Часто звичайні посудомийні машини не знищують усі шкідливі мікроорганізми, що залишилися на тарілках, мисках і столових приборах. Вони також потребують тривалого циклу, який споживає велику кількість електроенергії. Крім того, мило, яке закачується та виливається у джерела води, забруднюючи навколишнє середовище.
Більш ефективним, екологічно чистим рішенням можуть бути посудомийні машини з перегрітою парою. У дослідженні, опублікованому у Physics of Fluids видавництвом AIP Publishing, дослідники з Технічного університету Дортмунда та Мюнхенського технічного університету змоделювали таку посудомийну машину. Вони виявили, що він знищує 99% бактерій на тарілці всього за 25 секунд.
Модель ідеалізованої посудомийної машини представлена коробом з суцільними бічними стінками, верхнім отвором і насадкою внизу. Безпосередньо над насадкою розміщується пластина, яка покрита термостійким штамом бактерій. Як тільки пластина досягає певної порогової температури в симуляції, мікроорганізми можна вважати інактивованими.
«Пара виходить із сопла з дуже високою швидкістю. Ми бачимо поштовхи, і турбулентний потік, який створюється, має вихори та завихрення», – сказала автор Наталі Германн з Технічного університету Дортмунда. «Ми також включаємо передачу тепла, яка показує, як змінюється тепло в коробці моделювання та конденсація на твердих поверхнях».
Ударні хвилі, створені високою швидкістю пари, відбиваються на поверхнях посудомийної машини. У роботі команда зосередилася на бактеріях. Однак удари можуть бути використані для ефективного видалення залишків їжі в майбутньому.
«Наше дослідження допомагає визначити силу поштовхів, положення поштовхів і завихрення, які створюються всередині посудомийної машини», — сказала автор Лайла Абу-Фара з Мюнхенського технічного університету. «Ці речі дуже важливі для розташування предметів усередині посудомийної машини, а також для розташування та орієнтації насадок».
У той час як симуляції показують швидку інактивацію бактерій, фактичне використання посудомийної машини включатиме більше однієї тарілки і, отже, потребуватиме більше часу. Проте вчені вважають, що це все одно буде набагато швидше та ефективніше, ніж звичайна технологія.
Хоча посудомийна машина з перегрітою парою спочатку коштуватиме дорожче, у довгостроковій перспективі вона окупиться за рахунок економії води, електроенергії та миючого засобу. Це було б ідеально для використання в місцях, які повинні відповідати високим гігієнічним стандартам, включаючи ресторани, готелі та лікарні.
«Ми підтвердили, що застосування в посудомийній машині з використанням перегрітої пари є перспективним», — сказав Германн. «Це перша робота, яка поєднує динаміку рідини та теплообмін зі зміною фази та інактивацією бактерій. Таким чином, це закладає основу для майбутніх обчислювальних досліджень і подальшої технічної роботи».
