Теоретические основы процессов мойки посуды

Посудомоечная машина - единственный вид крупной бытовой техники, созданный женщиной. Правда, еще в 1850 г. американец Джоель Хьютон (Joel Houghton) получил патент на деревянную машину с ручным приводом, в которой посуда орошалась водой, разбрызгиваемой вращающимся колесом, но практического применения этот аппарат не получил.

Подлинной же изобретательницей посудомоечной машины считается Джозефина Кокрейн (Josephine Cochrane). Джозефина продемонстрировала свою ручную машину для мойки посуды на Всемирной ярмарке 1893 г. в Чикаго. Новинка имела большой успех, и предприимчивая американка основала фирму Kitchen Aid по выпуску машин для мойки посуды. Вскоре ручной привод в них был заменен паровым, а затем и электрическим. (Бренд Kitchen Aid благополучно дожил до наших дней и принадлежит сегодня компании Whirlpool.) В 50-х г. ХХ в. началось массовое производство посудомоечных машин, которые развивались и совершенствовались: в 1920 г. появились стационарно подключаемые к водопроводной сети модели, в 1940 г.— автоматические машины с циклом сушки, в 1969 г.— машины, встраиваемые в кухонную мебель.

В 1996 г. фирма Miele ввела в свои посудомоечные машины функцию Update: возможность вводить в блок управления машины новые параметры программ — температуру, количество воды или длительность цикла. Причем такое обновление происходит без демонтажа машины, достаточно просто подключить к ней ноутбук.

Повсеместно применяемая сегодня в бытовых посудомоечных машинах схема водоструйной мойки, при которой посуда неподвижна, а омывающие ее струи воды подвижны» получила приоритет не сразу: в машинах, выпускавшихся в середине ХХ в., посуда помещалась во вращающуюся круглую корзину (рис. 1).

Рис.1 - Бытовая посудомоечная машина фирмы Bauknecht (Германия, 50-е г. ХХ в.)

Технические характеристики посудомоечных машин также улучшались: за четверть века с 1970 по 1994 г. уровень шума при работе снизился с 52 до 37 дБ.

Технология мойки посуды по физическим явлениям аналогична стирке белья, однако, процесс мойки проще.

Во - первых, ассортимент моющейся посуды меньше, чем изделий для стирки. Посуда изготовлена из таких материалов, как фарфор, керамика, дерево, пластмассы, металлы. Посуда из дерева в основном непригодна для машинной мойки, т.к. при длительном и многократном воздействии моющего раствора может ухудшиться внешний вид изделий.

Во - вторых, хотя загрязнения носят разнообразный характер, они, как правило, имеют небольшую адгезию и легко удаляются с моющихся изделий.

В-третьих, моющиеся изделия находятся в статическом состоянии, что значительно упрощает создание оптимального гидродинамического воздействия в камере посудомоечной машины.

При мытье посуды под воздействием струи воды (гидродинамическое воздействие) уменьшаются силы сцепления загрязнителя с посудой, что позволяет удалить загрязнения. Для уменьшения адгезии в струю воды добавляют моющее средство (поверхностно-активное вещество - ПАВ), которое уменьшает сцепление загрязнителя с обрабатываемой поверхностью.

Молекулы ПАВ дифильны, т. е. состоят из двух частей - гидрофильной группы (легко взаимодействующей с водой) и гидрофобного углеродистого радикала (не взаимодействующего с водой). Поэтому одна часть молекул ПАВ взаимодействует с водой, а другая - с обрабатываемой поверхностью. Снижая поверхностное натяжение на границе раздела фаз, ПАВ проникают в виде молекулярной пленки между поверхностью и загрязнением, разделяя их. Кроме этого, при взаимодействии ПАВ с жирами происходит гидролиз жиров. Активность гидролиза зависит от темпе­ратуры моющего раствора, которая должна быть в пре­делах 75…80°С.

Если сравнить ручную и машинную мойку посуды, то при ручной мойке (рис. 2) вначале накапливается грязная посуда, затем начинается процесс мойки, причем температура воды, которую выдерживают руки, не составляет 40…50°С. Далее приходится вытирать посуду, составлять ее в шкаф, а затем приводить в порядок рабочее место — чистить раковину, вытирать брызги воды вокруг нее.

При машинной мойке посуду можно загружать в машину прямо со стола, сушка посуды происходит прямо в машине, а «рабочее место» — внутренняя полость посудомоечной машины — остается чистым и готовым к приему новой порции посуды (рис. 3).

Рис. 2 - Основные составляющие ручной мойки посуды	Рис. 3 - Машинная мойка посуды

На показатели качества процесса мойки посуды оказывают влияние четыре основных фактора: тепловой, физико-химический, гидромеханический, временной (рис. 4).

Рис. 4 - Факторы, необходимые для мытья посуды

Рис. 1.5. Механическое воздействие на посуду:

а — при ручной мойке, б — при машинной мойке

При ручной мойке для механического воздействия на загрязнения используются щетками для мытья посуды (рис. 5, а). Если бы все предметы домашней посуды имели одинаковую форму, то в посудомоечной машине можно было применять вращающиеся щетки, как в камере для автоматической мойки автомобилей. Но кастрюля слишком сильно отличается по форме от тарелки, а чашка — от вилки. Поэтому для того, чтобы надежно отмыть предмет любой формы, в посудомоечной машине применяется водоструйный способ мойки. Вода подается к вращающимся коромыслам, в которых имеются небольшие отверстия — форсунки (рис. 5, б). Бьющая из них вода со всех сторон омывает загруженную в машину посуду и, кроме того, сама же и вращает коромысло. Для этого на самом конце каждого коромысла имеются отверстия, вода из которых бьет не в сторону посуды, а в плоскости вращения (вспомним так называемое сегнерово колесо, приводимое в движение струями истекающей жидкости или воздуха). Благодаря вращению коромысла бьющие из форсунок водяные струйки удаляют загрязнения с самых труднодоступных участков поверхности посуды.

В посудомоечной машине температура мойки изменяется по определенной программе и достигает максимума к концу цикла мойки (рис. 1.6). Применение посудомоечной машины позволяет снизить расход воды. Если машину полностью загрузить посудой и задать стандартную программу мойки при температуре 55^оС, то весь процесс потребует около 10…12 л воды. При ручной мойке для достижения того же результата потребуется около 60 л воды.

Но более всего впечатляет сравнение затрат времени: чтобы полностью загрузить машину посудой, а затем извлечь чистую посуду, нужно примерно 15 мин. А чтобы перемыть то же количество посуды вручную, требуется не менее часа. Подсчитано, что, если мыть в машине посуду на семью из четырех человек один раз в день, за год можно сэкономить около 200 часов свободного времени.

Еще один аргумент в пользу машинной мойки посуды — гигиенический. При машинной мойке достигается такая температура воды, которую не смогут выдержать руки. Это повышает эффективность уничтожения бактерий.

Основные узлы посудомоечной машины показаны на компоноовчной схеме (рис. 7).

Все органы управления машиной (рукоятка выбора программ, световые индикаторы, кнопки ввода дополнительных функций и кнопка «Пуск») находятся на панели управления 1. Эта панель хорошо видна только при закрытой дверце машины. У посудомоечных машин, полностью встроенных в кухонную мебель, панель управления находится на торце дверцы. На внутренней стороне дверцы находятся дозатор 2 для ополаскивателя (средства, придающего блеск вымытой посуде) и дозатор 3 для основного моющего средства. На дне полости машины (у компактных машин — на боковой стенке) находится крышка емкости, в которую засыпается специальная соль для смягчения воды. Рядом с этой крышкой имеется фильтр 5, улавливающий остатки пищи, смываемые с посуды. Водяные струи бьют из нижнего коромысла 6 и верхнего коромысла 7.

Посуду загружают в верхнюю корзину 8 и нижнюю корзину 10, которые выдвигаются из машины по направляющим на боковых стенках полости. Мелкие столовые приборы (ложки, вилки, ножи и пр.) укладывают в специальную корзинку 9, которая ставится в нижнюю корзину. Ряд моделей машин снабжены дополнительными аксессуарами (полочками, держателями) для столовых приборов; у одних производителей (например, Bosch или Siemens) они входят в комплект изделия, у других (Miele) их можно приобрести отдельно. Если стиральная машина может располагаться в ванной или специальной комнате, то посудомоечная машина даже в самом просторном доме стоит на кухне. Поэтому первостепенное значение уделяется ее звукоизоляции. Стенки машины делают многослойными, помещая между листами нержавеющей стали прослойки из полимерных материалов (рис. 8). Дверца посудомоечной машины снабжена специальным механизмом, позволяющим ей как бы «зависать» в любом промежуточном положении.

Рис. 1.7. Основные элементы посудомоечной машины:

1 — панель управления, 2 — дозатор ополаскивателя, 3 — дозатор моющего средства, 4 — крышка емкости для соли, 5 — фильтр, 6 — нижнее коромысло, 7 — верхнее коромысло, 8 — верхняя корзина, 9 — корзинка для мелких столовых приборов, 10 — нижняя корзина

Рис. 1.8. Многослойная структура стенок посудомоечной машины

Открытая до горизонтального положения дверца служит направляющей при выдвижении нижней корзины. В эту корзину обычно загружается самая крупная посуда — большие кастрюли, тарелки и т.д. Верхняя же корзина в большинстве моделей современных машин допускает регулировку по высоте: в приподнятом верхнем положении она служит вместилищем для мелкой посуды (чашки, тарелки диаметром до 20 см). При этом в нижнюю корзину можно поместить тарелки и блюда диаметром до 31 см (рис. 1.10, а).

Переведя верхнюю корзину в нижнее положение (рис. 1.10, б), мы как бы уравниваем ее по габаритам содержимого с нижней корзиной: теперь в обе корзины можно ставить тарелки диаметром порядка 26 см

На верхнее отверстие подачи воды, находящееся под самым «потолком» полости машины, часто также надевают небольшое дополнительное коромысло (рис. 1.13). В результате подача воды к посуде становится многоуровневой, причем количество уровней доходит до пяти. Действительно, считая сверху: это струи, направленные вниз из дополнительного коромысла под «потолком» полости (1), струи, бьющие из верхнего основного коромысла вверх (2) и вниз (3), струи, направленные из нижнего основного коромысла вверх, на посуду в нижней корзине (4), и, наконец, струи, идущие из нижнего коромысла вниз (5) и омывающие фильтр на днище машины, обеспечивая его не прерывную очистку.

Во многих современных моделях машин предусмотрена программа половинной за грузки, когда посуда помещается не в обе корзины, а только в верхнюю или только в нижнюю. При этом вода подается не в оба коромысла (рис. 1.14, а), а только в одно (рис. 1.14, б), благодаря чему цикл мойки выполняется быстрее и с меньшим расходом воды.

Каждый производитель старается дать свое оригинальное название любой функции, своих моделей техники. Например, словенская фирма Gorenje и итальянская Merloni Elettrodomestici (торговые марки Ariston и Indesit) назвали функцию регулировки высоты верхней корзины «Кликклак» — вероятно, по характерному звуку переключения регулировочных рычажков. Слышится одинаково, только у Gorenje это название пишется Klickklack, а у Merloni — Clickclack. Плюсом этой системы является то, что для изменения высоты установки верхней корзины ее не нужно вынимать из направляющих, достаточно перевести регулировочный рычажок из верхнего в нижнее положение или наоборот. Если же совсем извлечь верхнюю корзину, то в полость машины можно поместить для мойки крупногабаритные предметы (рис. 1.11). Конструкция некоторых моделей позволяет это сделать, сняв, при необходимости, верхнее коромысло.

Для того чтобы бьющие из отверстий в коромыслах струи воды не «гасили» друг друга и достигали самых укромных уголков полости машины, конструкторы иногда при дают им изогнутую форму (так называемый «бумеранг», рис. 1.12, а) или делают составными, надевая на корзинах посудомоечной машины. Именно такая укладка рекомендуется при полной загрузке машины.

Рис. 1.10. Регулируемая по высоте верхняя корзина

Рис. 1.11. Размещение в посудомоечной машине крупных предметов

Рис. 1.12. Конструкции коромысел:

а — «бумеранг», б — с дополнительной секцией

Рис. 1.13. Многоуровневая подача воды к посуде

Рис. 1.14. Подача воды при полной (а) и половинной (б) загрузке машины посудой

Главный параметр, по которому различаются посудомоечные машины, — это ширина (фронтальный размер). Высота у всех машин практически одинаковая — 85 см, глуби на тоже — 60 см, а вот размер по фронту может составлять 60 или 45 см. В первом случае машину называют стандартной или полноразмерной, во втором случае — узкой. Полноразмерная посудомоечная машина вмещает 12…14 стандартных комплектов, узкая — 8…9 комплектов. Еще меньше места занимает так называемая компактная посудомоечная машина вместимостью 4 стандартных комплекта посуды. Такие машины (Electrolux, Bosch, Siemens и др.) можно разместить прямо на кухонном столе или под столешницей. Существуют компактные машины, которые врезаются в кухонный стол таким образом, что загрузка посуды в них производится сверху. Другой пример необычной конфигурации посудомоечной машины — изделия серии DishDrawer от Whirlpool, в которых нет открывающейся дверцы: каждое отделение с корзиной для посуды выдвигается, как мебельный ящик (англ. drawer).

На эффективность процесса мойки посуды существенное влияние оказывает жесткость воды. Известь, которая содержится в водопроводной воде, оседает на посуде и на внутренних поверхностях посудомоечной машины, что затрудняет процесс мойки, снижает его качество, увеличивает затраты моющих средств, приводит к ухудшению внешнего вида посуды.

Если в других бытовых приборах (стиральной машине, электрическом чайнике, утюге, водонагревателе и т.д.) избыточная жесткость воды может привести к снижению эффективности работы изделия или выходу из строя нагревательного элемента (ТЭНа), то в посудомоечной машине эта жесткость повлияет непосредственно на конечный результат работы: посуда, извлеченная из машины после мойки в жесткой во де, будет иметь на своей поверхности белый налет. Белые пятна и потеки сведут насмарку весь эффект от машинной мойки. Кроме того, в жесткой воде гораздо хуже работают моющие средства, и, следовательно, жирные загрязнения будут хуже удаляться с поверхности посуды.

Накипь образуется в результате нагрева «жесткой» воды в виде труднорастворимого слоя на водонагревательных ТЭНах, теплообменниках, трубах и шлангах. В природе нет идеально «мягкой» воды. Дождевая вода обычно является чистой и лишенной жесткости. Но вода — это прекрасный растворитель. Проходя через почву, она растворяет минеральные соли, которые и придают воде жесткость. Ионы кальция (Ca2+), магния (Mg2+) и других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов, а также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях. Вносят свою лепту и сточные воды различных предприятий. Жесткость воды определяется количеством ионов кальция в бикарбонате кальция, находящегося в воде в виде раствора:

Са(НС0₃)₂ ® Са²⁺ + 2НСО.

При нагревании воды бикарбонат кальция образует труднорастворимый осадок карбоната кальция (накипь), осаждающийся на нагревательных поверхностях:

Са(НСО₃)₂ ® СаСО₃ ¯ + Н₂О + С0₂ ­.

Различают следующие виды жесткости воды:

• временная или карбонатная жесткость;

• постоянная или некарбонатная жесткость;

• общая жесткость (сумма первых двух видов жесткости).

Временная жесткость обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов кальция и магния. Эта жесткость почти полностью устраняется под воздействием температуры при кипячении воды: указанные соли разлагаются на уходящий в атмосферу углекислый газ и карбонаты, которые осаждаются на нагретых стенках сосуда или поверхности ТЭНа плотным слоем, образуя шершавый налет (накипь).

Постоянная жесткость обусловлена наличием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соля ной) и при кипячении не устраняется.

Жесткость воды измеряется в градусах. Исторически сложились различные шкалы градусов жесткости, которые определяются следующим образом:

французский градус = 1 г бикарбоната кальция (СаСО₃) на 100 л воды;

немецкий градус = 1 г карбоната кальция (СаСО₃) на 100 л воды;

американский градус = 1 мг бикарбоната кальция (СаСО₃) на 1 л воды;

английский градус (градус Кларка) = 1 гран (0,0648 г) бикарбоната кальция (СаСО₃) на галлон (4,543 л) воды.

В России Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлена единица моль на кубический метр (моль/м³).

В Европе в качестве единицы измерения чаще всего используются французские градусы (обозначаются f^o, dF) или немецкие градусы (обозначаются d^o, dH). Соотношение между единицами жесткости дано в табл. 1.7.

Рис. 1.23. Использование тестера для определения жесткости воды:

1 — извлечение полоски, 2 — помещение тестера в воду (но не под струю изпод крана!), 3 — замер жесткости, 4 — выдерживание на воздухе

Практически ко всем посудомоечным машинам прилагается тестер для определения жесткости воды, представляющий собой полоску бумаги с четырьмя квадратами (рис. 1.23).

Чтобы измерить жесткость воды, полоску извлекают из упаковки, затем на 2–3 сек помещают в водопроводную воду, но не под струю из под крана, а в воду, налитую в стакан, затем 1—2 мин выдерживают на воздухе. По изменению цвета квадратиков на полоске судят о жесткости воды: ни одного или только один квадратик, сменивший цвет с зеленоватого на красный, — очень мягкая вода, два — мягкая, три — жесткая, четыре — очень жесткая (рис. 1.25).

Рис. 1.25. Жесткость воды по показанию тестера:

0 и 1 — очень мягкая вода, 2 — мягкая, 3 — жесткая, 4 — очень жесткая

Если единицей измерения служат французские градусы жесткости (f^o), то градации «1» соот ветствует уровень 0—2 f^o, градации «2» — 2—5 f^o, градации «3» — 5—10 f^o, градации «4» — свыше 10 f^o. В соответствии с результатом замера производят регулировку дозатора специальной соли, которая засыпается в машину для регенерации ионообменной смолы.

Полоска для замера жесткости воды в комплекте машины всего одна, и после первого использования владелец машины выбрасывает ее. Поэтому большим плюсом является наличие в посудомоечной машине систем для непрерывного контроля жесткости воды, таких как Opto Sensor в машинах Bosch и Siemens. Датчик жесткости находится на дверце машины, и владелец машины может видеть результаты замера жесткости воды каждый раз, когда открывает дверцу.

Чтобы понизить жесткость воды, необходимо извлечь из нее избыточные ионы щелочноземельных металлов. Это делается с помощью ионообменной смолы, которая представляет собой высокомолекулярное органическое соединение (полимер). Многозарядный ион, образующий структурный каркас смолы, практически неподвижен из-за огромной молекулярной массы. Этот ион-каркас, или ион-сетка, связывает малые подвижные ионы противоположного знака из раствора, окружающего зерна или гранулы смолы.

На рис. 1.26, а показано, как при смягчении воды на поверхности гранулы смолы происходит обмен из расчета: на два однозарядных положительных иона натрия (Na+) меняется один двухзарядный ион кальция (Ca++). Ионы кальция уходят из воды, и ее жесткость понижается (вода смягчается). А сменившие их ионы натрия на жесткость не влияют, т.к. карбонат натрия — это обычная сода.

Рис. 1.26. Ионообменные процессы на поверхности гранулы смолы:

а — при смягчении воды, б — при регенерации смолы

Для восстановления (регенерации) смолы в соседнюю с ней емкость засыпается натриевая соль. При регенерации смолы на поверхности гранул идет обратный процесс (рис. 1.26, б): на этот раз за один двухзарядный ион кальция (Ca++) дают два однозарядных положительных иона натрия (Na+).

Фазы смягчения воды и регенерации ионообменной смолы приведены в таблице.

Рис. 1.27. Принцип работы системы смягчения воды посудомоечной машины

Рис. 1.28 - Схема декальцификатора с фосфатным шлюзовым затвором

Принцип работы системы смягчения воды посудомоечной машины показан на рис. 1.27. Для заполнения системы водопроводной водой открывается входной клапан А. Вода поступает в емкость В с ионообменной смолой, где происходит смягчение воды. Смягченная вода поступает к коромыслам машины по трубке С и используется для мыться посуды. Теперь необходимо регенерировать смолу. Для этого нужен солевой раствор определенной концентрации, чтобы точно компенсировать количество затраченных на смягчение воды ионов натрия (вот зачем нужно измерять жесткость воды и правильно регулировать дозатор ре генерирующей соли).

Еще перед началом работы машины регенерирующая соль засыпается в емкость Е и заливается водой. Когда начинается фаза регенерации смолы, открывается клапан D, и вода из специального резервуара F, который называется дозатором системы регенерации, вытесняет концентрированный солевой раствор из емкости Е в емкость со смолой В.

При регенерации ионы кальция покидают поверхность гранул смолы, а их место вновь занимают ионы натрия. После этого клапан D закрывается, клапан А открывается, и отработанный солевой раствор сливается из машины. Если водопроводная вода была очень жесткой, машина может повторить цикл регенерации и еще раз промыть емкость со смолой солевым раствором. На рис. 1.28 показан блок из двух смежных емкостей (для смолы и соли), который называется декальцификатором. В нижнюю часть корпуса декальцификатора вмонтирован электромагнитный клапан.

Рис. 1.28. Декальцификатор посудомоечной машины

Излишне смягчать воду не нужно. Оказывается, слишком мягкая вода агрессивно действует на тонкое стекло (бокалы, фужеры), приводя к его помутнению. Производители посудомоечных машин вынуждены были принять меры против этого явления. Так, в самых «продвинутых» моделях машин Bosch и Siemens применяется технология бережного мытья тонкой посуды Aqua Mix, заключающаяся в точном регулировании жесткости воды.

В обычных посудомоечных машинах вода в фазе регенерации может смягчиться до уровня 2 dH, в машинах же с системой AquaMix при мытье тонкого стекла жесткость воды поддерживается на уровне 5 dH, что исключает повреждение стекла. Тонкой посуде вредны не только скачки жесткости, но и скачки температуры. Не случайно владельцы многих посудомоечных машин все-таки вынуждены мыть руками самые деликатные изделия.

В машинах Bosch и Siemens приняты меры и для того, чтобы исключить такие скачки. Эксклюзивным техническим решением, примененным в этих машинах, является теплообменник — плоский резервуар, расположенный на левой стенке машины (рис. 1.29). В начале программы мойки в этот резервуар заливается водопроводная вода. К концу фазы мытья вода в резервуаре нагревается до 55^оС за счет теплообмена с полостью машины, и используется для промежуточного полоскания посуды. В результате посуда не подвергается воздействию холодной воды, как это обычно происходит в посудомоечных машинах.

Рис. 1.29. Теплообменник посудомоечных машин Bosch и Siemens

Кроме ионного обмена в декальцификаторе посудомоечных машин для смягчения воды в других видах бытовой техники, например, в стиральных машинах, могут применяться специальные добавки к воде (калгон, антикальк и др.). К недостаткам данных добавок относится вредное воздействие кислотных компонентов на детали, узлы, автоматику, резиновые сальники бытовой техники, приводящее к выходу ее из строя, ухудшение экологии вследствие кислотных испарений.

Физический метод смягчения водопроводной воды применяется в в магнитных преобразователях воды, например, фирмы «Magic». Основным элементом магнитных преобразователей является многополюсный магнит цилиндрической формы, создающий аксиально-симметричное магнитное поле. В осевом направлении преобразователя имеется отверстие для потока воды. Молекулы воды образуют диполи с положительным и отрицательным зарядами. Диполи связаны друг с другом водородными связями и образуют кластеры, т.е. структуру, внутри которой могут располагаться ионы кальция и другие включения. При движении воды через магнитное поле диполи попадают в резонанс из-за их взаимодействия с переменными полюсами магнита, водородные связи кластерных образований разрушаются, а освободившиеся включения, в том числе карбонат кальция, выпадают в осадок. Начинается рост кристаллов карбоната кальция в осадке без нагрева воды. К ТЭНу поступает умягченная вода без солей кальция, а кристаллы карбоната кальция уносятся потоком воды на слив или в дренаж. На ТЭНе не образуется накипь. Более того, ранее образовавшаяся накипь разрыхляется и вымывается.

Использование магнитных преобразователей дает следующие преимущества:

• увеличивается срок службы бытовой техники и сантехоборудования, снижаются расходы на его ремонт;

• уменьшается расход энергии на нагревание и стирку;

• уменьшается время стирки и нагревания;

• улучшается качество стирки, сохраняются качество ткани и ее окраска;

• уменьшается расход моющих средств при стирке;

• обеспечивается экологическая чистота.

Перед посудомоечной машиной ставится задача не только вымыть посуду, но и высушить ее. За показатели процесса сушки машине присваивается отдельный класс эффективности. После того как закончена мойка, находящаяся в корзинах машины посуда ополаскивается водой — вначале холодной (кроме машин Bosch, где благодаря наличию теплообменника ополаскивание происходит при 40–50^оС), а затем горячей (65–70^оС). После такого горячего душа посуда высыхает быстрее, но возникает проблема: куда направить поднимающийся от горячих тарелок пар? Если просто открыть дверцу машины, горячий влажный воздух выйдет на кухню, и в кухне станет не очень-то комфортно. Поэтому программа работы машины включает в себя заключительную операцию — сушку.

Рис. 1.30. Пассивная конденсационная система сушки

Рис. 1.31. Активная конденсационная система сушки

Рис. 1.32. Система сушки TurboDry (посудомоечные машины Electrolux)

Если пар конденсируется прямо в полости машины, говорят о статической сушке посуды, происходящей за счет остаточного тепла. Конденсат стекает вниз по боковым стенкам полости и в дальнейшем выводится из машины с помощью сливного насоса. Это простейшая система сушки, точнее, отсутствие какой-либо специальной системы. Соответственно, такие модели являются самыми простыми с наименее эффективной сушкой посуды.

Во многих посудомоечных машинах имеется специальная емкость — конденсационная камера. В зависимости от того, каким способом горячий воздух с парами воды попадает в эту камеру, говорят о различных системах конденсационной сушки: пассивной, активной или форсированной («турбо»). Чем более эффективной системой сушки оснащена машина, тем лучше сушится посуда и тем дороже сама машина. Самая простая система конденсационной сушки — пассивная (рис. 1.30). Она основана на естественной циркуляции воздуха в полости машины. В нижней части конденсационной камеры есть круглое отверстие, через которое в камеру входит горячий воздух. Камера плоская, с развитой поверхностью внутренних каналов, и самое главное — она расположена у наружной боковой стенки машины и, значит, отдает тепло наружу через эту стенку. Протекая по много численным изогнутым каналам, горячий воздух постепенно остывает, а сконденсированная в камере влага стекает по каналам вниз и в дальнейшем сливается из машины. В посудомоечных машинах с активной конденсационной системой сушки конденсационная камера больше по размерам. Конструктивно она может быть объединена с дозатором системы регенерации. В каналах такой камеры для лучшей конденсации пара организован противоток пара и поступающей в машину холодной воды. Горячий воздух входит в конденсационную камеру не только через отверстие в нижней части полости машины, но и по специальному воздуховоду, расположенному «под потолком» полости (рис. 1.31), который тоже служит конденсатором влаги. Совершенно естественным конструкторским решением было добавление к верхнему воздуховоду вентилятора, который позволяет направить горячий воздух в канал воздуховода и перейти от естественной конвекции воздуха в полости к принудительной (рис. 1.32). В этом случае воздух поступает в конденсационную камеру только с одной стороны и протекает по каналам навстречу потоку охлаждающей воды. Благодаря наличию вентилятора подобные форсированные системы сушки содержат в своем имени элемент «турбо» (TurboDry). Такой цикл сушки TurboDry реализован в посудомоечных машинах Electrolux. Здесь контур циркуляции воздуха замкнут. Полностью замкнутой является и полость посудомоечных машин Bosch и Siemens. Во время сушки посуды в теплообменник поступает холодная водопроводная вода. Вся влага из полости быстро конденсируется на холодной левой стенке машины, а конденсат затем сливается в канализацию. Сушка происходит в замкнутом объеме без притока воздуха извне. Благодаря этому при открывании дверцы посудомоечной машины Bosch или Siemens пар не выходит, а посуда сушится быстро и эффективно.

По-другому выполнена компоновка посудомоечных машин Ariston. Здесь вентилятор и конденсационная камера расположены спереди, на дверце машины. На боковой стенке имеется воздухозаборник, через который в полость машины поступает холодный наружный воздух (рис. 1.33). Выход воздуха из полости машины тоже происходит спереди. В посудомоечных машинах Whirlpool контур циркуляции воздуха тоже не замкнут. Воздухозаборник находится на левой стенке машины, горячий воздух уходит в конденсационную камеру под потолком полости, а вентилятор с двойной крыльчаткой установлен внизу, у правой стенки машины (рис. 1.34). Такая система сушки носит название Jet Dry. Благодаря диагональному направлению потока воздуха обеспечивается наиболее полное обтекание воздухом каждой тарелки или чашки и, как следствие, сокращение длительности цикла сушки. В посудомоечных машинах Miele система сушки с принудительным отводом воздуха носит название «Турботермик Плюс». Некоторые фирмы-производители называют активными только системы сушки с принудительной циркуляцией воздуха. И именно посудомоечные машины с такими системами достигают класса А эффективности сушки посуды.

Особенности некоторых компонентов посудомоечной машины.

Фильтр

Перед тем как поместить тарелки и ложки в корзины, с них необходимо счистить остатки пищи. Задача конструкторов машины состоит в том, чтобы загрязнения, смытые с одной тарелки, не осели на другой, а были надежно за хвачены или удалены прочь из полости машины. Кроме того, если в процессе мойки задерживать смываемые с посуды загрязнения, то можно повторно использовать подогретую машиной воду, вместо того чтобы сливать ее в канализацию и тратить энергию на подогрев новой порции воды.

Для решения этих задач в днище машины имеется фильтровальный узел (рис. 1.35). Он состоит из не скольких частей: основного фильтра 1, представляющего собой плоскую решетку из нержавеющей стали, и вложенных друг в друга сливного фильтра 2 и микрофильтра 3. На решетке основного фильтра и в цилиндре сливного фильтра задерживаются наиболее крупные загрязнения, смытые с посуды. Микрофильтр улавливает более мелкие частицы. После каждой мойки фильтры извлекаются из машины и очищаются от накопившихся загрязнений, после чего промываются под струей воды. В наиболее «продвинутых» моде лях посудомоечных машин применяется самоочищающийся микро фильтр. Принцип его работы показан на рис. 1.36. Микрофильтр находится на оси нижнего коромысла и может вращаться вокруг нее. Когда через фильтровальный узел протекает вода, частицы покрупнее задерживаются сливным фильтром (1). Более мелкие частицы, «проскочившие» через ячейки этого фильтра, улавливаются сеткой микрофильтра (2). Микрофильтр приводится во вращение потоком дополнительно подающейся к нему воды (3). Благодаря этому мелкие частицы не оседают на сетке микрофильтра, а находятся во взвешенном состоянии. При включении сливного насоса эти частицы сливаются с грязной водой в канализацию. Еще одно ухищрение, на которое идут конструкторы посудомоечных машин, — применение динамических эффектов для «сметания» остатков пищи со дна полости машины в фильтр. Для этого электронная система управления заставляет сливной насос работать в импульсном режиме, создавая волны в придонном слое воды. Такой прием применяется, например, в посудомоечных машинах Whirlpool и именуется «волновой эффектор» (рис. 1.37).

Рис. 1.33. Система сушки TurboDry (посудомоечные машины Ariston)

Рис. 1.34. Система сушки JetDry (посудомоечные машины Whirlpool)

Рис. 1.35 - Система сушки Extra Dry в посудомоечной машине Ariston EVO III

Рис. 1.35. Фильтровальный узел:

1 — основной фильтр, 2 — сливной фильтр, 3 — микрофильтр