Để tạo ra những sản phẩm chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường, cần có giải pháp kỹ thuật và công nghệ giúp cho việc sản xuất được nhanh chóng, độ chính xác cao và đặc biệt là an toàn.

Trước những lo ngại về tác hại của rác thải nhựa đến môi trường và sức khỏe con người, nhóm sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng nhận thấy, việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm thân thiện với môi trường nhằm thay thế dần các vật dụng bằng nhựa là một nhiệm vụ cấp thiết. Từ đó, với kiến thức được học trên ghế nhà trường cùng những tìm tòi, sáng tạo, dưới sự hướng dẫn tận tình của Tiến sỹ Bùi Hệ Thống, đã nghiên cứu và chế tạo thành công Máy ép chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường.

Nhóm sinh viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng báo cáo đề tài “Sản phẩm Máy ép chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường” tại chung kết cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học thành phố Đà Nẵng 2024.

Đây cũng là một trong những đề tài tiêu biểu trong hoạt động nghiên cứu khoa học và đổi mới sáng tạo khởi nghiệp trong sinh viên được nhà trường quan tâm, chú trọng phát triển, giúp lan tỏa tinh thần đổi mới sáng tạo và khởi nghiệp trẻ trong sinh viên.

Tạo ra giá trị cho cộng đồng từ những chiếc lá bỏ đi

Thay vì sử dụng các sản phẩm từ nhựa dùng một lần, khó phân hủy, gây ô nhiễm đất, nước, không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe; một giải pháp thay thế vừa an toàn, tiện dụng, đặc biệt không gây hại đến môi trường, chính là việc “biến” các loại lá cây như lá chuối, lá bàng, lá sen, bẹ cây cau, bẹ dừa,… thành những vật dụng thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày. Chính nguồn tài nguyên sẵn có trong tự nhiên với khả năng phân hủy sinh học nhanh, có thể được khai thác một cách bền vững mà không ảnh hưởng đến môi trường.

Tuy nhiên, sản phẩm làm từ loại nguyên liệu này vẫn chưa được phát triển một cách rộng rãi và nổi bật, mặc dù nhu cầu sử dụng các sản phẩm thân thiện với môi trường là rất lớn, đặc biệt trong các trung tâm ẩm thực, nhà hàng, quán ăn. Tại đây, phần lớn các vật dụng như chén, đĩa, hộp đựng thực phẩm vẫn chủ yếu được làm từ nhựa, polymer, vốn là chất liệu khó phân hủy và gây ảnh hưởng tiêu cực đến môi trường.

Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có từ nông nghiệp, việc nghiên cứu và thiết kế Máy ép chén, đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường không chỉ cung cấp giải pháp công nghệ mà còn thúc đẩy lối sống xanh trong cộng đồng, giúp giải quyết vấn đề tiêu thụ sản phẩm xanh, góp phần phát triển kinh tế bền vững.

Từ đó, nhóm sinh viên gồm: Lê Văn Tuấn, Đặng Hữu Tài, Mai Xuân Sơn, Phan Tấn Sang, Hồ Văn Lý, thuộc Khoa Cơ khí trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng, dưới sự hướng dẫn của Tiến sỹ Bùi Hệ Thống đã nghiên cứu, chế tạo thành công Máy ép chén đĩa từ vật liệu tự nhiên như mo cau, mo dừa và một số loại lá cây.

Kết quả nghiên cứu bước đầu cho thấy, sản phẩm chén, đĩa từ mo cau, mo dừa, bẹ chuối, lá bàng, lá sen vừa mang tính thẩm mỹ, lại rất an toàn, cứng cáp, chống nước, có thể sử dụng nhiều lần và phù hợp để sử dụng trong đời sống sinh hoạt, công nghiệp thực phẩm, có thể thay thế cho đồ nhựa dùng một lần.

Đây cũng là đề tài đạt giải nhất cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học cấp Trường và lọt vào vòng chung kết cuộc thi Sinh viên nghiên cứu khoa học cấp thành phố Đà Nẵng năm 2024.

Sản phẩm đĩa làm từ mo cau, lá chuối, lá sen được tạo ra từ máy ép do sinh viên nghiên cứu, chế tạo.

“Hiện nay, việc sử dụng đồ dùng bằng xốp và nhựa đang thải ra môi trường hằng ngày rất lớn; để tiêu hủy các loại vật liệu này cần thời gian dài. Là những người con sinh ra từ vùng quê, nhận thấy, các phế phẩm nông nghiệp dư thừa như bẹ cây cau, bẹ măng, các loại lá cây rất nhiều. Từ đấy, chúng em đã ấp ủ ý tưởng biến loại vật liệu từ tự nhiên đó thành các sản phẩm tiêu dùng không thể thiếu trong đời sống sinh hoạt như chén, đĩa, ly,…vừa giúp mang lại lợi ích kinh tế cho người dân, vừa góp phần không nhỏ bảo vệ môi trường. Do đó, nhóm chúng em đã lên ý tưởng và thiết kế, chế tạo Máy ép chén đĩa từ vật liệu thân thiên với môi trường”, sinh viên Lê Văn Tuấn (Khoa Cơ khí trường Đại học Sư phạm Kỷ thuật – Đại học Đà Nẵng) chia sẻ.

Giải pháp công nghệ lan tỏa lối sống xanh, tiêu dùng bền vững

Việc sử dụng nguyên liệu từ thiên nhiên để sản xuất các vật dụng thay thế cho sản phẩm nhựa không chỉ giúp giảm lượng rác thải khó phân hủy mà còn phù hợp với xu hướng tiêu dùng xanh hiện nay.

Sinh viên Lê Văn Tuấn chia sẻ, việc chế tạo Máy ép chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường, nhóm hi vọng có thể đưa ra các giải pháp công nghệ giúp sản xuất ra những sản phẩm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng bền vững, đồng thời khai thác hiệu quả nguồn nguyên liệu tự nhiên từ ngành nông lâm nghiệp của địa phương.

Để nghiên cứu, chế tạo máy, nhóm đã tổng hợp các ý kiến, ý tưởng thu thập được, chọn ra phương án phù hợp và tối ưu nhất. Từ đó, tính toán thiết kế và mô hình hoá 2 chiều (2D) và 3 chiều (3D) để tiến hành mô phỏng số kết cấu cơ khí, truyền nhiệt trong khuôn dập để đánh giá kết quả thiết kế nhằm tối ưu hoá kết cấu máy và tiến hành chế tạo máy phù hợp.

“Nhóm dựa trên cơ sở sản phẩm đã có trên thị trường để lựa chọn sao cho phù hợp với ý tưởng thiết kế, đề xuất các thông số của sản phẩm được chế tạo để tính toán thiết kế máy, tính toán thiết kế và chế tạo khuôn cũng như các hệ thống sinh lực, điều khiển điện – thuỷ lực liên quan”, sinh viên Lê Văn Tuấn cho nói.

Sản phẩm Máy ép chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường.

Chia sẻ về nguyên lí hoạt động của máy, Tuấn cho biết: Sau khi mở máy, hệ thống gia nhiệt bắt đầu hoạt động, bộ điều khiển nhiệt sẽ tăng nhiệt độ từ nhiệt độ môi trường đến nhiệt độ mà ta mong muốn trong bộ khuôn ép, khoảng từ 120-180 độ C trong thời gian từ 60-90 giây. Sau đó, hệ thống làm sạch vật liệu bằng khí từ bình áp suất qua van 5/2 đến đầu phun, tạo một luồng khí có áp suất cao để đẩy bụi bẩn trên bề mặt phôi ra ngoài.

Tiếp đến là quá trình dập định hình sản phẩm, mạch điều khiển dập hoạt động cấp nguồn cho máy thủy lực, piston, đồng thời tạo lực ép và cắt, kết hợp với nhiệt độ định hình cho sản phẩm. Cuối cùng, là bước vệ sinh sản phẩm bằng cách khử tia cực tím UV, sử dụng hệ thống vệ sinh sản phẩm bằng tia UV chứa thành phần tia Ozone, có tính oxi hóa mạnh giúp kháng khuẩn mạnh mẽ và tiêu diệt gần 99,9% các loại vi khuẩn có hại nhờ vào khả năng oxi hóa.

Hệ thống làm sạch sản phẩm trước khi khử khuẩn và Hệ thống khử khuẩn bằng tia cực tím UV.

Trong quá trình hoạt động, nếu xảy ra sự cố thì nhấn nút dừng khẩn cấp để ngắt nguồn và các bộ phận sẽ dừng hoạt động.

Trực tiếp hướng dẫn sinh viên nghiên cứu và thực hiện đề tài, Tiến sỹ Bùi Hệ Thống cho biết: Máy chế tạo có khả năng áp dụng tại các khu nhà vườn ươm, các hộ nông dân sản xuất, các hợp tác xã nông nghiệp; Doanh nghiệp vừa và nhỏ sử dụng để sản xuất các sản phẩm thay thế cho sản phẩm nhựa dùng một lần.

“Thầy và trò đều mong muốn và hi vọng Máy ép chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường sẽ được cải tiến và nâng công suất trong thời gian đến. Nếu được sự hỗ trợ về kinh phí để có thể phát triển và nghiên cứu sâu về nhiệt độ gia nhiệt, thời gian, đánh giá mức độ của từng loại vật liệu. Đồng thời, các sản phẩm chén đĩa từ vật liệu thân thiện với môi trường sẽ được sản xuất đồng loạt, đảm bảo chất lượng, an toàn và được sử dụng rộng rãi trong đời sống, thay thế cho sản phẩm nhựa dùng một lần”, TS. Bùi Hệ Thống bày tỏ.

Hệ thống điều khiển máy gồm có: Hệ thống sinh lực và điều khiển thuỷ lực; Hệ thống gia nhiệt – sử dụng thanh điện trở nhiệt; Hệ thống làm sạch bằng khí nén và khử khuẩn bằng tia cực tím (UV).

Theo sinh viên Đặng Hữu Tài, quá trình thiết kế và chế tạo máy, các chi tiết đòi hỏi độ chính xác cao; tuy có một số khó khăn và hạn chế về cơ sở vật chất, nhưng nhóm đã nhận được sự quan tâm hỗ trợ từ phía nhà trường và các giảng viên giàu kinh nghiệm của Khoa Cơ khí, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của TS. Bùi Hệ Thống.

“Thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục cải tiến và nghiên cứu quá trình ép để cho ra sản phẩm trong thời gian nhanh hơn và sẽ đa dạng hóa mẫu mã khuôn ép nhằm tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng hơn như ly nước, ống hút,…từ nhiều loại vật liệu tự nhiên khác. Đồng thời, cải tiến hệ thống khử khuẩn làm sạch tốt nhất để mang đến sản phẩm an toàn cho người dùng”, Đặng Hữu Tài nói.

Những chiếc đĩa từ lá cây có tính năng chống thấm nước, chống ẩm mốc, khử khuẩn và có độ bền cao.

Nếu như trước đây, người Việt thường dùng các loại lá để gói thức ăn, thì hiện nay, khi sản phẩm nhựa, túi nilon được bán đầy rẫy trên thị trường, con người dần quên mất rằng, môi trường đang dần bị đe dọa bởi việc thường xuyên sử dụng và thải ra môi trường các sản phẩm nilon, đồ nhựa.

Một chiếc túi nilon phải mất từ vài năm, thậm chí lên đến hàng trăm năm mới có thể phân hủy trong môi trường tự nhiên, còn lá cây chỉ mất từ 2 tuần đến 2 tháng để tự phân hủy. Lựa chọn sử dụng những sản phẩm từ tự nhiên là đang lựa chọn sống xanh, tiêu dùng bền vững.

Do đó, những ý tưởng sáng tạo, những nghiên cứu thiết thực hướng đến tự nhiên rất cần được khuyến khích, ủng hộ và nhân rộng hơn nữa không chỉ trong môi trường học đường mà trong cả cộng đồng. Đây cũng chính là giải pháp bền vững góp phần bảo vệ môi trường và sức khỏe con người.