Opvask med overophedet damp mere effektiv, jordvenlig

Konventionelle opvaskemaskiner dræber ofte ikke alle de skadelige mikroorganismer, der er tilbage på tallerkener, skåle og bestik. De kræver også lange cyklustider, der bruger store mængder elektricitet, og sæben, der pumpes ind og ud, frigives til vandkilder og forurener miljøet.

Overophedede dampopvaskemaskiner kunne give en mere effektiv og miljøvenlig løsning. I Physics of Fluids , simulerede forskere fra det tekniske universitet i Dortmund og det tekniske universitet i München en sådan opvaskemaskine og fandt ud af, at den dræbte 99 % af bakterierne på en tallerken på kun 25 sekunder.

Modellen af ​​en idealiseret opvaskemaskine ligner en kasse med solide sidevægge, en topåbning og en dyse i bunden. En plade dækket med en varmebestandig bakteriestamme placeres direkte over dysen. Når pladen når en vis tærskeltemperatur i simuleringen, anses mikroorganismerne for inaktiverede.

"Damp kommer ud af dysen med en meget høj hastighed. Vi kan se stød, og det turbulente flow, der skabes, har hvirvler og hvirvler," sagde forfatteren Natalie Germann, fra det tekniske universitet i Dortmund. "Vi inkluderer også varmeoverførsel, som viser, hvordan varmen ændrer sig i simuleringsboksen og kondenseringen på de faste overflader."

Chokbølgerne, skabt af dampens høje hastighed, reflekteres på overflader i opvaskemaskinen. Mens holdet fokuserede på bakterier i dette arbejde, kunne stødene bruges til effektivt at fjerne madrester i fremtiden.

"Vores undersøgelse hjælper med at bestemme styrken af ​​stødene, positionen af ​​stødene og de hvirvler, der skabes inde i opvaskemaskinen," sagde forfatter Laila Abu-Farah, fra det tekniske universitet i München. "Disse ting er meget vigtige for at arrangere genstande eller genstande inde i opvaskemaskinen og placeringen og orienteringen af ​​dyserne."

Mens simuleringerne viser hurtig inaktivering af bakterierne, ville faktiske anvendelser af opvaskemaskinen omfatte mere end én tallerken og derfor kræve mere tid. Men forskerne mener, at det stadig ville være meget hurtigere og mere effektivt end konventionel teknologi.

Den overophedede dampopvaskemaskine ville i starten koste mere, men ville betale sig i det lange løb med besparelser på vand, elektricitet og rengøringsmiddel. Den ville være ideel til brug på restauranter, hoteller og hospitaler, som skal opfylde høje hygiejniske standarder.

"Vi bekræftede, at opvaskemaskinen med overophedet damp er lovende," sagde Germann. "Dette er det første arbejde, der kombinerer væskedynamik og varmeoverførsel med faseændring og bakteriel inaktivering. Det lægger således grundlaget for fremtidig beregningsforskning og yderligere teknisk arbejde."

Artiklen "Simuleringer af termiske faseændringer og bakteriel inaktivering i en superheated steam dishwasher" er forfattet af Laila Abu-Farah og Natalie Germann. Artiklen vil blive vist i Physics of Fluids den 30. august 2022. + Udforsk yderligere

Komponenter til opvaskemaskine lavet af genbrugsplast