張 樸

（珠海格力電器股份有限公司 珠海 519070）

引言

近幾年洗碗機(jī)品類保持了較好的增長(zhǎng)勢(shì)頭，洗碗機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入快速發(fā)展通道。原因主要?dú)w咎于以下兩個(gè)方面的結(jié)合，從用戶需求方面：隨著消費(fèi)者的收入水平的提高，消費(fèi)者開始主動(dòng)追求生活的高品質(zhì)，對(duì)能夠解決生活中很多麻煩的洗碗機(jī)有了更主動(dòng)的渴望；從技術(shù)方面：洗碗機(jī)制造廠家開始研究中國(guó)消費(fèi)者，挖掘中國(guó)用戶的潛在的特色需求，根據(jù)這些需求采用自主創(chuàng)新的方式為中國(guó)消費(fèi)者定制產(chǎn)品，設(shè)計(jì)適合中國(guó)家庭使用的高性能洗碗機(jī)。洗碗機(jī)技術(shù)升級(jí)方向堪稱多元化，已確立重油污清洗、快速洗、烘干等主要技術(shù)升級(jí)方向［1］。

洗滌性能也稱潔凈性能是指洗碗機(jī)對(duì)臟污餐具的清洗能力。洗滌性能是洗碗機(jī)性能指標(biāo)中的核心指標(biāo)，亦是洗碗機(jī)產(chǎn)品存在的基礎(chǔ)。洗碗機(jī)洗滌性能直接影響著消費(fèi)者的購買行為以及購買洗碗機(jī)后的使用體驗(yàn)效果。

1 噴淋式洗碗機(jī)洗滌原理分析

洗碗機(jī)按洗滌原理分為噴淋式、超聲波式、渦流式，目前主流洗碗機(jī)均采用噴淋式，噴淋式洗碗機(jī)通過高溫高壓水流對(duì)餐具表面進(jìn)行360°機(jī)械沖刷，同時(shí)利用洗滌劑(洗碗粉、洗碗液、洗碗塊）對(duì)餐具表面油污和殘?jiān)姆纸?，加之熱水?duì)食物殘?jiān)慕菖旎沟糜臀酆蜌堅(jiān)杆俜纸馀c脫落，并達(dá)到清潔與除菌的雙重效果。

1）水流機(jī)械作用。水流在洗滌泵的驅(qū)動(dòng)下加速增壓，高壓高速水流呈噴射狀態(tài)對(duì)餐具表面直接進(jìn)行沖刷。同時(shí)高壓高速水流噴射至餐具及內(nèi)膽后的反射對(duì)餐具表面的沖刷也起到一定的輔助清洗作用。

2）化學(xué)作用。首先進(jìn)入洗碗機(jī)的自來水通過含有離子交換樹脂的軟水器，鈣、鎂離子與樹脂發(fā)生置換反應(yīng)改善水質(zhì)，為皂化反應(yīng)提供條件，使洗滌劑充分發(fā)揮作用，另外還可以降低水的硬度防止水垢的產(chǎn)生，延長(zhǎng)洗碗機(jī)的使用壽命。此外在洗碗機(jī)洗滌過程中加入洗滌劑與餐具中油脂進(jìn)行堿性皂化反應(yīng)，使油污容易脫離餐具，增加清洗效果。

3）熱能作用。高溫度的熱水，水分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，從而水分子擴(kuò)散速度加快，使殘?jiān)蓜?dòng)，容易清洗。另外一般用餐后的碗都存在油污，在常溫下呈固態(tài)，因熱水的溫度比固態(tài)油的熔點(diǎn)要高，會(huì)使其熔化方便清洗。

研究表明在去污過程中水流機(jī)械能的清洗作用占全部清洗作用的 58 %，而化學(xué)清洗劑的作用占15 %［2］，熱能作用及其他占27 %。影響洗凈最主要的因素為水流機(jī)械作用，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)關(guān)注與其相關(guān)的設(shè)計(jì)因素。

2 洗碗機(jī)洗滌性能的評(píng)價(jià)方法

洗滌性能的評(píng)價(jià)方法可參考國(guó)標(biāo)GB/T 20290-2016的要求，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)洗滌性能的一般要求和目的、負(fù)載、污染物、污染物的制備和使用、裝載和運(yùn)行及評(píng)估等進(jìn)行了詳細(xì)描述及規(guī)定，表1為洗滌性能的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。采用標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)是能較全面的評(píng)價(jià)洗碗機(jī)的洗滌性能，缺點(diǎn)是結(jié)果會(huì)受測(cè)試評(píng)價(jià)人員主觀因素影響、并且測(cè)試周期較長(zhǎng)、污染物制備相對(duì)復(fù)雜并需要使用專門設(shè)備和儀器。

應(yīng)用流體動(dòng)力學(xué)軟件 Fluent 對(duì)洗碗機(jī)的清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析［3］的方法也可對(duì)洗碗機(jī)的洗滌性能進(jìn)行初步評(píng)價(jià)，該方法比較快捷但需要大量的測(cè)試準(zhǔn)備工作。劉任先提出了平板沖洗法［4］，平板沖洗法將一塊涂刷墨汁（或其它顏料）且干后的平板放置在洗碗機(jī)腔內(nèi)一定高度處，這一高度值可根據(jù)餐具在洗碗機(jī)內(nèi)的洗滌位置來確定。然后打開洗碗機(jī)按規(guī)定程序沖洗，沖洗后將在平板上留下一道道沖出的發(fā)白的同心圓由這些沖洗出的一道道發(fā)白的同心圓明亮度及分布，即可直觀清楚地判定洗碗機(jī)的洗凈度及其洗凈死區(qū)，該方法對(duì)評(píng)價(jià)洗碗機(jī)的水流機(jī)械作用有一定的參考意義。以上幾種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)可以先使用仿真的方法初步確定方案，然后通過平板沖洗法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證，最后按標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法進(jìn)行綜合測(cè)試評(píng)價(jià)。

3 洗滌性能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)影響因素

1）噴淋系統(tǒng)。噴淋系統(tǒng)作為洗碗機(jī)的主要功能組件，其設(shè)計(jì)水平直接影響著洗碗機(jī)的洗滌性能。噴淋系統(tǒng)一般由噴臂、內(nèi)水管、分水閥、水杯、洗滌泵組成。噴臂類型有旋轉(zhuǎn)噴臂、局部加強(qiáng)噴臂、固定位置噴臂等，其中旋轉(zhuǎn)噴臂使用為廣泛，旋轉(zhuǎn)噴臂是通過水流反作用力驅(qū)動(dòng)噴臂旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)水流在洗碗機(jī)內(nèi)部的全覆蓋。實(shí)驗(yàn)表明流量q與流速v2對(duì)洗碗機(jī)的洗凈度的影響大致等價(jià)［4］，噴臂設(shè)計(jì)時(shí)，需要綜合考慮噴孔角度、形狀、及大小。噴孔的角度主要影響水流噴射殘?jiān)姆较蚣皣姳鄣男D(zhuǎn)速度，噴孔的形狀主要影響水流的覆蓋范圍，噴孔的大小影響著洗滌泵運(yùn)行時(shí)的實(shí)際壓力，決定著洗滌泵在流量特性曲線上的實(shí)際工作點(diǎn)，從而影響水流流量及流速。

2）碗籃擱架（裝載系統(tǒng)）。碗籃擱架是為餐具提供擺放和支撐并容納餐具的組件，碗籃擱架設(shè)計(jì)上的缺陷會(huì)使餐具與碗籃不匹配，導(dǎo)致餐具清洗不徹底。碗籃擱架影響洗滌性能的主要因素有餐具固定架間距、角度、高度、擺放位置。飯碗、面碗、盤子等不同類型餐具的間接、角度、高度等要求不同。

3）過濾系統(tǒng)。過濾系統(tǒng)主要有平面過濾器、粗過濾器、微過濾器組成，過濾系統(tǒng)主要是通過減少二次污染對(duì)洗滌性能產(chǎn)生影響的。二次污染即污染物通過過濾系統(tǒng)進(jìn)入噴淋系統(tǒng)，并隨著洗滌水噴到其他餐具上。過濾系統(tǒng)影響洗滌性能主要有微過濾器網(wǎng)孔大小及通流面積、平面過濾器表面光滑程度、過濾網(wǎng)清潔方式。

4）進(jìn)排水系統(tǒng)。進(jìn)排水系統(tǒng)包括進(jìn)水閥、呼吸器、軟水器、排水泵、單向閥等組成，該系統(tǒng)主要為洗碗機(jī)提供干凈的洗滌水及排出污水。自來水通過進(jìn)水閥、呼吸器、軟水器進(jìn)入洗碗機(jī)內(nèi)部，軟水器內(nèi)部樹脂與鈣鎂離子產(chǎn)生置換反應(yīng)，改善水質(zhì)的同時(shí)降低水的硬度，對(duì)洗滌性能提升提供基礎(chǔ)條件；洗滌后的污水在排水泵的作用下排出洗碗機(jī)，在排水管道上設(shè)置單向閥可防止污水倒流進(jìn)入噴淋系統(tǒng)從而造成二次污染影響洗滌性能。

表1 清潔試驗(yàn)評(píng)估

5）洗滌程序（時(shí)序）。洗滌程序包括洗滌階段的設(shè)置及劃分、加熱溫度高低、洗滌劑投放時(shí)間等。影響洗滌性能的洗滌程序因素主要包括洗滌階段的設(shè)置，洗滌階段一般分預(yù)洗、主洗、漂洗（冷漂、熱漂）、干燥階段，增加洗滌階段一般能提高洗滌性能，但同時(shí)水耗或能耗會(huì)增加；洗滌溫度的設(shè)置要根據(jù)污染物的溶解溫度及洗滌劑活性的最佳溫度綜合確定。

6）洗滌劑。洗滌劑主要形式有洗碗粉、洗碗液、洗碗塊等，影響洗滌性能的主要是洗滌的添加量及洗滌劑的成分。洗滌劑作用的充分發(fā)揮需要洗滌程序的配合。

4 結(jié)論

本文結(jié)合噴淋式洗碗機(jī)的工作原理，對(duì)影響洗滌性能的水流機(jī)械作用、化學(xué)作用、熱能作用進(jìn)行了詳細(xì)分析；同時(shí)對(duì)不同洗滌性能評(píng)價(jià)方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析，最后針對(duì)洗碗機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)因素對(duì)洗滌性能的影響進(jìn)行了詳細(xì)說明。本文對(duì)洗碗機(jī)產(chǎn)品的開發(fā)具有一定的參考意義，同時(shí)對(duì)洗滌性能的提升提供了改善途徑及方向。