Альбіна КурбановаВалентин є членом Малої академії наук і вже 4 роки займається науково-дослідницькою діяльністю. Брав участь в олімпіаді в Тунісі, взяв золото під час олімпіади з екології в Кенії. На початку літа збирається презентувати свій винахід на конкурсі Genius Olympiad 2018 в США.
Якщо на етапі експериментів хлопець працював над науковістю роботи, то зараз проект перенісся в бізнесову площину. Валентин придумав безліч варіантів, як можна використовувати його розробку:
«Я вже думав навіть про виготовлення підставок для яєць, корпусів для ручок», — зауважує винахідник і додає: найближчим часом має намір виготовити одноразовий посуд: стаканчики, тарілки. — «Також це можуть бути серветки, туалетний папір. Але, як я зауважив на конкурсі стартапів, вигідніше виготовляти цей папір і продавати його компаніям у вигляді рулонів».
Ідея, що лежала під ногами
Готуючись до міжнародного етапу олімпіади з екології, Валентин якраз шукав нову інноваційну тему для дослідження на 11 клас. Але нічого з цього не виходило, допоки хлопець не натрапив на статтю німецького кіноактора Вуді Харрельсона. Той виготовляє папір із соломи. Український експериментатор хотів з іншими науковцями теж спробувати, але їм здалося, що це нецікаво:
— Ми з дідусем пішли в ліс. Сідаєш перепочити, торкаєшся цього опалого листя і — далі до мене приходить така думка: «Якщо папір виготовляють із соломи, деревини, то листя — також продукт такого рослинного типу. В ньому також є целюлоза. То чому не можна робити папір з листя?» Прийшов до своєї викладачки з хімії та біології, ми поставили експеримент.
Перший варіант одного листа був ламкий та темного кольору, пригадує винахідник. Проте побачили, що якщо вдосконалювати технологію, то все може вийти. Працюючи над розробкою, Валентин отримав, як каже, міцний аркуш паперу формату А4. Він добре тримається в руках, має приємний запах і витримує навантаження до 8 кг.
Як переробити листя на папір
В одному з перших відео-інтерв’ю винахідник демонстрував етапи технології отримання чистої целюлози. Тоді зразки паперу тільки отримали, і вони не були нічим проклеєні. Зараз є удосконалені зразки, на яких Валентин продемонстував журналісту Na chasi усі властивості органічного паперу, зробленого вручну та його відмінність від звичайного.
Міцність
Папір на целюлозно-паперових заводах отримують завдяки перевіреній технології. В цьому беруть участь машини. Зразок в руках у Валентина — ручної роботи. Видобуток целюлози, формування аркушу, проклеювання, нарізання — все відбувається вручну. Фізико-механічні показники при цьому відрізняються від традиційних. Але, за словами старшокласника, якщо виробити органічний папір на заводі, то він набуде таких саме властивостей, як і звичайний:
— У звичайному папері використовується синтетичні наповнювачі, які надають йому міцності. Наразі в моєму папері звичайний крохмаль і каолін. Якщо канцелярським ножем різати під кутом папір із супермаркету, він почне згинатися. Папір з листя жорсткіший, тому різати його простіше.
Під час експерименту обгортковий папір, який застосовується в супермаркетах, та папір з опалого листя піддавали механічному впливу. Вийшло, що прикладати більшу силу, аби порвати аркуш, довелося до екопаперу. «Якщо ми їх порівняємо, вони майже однакові за прозорістю, за шелестом. Але продавити пальцями складніше папір з листя», — говорить наприкінці досліду юнак.
Колір
Досягається шляхом відбілення різними реагентами. В традиційному виробництві використовують хлор. Валентин вибілює свій папір пероксидом водню. Як каже, це екологічно безпечніше — а результат подібний до звичайного. Але якщо зробити одноразове відбілювання, матимемо аркуш темного кольору. Тільки на третій раз він буде ідеально білий, додає винахідник.
Здатність всотувати вологу
Папір з листя має погану промокну здатність. Тому вода при наливанні залишається на поверхні. Аркуш вбирає в себе вологу, але при цьому «не розлізеться» — на відміну від звичайного паперу з деревини.
Хлопець пропонує застосовувати папір для виготовлення пакувальної продукції. Це — обгортковий папір, папір для екопакетів, екосумочок. А також горщиків для насіння рослин, які після руйнування листа одразу потрапляє в ґрунт:
— Я завжди хотів мати систему магазинів або екокрамниць, де більшу частину займає папір і вироби з нього. А взагалі це би дуже мило й екологічно безпечно виглядало, якщо би ними обгортали в брендових магазинах одяг, коробки.
Валентин Фречка, Старшокласник, винахідник
Попри те, що діапазон використання дуже широкий, на думку Валентина, вигідніше виготовляти цей папір і продавати компаніям у вигляді рулонів, з яких вони можуть отримати готову продукцію. Поки є готова технологічна схема, а як її застосовувати — старшокласник тільки обмізковує.
Три невирішених питання, над якими працює Фречка, — це:
- збирання сировини;
- умови зберігання сировини;
- цільовий ринок: куди і як продавати.
Сформований бізнес-план, приблизні цифри вартості виробництва та показники рентабельності дозволять рухатися далі. Інноватор хоче попросити одну з українських або закордонних целюлозно-паперових фабрик провести одноразове виробництво паперу. Це дасть змогу зібрати детальні показники: скільки потрібно сировини та реагентів — а також який вихід, та кількість побічних продуктів утворюється.
— Ідей безмежно багато. Але це все потребує фінансування та об’ємної роботи саме з обрахунком і моніторингом. Потрібно зрозуміти, наскільки це доцільно
Скільки сировини потрібно
За підрахунками хлопця, потрібна 1 т 681 кг листя, щоби виділити чисту целюлозу. З 1,681 т виходить 1 т целюлози. 1 т цієї сировини дає 20 тис аркушів паперу формату А4. 20 тис аркушів — це 40 упаковок по 50 аркушів, які зазвичай продаються в магазині
Сировини потрібно більше при виготовлені паперу з листя ніж з дерева, але тонна опалого листя в середньому збереже від вирубування 10 дерев.
Технологічні аспекти
За словами винахідника, традиційне виробництво паперу дуже довге. За його технологією усе відбувається в середньому 8 годин. 150 хвилин вариться листя і 10 хвилин його вибілюють. На виробництв це може бути ще швидше. Обладнання, яке при цьому використовується, майже ідентичне обладнанню для обробки деревини. Масштабна целюлозно-паперова промисловість — це люди на важкій техніці, які вирубують ліси, вантажать та довозять до фабрик. Хлопець пропонує спростити логістику так, щоби готові заводи з виготовлення паперу з опалого листя розташовувалися в зоні, де протягом року утворюється найбільша кількість такої сировини. «Збирання відбуватиметься за допомогою спеціальних машин, які схожі на газонокосарку. Вони підгортатимуть цю листяну масу і гранулюватимуть її. Таким чином ми отримаємо своєрідні тюки з листя», — розповідає Валентин.
Отриману сировину завозитимуть на целюлозно-паперовий завод. Зберігатиметься вона в ангарах або на відкритому просторі. За словами юнака, якщо вона зберігати в ангарах, то виробництво можна розтягнути на цілий рік, а протягом осені займатися заготівлею. На заводі сировина завантажується в сепарувальний бокс, щоб відділити листя від сміття: склянок, поліетиленових пакетів тощо. Але його не треба мити, сушити, дробити. Потім масу завантажують в автоплав та піддають варінню. Після цього отримують чисту целюлозу, яку збирають на вибілювання. З цієї вибіленої целюлози ми отримаємо папір:
— Виходить економічно вигідніше, як би ми не крутили. Це ж скорочений цикл
Про інвестиції
Поки що пропозицій з боку компаній та інвесторів не надходило, та й сам хлопець не займався пошуками. Як каже Валентин, щоби шукати інвесторів, потрібно мати хоча б елементарну модель, як виглядатиме реалізація проекту. Такої бізнес-моделі поки немає: вона буде тоді, коли юнак зробить детальні обрахунки всієї технології:
Потрібно розуміти для якого сегменту ринку ми виготовляємо таку продукцію, та як ми це робимо. Від цього залежатиме тривалість, ціна, якість і кількість сировини. Або ми витрачаємо зайві ресурси на те, щоби вибілювати папір до ідеального стану, нарізати і пакувати. Або ми його не вибілюємо, готуємо рулони і продаємо.
Валентин Фречка
Про подальші плани та освіту
— Якщо вдасться, виїду закордон. А якщо ні, буду навчатися в Україні, але після закінчення бакалаврату вступатиму на магістратуру за кордоном. Мене цікавлять біотехнології.
Є бажання поїхати вчитися в США, але приїхати в Україну, говорить Валентин. Свої наміри пояснює так: «Там міняти вже немає що. В Україні потрібно багато що міняти і свіжими мізками. Тут я — типовий громадянин з типовими поглядами і рішеннями проблем. Але коли ти повертаєшся із середовища, яке живе, міркує з іншою ментальністю, то звичайно підхід до вирішення проблем буде інакшим».
