время. В нашей работеобратим внимание на бытовые приборы, потому что мы используем их каждый день. К бытовым приборам относятся телевизоры, утюги, пылесосы, газовые и электрические плиты, микроволновые печи, чайники, стиральные машины и другие.

Среди таких домашних помощников интересным представителем является посудомоечная машина. Каждый ребенок знает, сколько времени мамы тратят на поддержание чистоты в доме и какие горы посуды приходится мыть каждый день. Здесь мамам на помощь приходит посудомоечная машина. Волшебный ящик, куда складывается грязная посуда, после нажатия кнопки включения сам делает всю работу и результат превосходит ожидания.

Кроме удобства важным для человека является и безопасность использования бытовых приборов. Для посудомоечной машины, кроме других, важным является способность хорошо удалить остатки моющего средства.Нашу работу проводим для изучения этоговопроса и некоторых других, не менее полезных, а так же попытаемся улучшить работу домашнего помощника.