Sinh viên Bách khoa Hà Nội “hô biến” cây dại thành sản phẩm xuất khẩu

Với thách thức của việc giảm lượng rác thải nhựa đổ ra môi trường, đội thi ECOTECH - Đại học Bách khoa Hà Nội đã phát triển và sản xuất thành công máy chế tạo ống hút organic. Sản phẩm của nhóm sinh viên sẽ tham gia tranh tài với 4 đội thi khác trong Vòng Chung kết Sáng tạo trẻ 2023, diễn ra vào ngày 23/3 sắp tới.

Dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Ngọc Kiên – Giảng viên chuyên ngành Chế tạo Máy - Trường Cơ khí, Đại học Bách khoa Hà Nội, chuyên gia R&D về Cơ khí và Tự động hoá của Bộ Khoa học và Công nghệ, Nguyễn Hải Nam sinh viên Cơ điện tử - K65, Đại học Bách khoa Hà Nội (nhóm trưởng) cùng 3 bạn là Nguyễn Quang Anh - Cơ điện tử - K65; Nguyễn Thị Linh - Cơ Khí - K64; Vũ Văn Hưởng - Cơ khí - K65 đã thiết kế và chế tạo ra máy sản xuất ống hút organic. Bên cạnh đó, nhóm còn kết hợp với một bạn sinh viên Đại học Kinh tế quốc dân để xây dựng các phương án kinh doanh cho sản phẩm.

Hải Nam chia sẻ khi đi sâu vào tìm hiểu về ống hút sinh học, cả nhóm đã nhận thấy những “rào cản” cho sản phẩm này trên thị trường là giá thành cao và chưa phổ biến. Nguyên nhân là do quy trình sản xuất hoàn toàn thủ công còn rời rạc, chi phí cho nhân công và sản phẩm lỗi khá cao.

Cây dại biến thành nguyên liệu… vàng

Khi đã có ý tưởng chế tạo máy sản xuất ống hút oragnic, cả nhóm đã cùng nhau bắt tay vào việc lựa chọn nguyên liệu phù hợp cho sản phẩm. Nhận thấy cây cỏ sậy thường mọc ở các khu vực ruộng đất và vùng trũng, đáp ứng đủ các tiêu chí cần thiết để tạo ra ống hút.

Với ý tưởng này, cả nhóm đã tổ chức chuyến đi khảo sát các tỉnh lân cận của Hà Nội để thu thập nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu. Hải Nam cười kể: “Chúng em đèo nhau trên xe máy đội nắng đội mưa, vừa đi vừa hỏi người dân chỗ “ẩn nấp” của cây cỏ sậy. Khi tìm được là cả nhóm xúm vào chặt cây như những người nông dân thuần thục”.

Những chuyến đi kiếm nguyên liệu có lẽ là kỉ niệm đáng nhớ nhất của cả nhóm. Có lần đi kiếm cây cỏ sậy nhưng khi đến nơi mới phát hiện ra quên mang theo "đồ nghề". Vậy là cả nhóm chạy đi mượn dụng cụ của người dân đang làm ruộng – Hải Nam vui vẻ kể lại.

Sau khi thu gom được cây cỏ sậy cả nhóm đã tiến hành khâu xử lý và vệ sinh. Cây cỏ sậy sau khi bỏ lá sẽ được chia thành từng đoạn, các ống cong được loại bỏ, chỉ giữ lại những ống thẳng.

Điều khó nhất của một chiếc ống hút organic là công đoạn xử lý lõi của cây cỏ sậy. Trong lõi có rất nhiều xơ, chỉ khi lõi được xử lý sạch sẽ, chúng mới có thể được sử dụng để sản xuất ống hút.

Hiện nay, trên thị trường, việc xử lý lõi ống hút từ cây cỏ sậy thường được thực hiện bằng cách thủ công, dẫn đến năng suất thấp và chưa hoàn toàn loại bỏ được xơ bên trong lõi.

Để khắc phục được những công đoạn thủ công và mất an toàn lao động, đội thi ECOTECH đã triển khai ý tưởng làm ra thiết bị ứng dụng khoa học công nghệ để sản xuất.
 

Việc gì khó đã có thầy Kiên!

Trong quá trình nghiên cứu và chế tạo máy, nhóm sinh viên Bách khoa Hà Nội đã gặp nhiều vấn đề về kiến thức và kinh nghiệm. Cô gái Nguyễn Thị Linh chia sẻ: “Do chưa được làm việc trong môi trường chuyên nghiệp nên chúng em thiếu rất nhiều những kỹ năng để có thể tối ưu hóa quy trình làm ra máy. Để làm ra ống hút cần máy phải chính xác tuyệt đối so với bản thiết kế. Bên cạnh đó, vì nguyên liệu đầu vào là cây cỏ sậy nên không được đồng nhất về kích thước, chất lượng, rất khó để thiết kế máy phù hợp”.

Trong quá trình nghiên cứu và phát triển, thử nghiệm sản phẩm, nhiều hôm nhóm ECOTECH phải “chong đèn” đến tối muộn trên phòng Lab để giải quyết triệt để các lỗi. Mỗi lần lỗi là một thách thức mới, có giai đoạn, gần tới ngày thi Sáng tạo trẻ 2023, nhóm đã phải tháo dỡ toàn bộ máy ra để sửa chữa. Lúc ấy bọn em rất mất tinh thần và từng nghĩ không thể đi thi được rồi – Nhóm trưởng ECOTECH nhớ lại.

Trong quá trình thử nghiệm, đội ECOTECH đã sử dụng công nghệ in 3D. Tuy nhiên, loại nhựa này dễ trượt, chỉ có thể sử dụng trong thời gian ngắn, nếu áp lực áp đặt lên máy liên tục, nó sẽ trượt và làm biến dạng, lệch kích thước đã tính toán ban đầu. Cùng đó, máy phải làm việc với vật liệu từ cây cỏ nên phải được thiết kế một cách khéo léo. Điều này là một thách thức lớn đối với nhóm bạn trẻ.
   Để có được sản phẩm máy sản xuất ống hút organic như ngày hôm nay, nhóm ECOTECH nhận được nhiều sự hỗ trợ, giúp đỡ của các thành viên sinh hoạt cùng lab. “Lab chúng em như một gia đình vậy. Anh em trong lab nhiệt tình hỗ trợ nhau như người thân” – một thành viên nhóm nói.

Cùng đó, thầy hướng dẫn - TS Nguyễn Ngọc Kiên cũng rất tâm huyết hỗ trợ đội thi, giải đáp tất cả những câu hỏi “hóc búa” của học trò. Thầy Kiên chính là người động viên, tiếp thêm năng lượng mỗi khi sinh viên trong nhóm thấy nản chí. Cả nhóm thường hay đùa nhau “Việc gì khó đã có thầy Kiên”.

Vừa bảo vệ môi trường, vừa bảo vệ sức khoẻ

Qua các vòng thi của cuộc thi Sáng tạo trẻ, nhóm hay nhận được câu hỏi về vấn đề an toàn vệ sinh. Câu trả lời rõ ràng, mạch lạc về quy trình sản xuất nghiêm ngặt của nhóm ECOTECH đã thuyết phục được các chuyên gia kỹ tính.

Ống hút sau khi được thông xong sẽ xuất hiện một phôi ống hút. Tuy nhiên, dù hình dạng đã giống với ống hút nhưng vẫn chưa đủ sạch để sử dụng.

Đầu tiên, các phôi ống hút sẽ được đưa vào hệ thống rửa, sau đó tiến hành quá trình sấy, sử dụng sấy nóng và sấy lạnh để đảm bảo khử khuẩn, tránh sự giãn nở do nhiệt độ. Bước tiếp theo, phôi ống hút sẽ đặt vào một tủ để giữ ẩm ở nhiệt độ phù hợp, giúp bảo quản lâu hơn.

Hiện các ống hút organic của nhóm ECOTECH có thể bảo quản được 6-8 tháng. Qua các vòng thi của cuộc thi Sáng tạo trẻ 2023, các chuyên gia đánh giá sản phẩm ống hút 100% hữu cơ của nhóm sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội làm từ cây sậy thân thiện với môi trường, không gây hại cho sức khỏe.

Trong tương lai, đội thi sẽ cố gắng phát triển công nghệ về xử lý ảnh để phân loại được các nguyên liệu đầu vào không đạt tiêu chuẩn. Hướng tới tự động hóa cung cấp nguyên liệu, nguyên công xử lý lõi của cây cỏ và nguyên công vệ sinh ống hút sau khi gia công. Qua đó, tự động hóa hoàn toàn quy trình sản xuất ống hút organic… với năng suất lớn.
 

Hiện máy chế tạo ống hút oragnic của nhóm sinh viên Đại học Bách khoa Hà Nội giúp nâng cao năng suất sản xuất với 2 đầu thông, mỗi đầu thông chỉ mất 5 giây để cho ra một sản phẩm; số lượng đầu thông có thể điều chỉnh linh hoạt. Nhóm sinh viên kỳ vọng có thể tự động hoá được toàn bộ quy trình sản xuất ống hút organic trong tương lai.