节约用水的1000论文
来源:科技日报
传统的洗碗机通常不能消灭盘子、碗和餐具上残留的有害微生物，或需要多次循环，消耗大量电力，而且洗碗的清洁剂释放到水中还会污染环境。过热蒸汽洗碗机可以提供一种更有效、更环保的解决方案。在发表于最新一期《流体物理学》杂志的一篇论文中，来自德国多特蒙德工业大学和慕尼黑工业大学的研究人员模拟了一台洗碗机，可在25秒内杀死盘子上99%的细菌。
过热蒸汽是通过加热从沸水中获得的饱和蒸汽而产生的极高温度的蒸汽。在研究中，该团队模拟了过热蒸汽洗碗机中高温蒸汽射流的流动模式和形状。
研究人员表示，理想化的洗碗机模型看起来就像一个盒子，有实心的侧壁，顶部开口，底部有喷嘴。将一块涂有耐热细菌菌株的平板放置在喷嘴的正上方。在模拟中，一旦平板达到一定的阈值温度，微生物就被认为是灭活的。
论文作者之一、多特蒙德工业大学的娜塔莉·格尔曼介绍说，蒸汽以非常高的速度从喷嘴出来，随着蒸汽在洗碗机中膨胀，在喷嘴出口附近、盘子周边和洗碗机侧壁上会产生冲击波和涡流。这些波浪和漩涡允许与过热蒸汽长时间相互作用，释放潜热并提高温度，促进细菌灭活。
研究人员表示，计算机模拟显示，清洗一个盘子只需25秒。不过，在实际运用中将包括不止一个盘子，因此需要一个同时清洗多个盘子的系统以节约时间。但它仍然会比传统洗碗机更快、更高效。
研究人员称，他们提出的过热蒸汽洗碗机最初的成本更高，但从长远来看，它会节省水、电和洗涤剂的成本，非常适合必须满足高卫生标准的餐厅、酒店和医院。
虽然该团队在这项研究中专注于消灭细菌，但这种蒸汽机也可用于灭活其他微生物，清除食物残渣。
格尔曼说，这项研究将流体力学和传热学与相变和细菌灭活相结合，为未来的计算研究和进一步的技术工作奠定了基础。
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