Sáng chế hữu ích của học sinh Hà Nội

Hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu liên tục

Sả và hoa hồng được trồng nhiều ở Việt Nam, trong đó có Hà Nội. Một trong những mục đích là để lấy tinh dầu sử dụng trong các ngành công nghiệp hóa mỹ phẩm, dược phẩm…

Để tạo ra tinh dầu phải tiến hành quá trình chưng cất. Có nhiều phương pháp và thiết bị chưng cất khác nhau, nhưng đều có một điểm hạn chế, đó là quá trình chưng cất thường bị gián đoạn khi tiến hành nạp nguyên liệu. Qua khảo sát, nhóm 5 học sinh của các trường tại Hà Nội, gồm: Nguyễn Lê Châu (lớp 12A1, Trường Trung học phổ thông Cầu Giấy), Nguyễn Thị Ngân Giang (lớp 12G, Trường Trung học phổ thông Lômônôxốp), Đặng Chí Bằng (lớp 8A3, Trường Trung học cơ sở Lê Quý Đôn, quận Cầu Giấy), Lê Ánh Ngọc (lớp 10 Sinh, Trường Trung học phổ thông chuyên Hà Nội - Amsterdam) và Nguyễn Tuấn Phát (lớp 9A1, Trường Trung học cơ sở Cầu Giấy) đã nghiên cứu, tạo ra mô hình hệ thống thiết bị chưng cất liên tục theo hướng sản xuất công nghiệp, năng suất cao.

Theo em Lê Ánh Ngọc, cả nhóm nhận thấy phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước (kéo hơi nước) để chiết xuất tinh dầu sả, hoa hồng là phù hợp, hiệu quả và an toàn. Phương pháp này sử dụng nước bốc hơi và cuốn theo các thành phần chưa tới điểm sôi nhờ áp suất tổng tạo ra, sau đó trải qua quá trình ngưng tụ và phân tách sẽ thu được tinh dầu. Công nghệ này không đòi hỏi máy móc hiện đại, quy mô lớn, giá thành cao, mà dễ đưa vào quá trình sản xuất, tăng khả năng cung ứng cho thị trường. Sản phẩm thu được bảo đảm tính nguyên chất tự nhiên của sả và hoa hồng, rất thân thiện môi trường, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng và có sức cạnh tranh với các sản phẩm tinh dầu tổng hợp đang bán trên thị trường.

Trưởng nhóm Nguyễn Lê Châu cho biết, mô hình được lắp ráp cơ khí và vận hành theo nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu (sả, hoa hồng) được cắt nhỏ ở máy cắt nguyên liệu. Nguyên liệu này và nước sạch đưa qua phễu nạp nguyên liệu đi đến ống vít tải gia nhiệt đến nhiệt độ sôi (cũng là buồng chưng cất áp suất thấp do lắp bơm chân không). Hơi nước chứa tinh dầu được dẫn vào phễu và ống thu tinh dầu, qua hệ thống làm mát bởi sự chênh lệch áp suất và sự hỗ trợ của bơm chân không vòng nước. Hệ thống làm mát này có vỏ ngoài là nước lạnh chảy thông liên tục. Hơi nước nóng kèm theo tinh dầu gặp lạnh sẽ ngưng tụ tại bình ngưng. Tại đây, hơi nước chuyển thành chất lỏng có chứa nước và tinh dầu, do tinh dầu nhẹ hơn nước, nên sẽ nổi lên phía trên. Tinh dầu được tách ra khỏi nước và thu hồi qua van xả tinh dầu.

Còn em Đặng Chí Bằng chia sẻ: “Về công nghệ, quá trình chưng cất liên tục theo mô hình đề tài chúng em đề xuất cũng sẽ điều chỉnh thời gian chưng cất như mô hình không liên tục, bằng cách điều chỉnh vít tải nguyên liệu cho quay nhanh hay chậm với mục đích bảo đảm quá trình chưng cất tinh dầu được hiệu quả nhất”.

Mong muốn được áp dụng vào thực tế

Theo Giáo sư, Tiến sĩ Đặng Kim Chi, Viện Khoa học công nghệ và Môi trường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, mô hình hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu sả, hoa hồng liên tục này chưa có ở Việt Nam. Sản phẩm này rất sáng tạo, vì có thể điều chỉnh được kích thước nguyên liệu đưa vào hệ thống; tốc độ quay của vít tải và nhiệt độ chưng cất tùy theo các loại nguyên liệu. “Đặc biệt, hệ thống làm việc theo dây chuyền, khép kín, không sử dụng hóa chất, chỉ sử dụng hơi nước để chiết tách tinh dầu và không gây ô nhiễm môi trường”, Giáo sư, Tiến sĩ Đặng Kim Chi thông tin.

Trưởng nhóm Nguyễn Lê Châu chia sẻ, trong thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu để sản phẩm ngày càng hoàn thiện hơn và hy vọng trong tương lai có thể triển khai áp dụng vào thực tế sản xuất.

Mô hình hệ thống thiết bị chưng cất tinh dầu sả, hoa hồng liên tục đã đoạt giải Nhất cuộc thi sáng tạo của thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc lần thứ 17 (năm 2021). Phó Giám đốc Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội Nguyễn Anh Tuấn cho biết, đây là sản phẩm có ý tưởng mới, sáng tạo, thể hiện được trình độ kỹ thuật, khả năng tích hợp các giải pháp công nghệ để tạo ra sản phẩm hữu ích trong cuộc sống và bảo vệ môi trường. Hội đồng giám khảo cuộc thi cấp thành phố và cấp quốc gia đều đánh giá cao mô hình này.

Có thể thấy, sáng chế của các em học sinh Thủ đô đã thể hiện khả năng sáng tạo, vận dụng tri thức và công nghệ để tạo ra sản phẩm hướng đến phục vụ cộng đồng. Nếu thương mại hóa thành công, sáng chế hữu ích này sẽ góp phần nâng cao giá trị, hiệu quả sản xuất nông nghiệp, tạo thêm việc làm, cải thiện đời sống cho nông dân Hà Nội.