“Máy chẻ hạt mắc ca tự động” là dự án khoa học kỹ thuật lĩnh vực cơ khí mà học sinh Cù Quốc Sơn (lớp 10A1), Nguyễn Quỳnh Chi (lớp 12C4) cùng giáo viên hướng dẫn Nguyễn Thùy Dương dành nhiều thời gian và tâm huyết. Xuất phát từ trải nghiệm của bản thân khi gia đình trồng cây mắc ca đã cho quả và gặp khó khăn khi tách hạt mắc ca, em Sơn nảy ra ý tưởng, phối hợp cùng Quỳnh Chi, trình bày suy nghĩ với thầy cô và nhận được sự đồng hành của cô Dương để phát triển thành dự án khoa học kỹ thuật.
Được biết mắc ca là loại cây có giá trị kinh tế cao, thị trường rộng, hạt mắc ca được gọi là “nữ hoàng của các loại hạt” bởi dinh dưỡng dồi dào, có lợi cho sức khỏe. Cây mắc ca đang phát triển mạnh trên địa bàn tỉnh, tập trung ở huyện Tuần Giáo, Mường Ảng, TP. Điện Biên Phủ. Trong đó Tuần Giáo với sự đầu tư, định hướng rõ ràng và cam kết đầu ra đảm bảo đã vươn lên trở thành “thủ phủ” mắc ca có diện tích lớn nhất cả nước.
Bắt tay vào khởi động dự án, em Nguyễn Quỳnh Chi cho biết: “Chúng em đã đi khảo sát và tìm hiểu, nhận thấy việc chế biến hạt mắc ca, đặc biệt là xẻ rãnh hạt ở các hộ dân được thực hiện từng hạt một, bằng máy thủ công nên năng suất lao động thấp, sản phẩm không đều. Một số nơi sử dụng sản phẩm máy cưa hạt xuất xứ Trung Quốc, tốc độ nhanh, tạo ra sản phẩm hàng loạt, nhưng không phù hợp với kết cấu, kích thước tự nhiên của hạt mắc ca, nên nhiều sản phẩm lỗi, không tách được hoàn toàn hoặc vỡ hạt. Giá thành máy lại rất cao (khoảng 120 triệu đồng), không phù hợp với nhu cầu sử dụng gia đình hoặc hộ kinh doanh nhỏ”.
Em Cù Quốc Sơn tiếp lời: “Vì vậy, chúng em hướng tới phát triển một loại máy chẻ hạt mắc ca tự động, kết hợp giữa công nghệ hiện đại và nguyên tắc thủ công, giúp nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất hạt mắc ca tại Điện Biên. Sản phẩm giảm chi phí nhân công, phù hợp với nhu cầu và đặc thù của tỉnh miền núi, nơi còn thiếu nguồn nhân lực có tay nghề cao”.
Vận dụng kiến thức về cảm biến của môn Vật lý, các em thiết kế máy với nguyên lý hoạt động: Hạt mắc ca được ấp vào phễu; đĩa xoay cấp hạt vào vị trí dao chẻ; step dẫn động lực qua bánh đà tạo mô men chẻ, tạo đà chẻ hạt; step dẫn động nâng dao chẻ; đĩa xoay đưa hạt đã chẻ về vị trí chứa thành phẩm. Sản phẩm sử dụng hiệu quả nhờ các lưỡi chẻ được bố trí theo dây chuyền liên tục, giúp quá trình chẻ hạt diễn ra nhanh chóng. Người sử dụng có thể điều chỉnh lực chẻ phù hợp với độ cứng của vỏ hạt, đảm bảo không làm hư hại đến nhân hạt. Lưỡi chẻ có thể thay thế dễ dàng mà không cần phải tháo rời quá nhiều bộ phận của máy, giúp tiết kiệm thời gian bảo trì. Máy được thiết kế dễ sử dụng, không yêu cầu kỹ năng cao để vận hành. Một giờ đồng hồ máy chẻ được 8 - 10kg quả mắc ca.
Để cho ra sản phẩm máy chẻ hạt mắc ca tự động, nhóm dự án đã nghiên cứu, hoàn thiện suốt gần 5 tháng, trải qua nhiều khó khăn, nhiều lần sản phẩm lỗi, sửa đi sửa lại. Em Quỳnh Chi kể: “Sản phẩm đầu tiên của chúng em chưa chẻ được vỏ hạt mắc ca do lưỡi chẻ chưa đạt được độ cứng và độ bền. Lần 2 khắc phục được nhược điểm trước đó, nhưng bàn xoay không vào đúng quỹ đạo nên chẻ không chính xác. Lần 3 chúng em đã thêm phần cảm biến để bàn xoay không bị chệch, nhưng mặt lưỡi dao liền nhau nên cắt không đúng vị trí mong muốn trên hạt. Chúng em lại tiếp tục cải tiến lưỡi dao, hoạt động của máy thêm nhiều lần mới cho ra sản phẩm cơ bản đáp ứng kỳ vọng. Xác định từ đầu đây là sản phẩm khó, phức tạp nhưng gặp nhiều khó khăn như vậy đôi lúc chúng em cũng nản chí, nhất là khi gần tới cuộc thi khoa học kỹ thuật cấp tỉnh, trước hơn 1 tuần phát hiện lỗi phải cấp tốc sửa. Tuy nhiên nhờ sự hỗ trợ, đồng hành, động viên của cô hướng dẫn, các thầy cô nhà trường và gia đình nên chúng em nhanh chóng lấy lại tinh thần, cố gắng tạo ra sản phẩm tốt nhất có thể”.
Nhờ tinh thần ấy, máy chẻ hạt mắc ca tự động đã hoàn thiện với chi phí sản xuất bằng 1/6 so với máy nước ngoài. Nhóm dự án đã tiến hành thử nghiệm máy chẻ hạt mắc ca tại các cơ sở sản xuất trên địa bàn tỉnh. Kết quả cho thấy máy hoạt động ổn định với tỷ lệ tách vỏ thành công trên 80%, giảm tối thiểu lượng hạt bị vỡ.
Dự án “Máy chẻ hạt mắc ca tự động” đã đoạt giải Nhất cuộc thi khoa học kỹ thuật tỉnh năm học 2024 - 2025. Sau đó tham gia và đoạt giải cuộc thi nghiên cứu khoa học kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh THCS và THPT năm học 2024 - 2025; là trải nghiệm bổ ích, bồi đắp thêm nhiều kiến thức, kỹ năng cho cả cô và trò. Cô Nguyễn Thùy Dương, giáo viên hướng dẫn dự án chia sẻ: “Tôi sẽ cùng các em tiếp tục cải tiến máy để nâng cao hiệu suất và chất lượng hoạt động, đưa máy vào thực tế sản xuất. Dự định có thể ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI vào cải thiện, vận hành máy hiệu quả hơn”.
Đã được khẳng định giá trị, tiềm năng qua 2 cuộc thi cấp tỉnh và quốc gia, dự án “Máy chẻ hạt mắc ca tự động” của cô và trò Trường THPT TP. Điện Biên Phủ cần được quan tâm hỗ trợ, kết nối, tiếp tục hoàn thiện để phát huy giá trị, ứng dụng cho nền nông nghiệp tỉnh nhà.