Conventionele vaatwassers doden vaak niet alle schadelijke micro-organismen die op borden, schalen en bestek achterblijven. Ze vereisen ook lange cyclustijden die grote hoeveelheden elektriciteit verbruiken, en de zeep die in en uit wordt gepompt, komt vrij in waterbronnen, wat het milieu vervuilt.

Oververhitte stoomvaatwassers zouden een effectievere, milieuvriendelijkere oplossing kunnen bieden. In Fysica van vloeistoffen , hebben onderzoekers van de Technische Universiteit van Dortmund en de Technische Universiteit van München een dergelijke vaatwasser gesimuleerd en ontdekten dat 99% van de bacteriën op een bord in slechts 25 seconden werd gedood.

Het model van een geïdealiseerde vaatwasser ziet eruit als een doos met stevige zijwanden, een opening aan de bovenkant en een mondstuk aan de onderkant. Een plaat bedekt met een hittebestendige bacteriestam wordt direct boven het mondstuk geplaatst. Zodra de plaat een bepaalde drempeltemperatuur in de simulatie bereikt, worden de micro-organismen als geïnactiveerd beschouwd.

"Stoom komt met een zeer hoge snelheid uit het mondstuk. We kunnen schokken zien en de turbulente stroming die ontstaat heeft wervelingen en wervelingen", zegt auteur Natalie Germann van de Technische Universiteit van Dortmund. "We nemen ook warmteoverdracht mee, die laat zien hoe de warmte verandert in de simulatiebox en de condensatie op de vaste oppervlakken."

De schokgolven, gecreëerd door de hoge snelheid van de stoom, worden weerkaatst op oppervlakken in de vaatwasser. Terwijl het team zich bij dit werk op bacteriën concentreerde, zouden de schokken in de toekomst kunnen worden gebruikt om voedselresten effectief te verwijderen.

"Onze studie helpt bij het bepalen van de sterkte van de schokken, de positie van de schokken en de wervelingen die in de vaatwasser worden gecreëerd", zegt auteur Laila Abu-Farah van de Technische Universiteit van München. "Deze dingen zijn erg belangrijk voor het rangschikken van de items of objecten in de vaatwasser en de plaatsing en oriëntatie van de sproeiers."

Hoewel de simulaties een snelle inactivatie van de bacteriën laten zien, zouden de werkelijke toepassingen van de vaatwasser meer dan één plaat omvatten en daarom meer tijd vergen. De onderzoekers denken echter dat het nog steeds veel sneller en effectiever zou zijn dan conventionele technologie.

De oververhitte stoomvaatwasser zou aanvankelijk meer kosten, maar zou op de lange termijn zijn vruchten afwerpen door te besparen op water, elektriciteit en wasmiddel. Het zou ideaal zijn voor gebruik in restaurants, hotels en ziekenhuizen, die aan hoge hygiënische normen moeten voldoen.

"We hebben bevestigd dat de toepassing van vaatwassers met oververhitte stoom veelbelovend is", zegt Germann. "Dit is het eerste werk dat vloeistofdynamica en warmteoverdracht combineert met faseverandering en bacteriële inactivatie. Het legt daarmee de basis voor toekomstig computeronderzoek en verder technisch werk."

Het artikel "Simulaties van thermische faseveranderingen en bacteriële inactivatie in een oververhitte stoomafwasmachine" is geschreven door Laila Abu-Farah en Natalie Germann. Het artikel zal verschijnen inPhysics of Fluids op 30 augustus 2022. + Verder verkennen

Onderdelen van de vaatwasser gemaakt van gerecycled plastic