通常情況下，傳統的洗碗機並不能殺死留在盤子、碗和餐具上的所有有害微生物。它們還需要很長的循環時間，耗費大量的電力。此外，泵入和泵出的洗滌劑被釋放到水源中，污染了環境。一個更有效、更環保的解決方案可以由高溫蒸汽洗碗機提供。
在2022年8月30日AIP出版社出版的《流體物理學》上發表的一項研究中，來自多特蒙德工業大學和慕尼黑工業大學的研究人員模擬了這樣一台洗碗機。他們發現，它在短短25秒內就能殺死盤子里99%的細菌。
一個理想化的洗碗機模型由一個具有堅實側壁、頂部開口和底部噴嘴的盒子表示。一個覆蓋著耐熱菌種的盤子被放在噴嘴的正上方。一旦板子在模擬中達到一定的閾值溫度，就可以認為微生物被滅活了。
“蒸汽以非常高的速度從噴嘴出來。我們可以看到衝擊，產生的湍流有渦流和漩渦，”研究作者、多特蒙德工業大學的Natalie Germann說。“我們還包括熱傳遞，它顯示了模擬箱中的熱量變化和固體表面的凝結情況。”
由蒸汽的高速產生的衝擊波在洗碗機的表面上被反射。在這項工作中，該團隊專註於細菌。然而，衝擊波在未來可以被用來有效地清除食物殘渣。
“我們的研究有助於確定衝擊的強度、衝擊的位置以及在洗碗機內產生的渦流，”研究作者、慕尼黑工業大學的Laila Abu-Farah說。“這些東西對於安排洗碗機內的物品或物體以及噴嘴的位置和方向非常重要。”
雖然模擬顯示了細菌的快速滅活，但洗碗機的實際應用將包括一個以上的盤子，因此需要更多時間。然而，科學家們認為它仍然會比傳統技術更快、更有效。
儘管高溫蒸汽洗碗機最初會花費更多，但從長遠來看，它將會在水、電和洗滌劑方面得到節省。它非常適合用於必須滿足高衛生標準的場所，包括餐館、酒店和醫院。
“我們確認，使用高溫蒸汽的洗碗機應用很有前景，”Germann說。“這是第一項將流體動力學和熱傳遞與相變和細菌滅活相結合的工作。因此，它為未來的計算研究和進一步的技術工作打下了基礎。”