食器洗い機

食器洗浄機の洗浄槽の構造には、プラスチックまたはステンレス鋼が使用される場合があるが、一般的にステンレス鋼はプラスチック製よりも優れている。^{[ 16 ]： 22} また、洗浄槽の寸法は様々であるが、少なくとも米国では「24インチ」が標準となっているようだ。^{[ 16 ]： 25-27}

標準的なキッチンキャビネットに設置する食器洗い機は、標準的な幅と奥行きが ヨーロッパでは60cm、米国では24インチ（61cm ）で、ほとんどの食器洗い機は最低でもヨーロッパでは86cm、米国では34インチ（86cm）の高さの穴に設置する必要があります。ポータブル食器洗い機は、ヨーロッパでは45cmと60cm、米国では18インチと24インチ（46cmと61cm ）の幅があり、キャスターとカウンタートップが付属しています。ヨーロッパのガストロノーム規格に準拠したサイズの食器洗い機もあります。食器洗い機には、標準型と背の高い型の2種類があります。標準型の食器洗い機は、食器洗い機のドアの下にサービスキックプレートがあり、メンテナンスと設置が簡単になっていますが、背の高い型の食器洗い機は、前面ドアが一体型になっているため、容量が約20%大きく、防音性も優れています。        

食器洗浄機の容量に関する国際規格は、標準食器セット数で表されます。業務用食器洗浄機は、1時間あたりの洗浄皿数で評価されます。この評価は、同じサイズの標準皿に基づいています。業務用グラス洗浄機についても同様で、通常はパイントグラスなどの標準グラスに基づいて評価されます。

現代の食洗機は、前面パネルのドアが下向きに開くようになっていて、内部には通常 2 つ、場合によっては 3 つの引き出し式ラックがあります。ラックは「バスケット」とも呼ばれます。1950 年代の古い米国モデルでは、機械のラッチを開けると槽全体が引き出され、洗える物の出し入れは上から行い、一部の物を取り出すにはユーザーがコンパートメントの奥深くまで手を伸ばす必要がありました。キッチンキャビネットとシンクを製造していた Youngstown Kitchens は、従来のキッチンシンクと一体化した槽型の食洗機を提供していました。現代の食洗機のほとんどは、下段ラックに皿、銀食器、背の高い物、調理器具を、上段ラックにグラス、カップ、ソーサーを置くことができます。^{[ 17 ]}注目すべき例外は、1960 年代後半から 1990 年代初頭にかけて Maytag Corporation が製造した食洗機です。これらの食洗機は、下段ラックにグラス、カップ、ソーサーを、上段ラックに皿、銀食器、背の高い物を収納するように設計されていました。この独自の設計により、より大きな容量と、食器や鍋、フライパンの投入における柔軟性が向上しました。今日では、「食器引き出し」モデルにより、従来の奥行きのあるモデルで必要だった長い手の届きにくいという不便さが解消されています。「カトラリーバスケット」も一般的です。引き出し式食器洗い機は、 1997年にフィッシャー＆ペイケルが初めて導入したもので、引き出し式ファイルキャビネットと同じようにバスケットがドアと一緒にスライドして出てくる食器洗い機の一種です。2段引き出しモデルでは、各引き出しが互いに独立して操作できます。

北米市場の食器洗い機の内部は、ステンレス鋼かプラスチックのどちらかです。ほとんどの機種は、本体がステンレス鋼で、ラックがプラスチック製です。ステンレス鋼製の槽は硬水に強く、熱を保持して食器をより早く乾燥させます。また、価格も高めです。食器洗い機は1,500ドル以上するものもありますが、卓上型食器洗い機は300ドル以下で購入できます。古いモデルでは焼き付けホーロー製の槽が使われていましたが、一部は鋼製の槽にビニールコーティングを施し、酸性の食品から槽を保護し、ある程度の防音効果も提供していました。ヨーロッパ製の食器洗い機は、低価格モデルでもステンレス鋼の内部が標準となっています。内蔵型の軟水器についても同様です。

ヨーロッパの食器洗い機は、ほぼ例外なく、食器洗い機の底部と背面から水が供給される2つまたは3つのスプレーノズルを使用しており、両方のラックが妨げられることはありません。このようなモデルは、インライン式の給湯器を使用する傾向があり、機械の底部に露出したヒーターがないため、近くにあるプラスチック製品を溶かす心配がありません。北米の食器洗い機の多くは、食器洗い機の底部に露出したヒーターを使用する傾向があります。北米の食器洗い機の中には、主にゼネラル・エレクトリック社が設計したもので、ウォッシュタワーと呼ばれることが多いウォッシュチューブを使用して、食器洗い機の底部から上段の食器ラックに水を送るものがあります。ワールプールやキッチンエイドの多くのモデルを含む一部の食器洗い機は、上段ラックに取り付けられたチューブを使用しており、食器洗い機の背面にある給水源に接続され、上段ラックの下にある2つ目のウォッシュスプレーに水を送ることで、下段ラックをフルに使用できます。最新型のFrigidaire製食器洗い機は、洗浄機の上部から上部洗浄スプレーに向かって水を噴射するため、下段ラックをフルに活用できます（ただし、上段ラックの小さな漏斗部分を常に空けておく必要があります）。

北米の中級から高級機種の食器洗い機には、固形物除去ユニットが搭載されていることが多く、これは小型の生ごみ処理機のように、洗浄水から大きな食品残渣を取り除きます。固形物除去ユニットを搭載していないことで知られるメーカーの一つがドイツのボッシュですが、これは騒音を低減するためです。食器洗い機に入れる前に大きな食品残渣を取り除くことができれば、固形物除去ユニットが内蔵されていなくても、予洗いは不要です。

多くの新しい食器洗い機は、マイクロプロセッサ制御のセンサーアシスト洗浄サイクルを備えており、汚れた食器の数（水温の変化で感知）またはすすぎ水中の汚れの量（化学的または光学的に感知）に応じて洗浄時間を調整します。米国で販売されているモデルの「標準」サイクルは通常3〜4時間ですが、一部のモデルでは約30分の短いサイクルを選択できます。^{[ 16 ]： 21} センサーアシストサイクル管理は、ユーザーが部分負荷で運転する場合、水とエネルギーを節約できます。このような食器洗い機では、洗浄サイクルを制御するためによく使用される電気機械式ロータリースイッチがマイクロプロセッサに置き換えられますが、ほとんどのセンサーとバルブは依然として必要です。ただし、ほとんどのマイクロプロセッサ制御の食器洗い機では、モーターと場合によっては回転位置センサーを使用して水の抵抗を感知するため、圧力スイッチ（一部の食器洗い機は圧力スイッチと流量計を使用）は必要ありません。キャビテーションがないことを感知すると、最適な水量があることがわかります。洗濯サイクル中に、バイメタルスイッチまたはワックスモーターが洗剤投入口の扉を開ける。

一部の食器洗い機には、子供が誤って洗浄サイクルを開始または停止するのを防ぐチャイルドロック機能が搭載されています。チャイルドロックは、洗浄サイクル中に小さな子供がドアを開けるのを防ぐために搭載されている場合もあります。これにより、洗浄サイクル中に使用される熱湯や強力な洗剤による事故を防ぐことができます。 一部の食器洗い機はWi-Fi接続にも対応しており、洗浄の進行状況を遠隔で監視したり、遠隔でサイクルを開始したりすることができます。^{[ 16 ]： 22}

欧州連合では、標準的な使用状況における食器洗い機のエネルギー消費量は、欧州連合エネルギーラベルに表示されます。米国では、食器洗い機のエネルギー消費量はエネルギー係数を用いて定義されます。

エネルギースター認証を取得するための食器洗い機の現在のエネルギー使用基準は、標準食器洗い機の場合は年間270kWh以下、コンパクト食器洗い機の場合は年間203kWh以下です。^{[ 18 ]}

ほとんどの家庭用食器洗浄機は、殺菌工程で75 ℃（167 °F）のサーモスタットを使用しています。最終すすぎサイクル中は、ヒーターと洗浄ポンプが作動し、サーモスタットが作動するまでサイクルタイマー（電子式または電気機械式）が停止します。この時点でサイクルタイマーが再開し、通常は数回のタイマー設定で排水サイクルが開始されます。  

家庭用食器洗浄機の多くは、火傷の危険性、エネルギーと水の消費量、洗浄時間、そして食器洗浄機に入れたプラスチック製品への損傷の可能性といった理由から、83 ℃ （181 ° F）ではなく75℃（167°F）の温度を使用しています。洗剤の新たな進歩により、食器に付着した油汚れやその他の汚れを分解する酵素の劣化を早めるのを防ぐため、より低い水温（ 50～55 ℃、122～131 °F ）が必要となっています。      

米国では、家庭用食器洗い機はNSFインターナショナルの試験プロトコルに基づいて認証されており、これにより洗浄および衛生性能が確認されます。^{[ 19 ]}

過熱蒸気食器洗浄機は、わずか25秒で皿の上の細菌の99%を死滅させることができます。^{[ 20 ]}

食器洗い機内部の熱は、最後の高温すすぎの後、内容物を乾燥させます。北米の食器洗い機は、露出したヒーターによる熱補助乾燥方式を採用していることが多く、他の方法に比べて効率が劣る傾向があります。ヨーロッパの機種や一部の高級北米機種は、パッシブ乾燥方式を採用しています。ステンレス製の内部構造がこの乾燥プロセスを促進し、一部の機種では、機械の内外壁間の熱交換技術を用いて内部の壁を冷却し、乾燥を加速させています。一部の食器洗い機では、ゼオライトなどの乾燥剤を使用しています。これは、洗浄開始時に加熱され、乾燥して蒸気を発生させ、皿を温め、乾燥サイクル中に冷却されて再び水分を吸収することで、大幅なエネルギー節約を実現しています。

プラスチックや焦げ付き防止加工の食器は、表面積が小さいため、水滴が落ちやすく^{[ 21 ]}、陶磁器やガラス製品に比べて乾燥が不十分な場合があります。一部の食器洗い機には、乾燥を促進するためにファンが搭載されています。加熱エレメントが見える古いタイプの食器洗い機（洗浄室の底、下段バスケットの下）は、加熱エレメントを使って乾燥を促進する場合がありますが、その分エネルギーを消費します。

しかし最も重要なのは、最後のすすぎの際に少量のリンス剤を温水に加えることです。これはマイルドな洗剤で、水の表面張力を低下させることで乾燥を大幅に改善し、水滴がほとんど落ちるようにするため、プラスチック製品を含むすべてのアイテムの乾燥状態が格段に向上します。

ほとんどの食器洗い機には乾燥センサーが搭載されており、そのため、乾燥インジケーター（通常は点灯する「終了」ランプの形、あるいはより新しいモデルではデジタルディスプレイや音で表示される）が作動して洗浄と乾燥のサイクルが終了したことをオペレーターに知らせると、食器洗いサイクルは完了したとみなされます。

米国の政府機関は、エネルギーを節約するために、乾燥サイクルを無効にするか停止して食器を自然乾燥させることを推奨することが多い。^{[ 22 ]}

食器洗い機は、特別に配合された食器洗い機用洗剤を使用するように設計されています。時間の経過とともに、多くの地域で洗剤やリン系化合物へのリン酸塩の使用が禁止されました。これらは、効果的な洗浄を助ける特性があるため、以前は使用されていました。懸念されたのは、リン酸塩レベルの上昇によって引き起こされる水路での藻類の異常繁殖の増加でした（富栄養化を参照）。^{[ 23 ]}米国の17州では、食器用洗剤へのリン酸塩の使用が部分的または全面的に禁止されており、^{[ 24 ]}米国の2州（メリーランド州とニューヨーク州）では、業務用食器洗浄機へのリン酸塩の使用が禁止されています。洗剤会社は、リン酸塩禁止の州向けに洗剤を別々に製造するのは費用対効果が低いと主張し、そのためほとんどの会社が自主的にすべての食器洗い機用洗剤からリン酸塩を除去しました。^{[ 25 ]}

さらに、リンス剤にはノニルフェノールおよびノニルフェノールエトキシレートが含まれていた。これらはEU指令76/769/EECにより欧州連合では使用が禁止されている。

地域によっては、水の硬度によっては、食器洗い機用塩を使用すると食器洗い機の性能が向上する場合があります。

食器洗浄機で洗ったガラス製品は、時間の経過とともに表面に白い曇りが生じることがあります。これは、以下のいずれか、またはすべての原因によって引き起こされる可能性がありますが、そのうち最初の原因のみが元に戻すことができます。

鉱物の沈殿

硬水に含まれる炭酸カルシウム（水垢）は、水が乾くと表面に付着して蓄積することがあります。この付着物は酢などの酸で溶かすことができます。食器洗い機には、カルシウムイオンとマグネシウムイオンを除去してナトリウムイオンに置き換えるイオン交換装置が搭載されていることがよくあります。生成されたナトリウム塩は水溶性で、蓄積しにくい性質があります。

ケイ酸塩皮膜形成、エッチング、および加速された亀裂腐食

この膜は、ガラス製品に虹色または「油膜」効果として始まり、研磨したり水垢のように除去したりできない「乳白色」または「曇った」外観（沈着物ではない）へと進行します。これは、洗剤が強アルカリ性（塩基性）であり、ガラスがアルカリ水溶液中でゆっくりと溶解するため形成されます。水中にケイ酸塩（食器洗い洗剤に金属腐食防止剤として添加されている）が存在すると、ガラスの溶解度は低下します。曇った外観はガラスの不均一な溶解によるものであるため、（やや逆説的ですが）溶解度が高い場合、つまりケイ酸塩を含まない洗剤を使用した場合、曇りは目立たなくなります。また、場合によっては、エッチングは主に製品の製造の結果として微細な表面亀裂がある部分で見られます。^{[ 26 ] [ 27 ]}この望ましくない反応を制限するには、水の硬度、洗剤の量、温度を制御することができます。ガラスの種類は、この効果が問題になるかどうかを判断する重要な要素です。一部の食器洗い機は、設定された水の硬度レベルに基づいて、洗浄サイクル全体を通して適切な量の洗剤を自動的に投入することで、この腐食作用を軽減することができます。

鉛の溶解

鉛クリスタルに含まれる鉛は、食器洗い機の高温と強アルカリ性洗剤によって可溶性に変化する可能性があり、その後の使用者の健康を害する恐れがある。^{[ 28 ]}

ガラス以外の素材も、食器洗い機の強力な洗剤、激しい攪拌、高温によって損傷を受けます。特に高温洗浄サイクルでは、温度が75 ℃（167 °F）に達することがあります。^{[ 29 ]}アルミニウム、真鍮、銅製品は変色し、軽いアルミニウム容器はぶつかった他の物に跡を残します。焦げ付き防止のフライパンコーティングは劣化します。光沢のある金色のものや手描きのものは、くすんだり色あせたりします。壊れやすいものや鋭利なエッジは、他の物との衝突や熱ストレスによってくすんだり損傷したりします。スターリングシルバーやピューターは、熱やステンレス鋼などのガルバニック系列の下位の金属との接触によって酸化して変色します。 ^{[ 30 ]}ピューターは融点が低いため、一部の食器洗い機では反り返ることがあります。中空の柄のナイフや木製のまな板などの接着されたアイテムは、食器洗い機で溶けたり柔らかくなったりします。高温と湿気は木材を損傷します。高温は多くのプラスチック製品を損傷させますが、特に露出したヒーターの近くにある下段ラックではその傾向が顕著です（最近の食器洗い機の多くは、ヒーターが下段ラックから完全に離れた場所に隠されています）。プラスチック製品を狭い場所に押し込むと、プラスチックの形状が歪むことがあります。鋳鉄製の調理器具は通常、油やグリースを塗って加熱することで、油やグリースが調理器具の細孔に吸収され、滑らかで比較的焦げ付きにくい調理面が形成されますが、食器洗い機内のアルカリ性洗剤と熱湯の組み合わせによって、この表面が剥がれてしまいます。  

炭素鋼、D2などの半ステンレス鋼、ZDP189などの特殊な高硬度カトラリー鋼で作られたナイフやその他の調理器具は、手洗いの短時間の洗浄に比べて、食器洗い機の長時間の水分浴で腐食します。調理器具は、より安定性の高いオーステナイト系ステンレス鋼で作られています。

ワックス、タバコの灰、毒物、鉱物油、濡れた塗料、油の付いた工具、炉のフィルターなど、化学物質で汚染された物は食器洗い機を汚染する可能性があります。小さな水路内部の表面は手洗いのように拭き取ることができないため、汚染物質が残って次の洗浄物に影響を与えるからです。溶剤で汚染された物は、食器洗い機内で爆発する恐れがあります。

食器洗浄機は手洗いよりも使用する水の量が少なく、したがって水を温めるための燃料も少なくて済みます。ただし、流水を使わずに洗面器で少量を洗う場合は除きます。^{[ 31 ] [ 32 ]}

手洗い方法は人によって異なります。2003年の査読済みの研究によると、食器を満載した自動食器洗い機と同等の量の食器（調理器具やベーキング用品は含まない）を手洗いして乾燥させる場合、20～300リットル（5.3～79.3 USガロン）の水と0.1～8 kWhのエネルギーが必要になるのに対し、エネルギー効率の良い自動食器洗い機の場合は、それぞれ15～22リットル（4.0～5.8 USガロン）と1～2 kWhでした。この研究では、食器を満載した食器洗い機は、平均的なヨーロッパ人の手洗いよりもエネルギー、水、洗剤の使用量が少ないと結論付けています。^{[ 33 ] [ 34 ]}自動食器洗い機の結果では、食器は投入前にすすがれていません。この研究では、食器洗い機の製造と廃棄に関連するコスト、食器洗い機用洗剤の化学的刺激による食器の摩耗の加速コスト、調理器具の洗浄の比較、または節約された労働の価値については触れていません。手洗いには 65 ～ 106 分かかります。この研究にはいくつかの批判点が提起されています。^{[ 35 ]}例えば、キロワット時の電力は、考えられる非効率性を考慮せずに、温水加熱に使用されるエネルギーと比較されました。また、非効率的な手洗いは、最大100 リットル (26 US gal)の水を使用する手動予洗いなしの満載の食器洗い機の最適な使用と比較されました。^{[ 36 ]}      

2009年の研究では、電子レンジと食器洗い機はどちらも手洗いよりも家庭用スポンジを洗浄するのに効果的な方法であることが示されました。^{[ 37 ]}

大型で頑丈な食器洗浄機は、大量の食器を洗浄する必要がある商業施設（ホテル、レストランなど）で使用できます。

家庭用食器洗浄機とは異なり、業務用食器洗浄機は乾燥サイクルを使用しません（業務用乾燥は、洗浄/すすぎ/消毒サイクルが完了した後に加熱された食器を外気に触れさせることで行われます）。そのため、家庭用食器洗浄機よりも大幅に高速です。洗浄は65～71 °C (149～160 °F)の温度で行われ、消毒は、機械に82 °C (180 °F)の「最終すすぎ」温度を提供するブースターヒーターを使用するか、化学消毒剤を使用することによって行われます。この違いにより、機械は「高温」または「低温」に分類されます。^{[ 38 ]}    

業務用食器洗浄機の中には、業務用洗車機と同様の仕組みのものがあり、滑車システムを使ってラックを小さなチャンバー（一般的に「ラックコンベア」システムとして知られています）を通して引き込みます。シングルラック式の洗浄機では、作業員がラックを洗浄機に押し込み、ドアを閉め、洗浄サイクルを開始し、その後ドアを開けて洗浄済みのラックを取り出し、場合によっては別の開口部から排出エリアに運び出す必要があります。

英国では、英国規格協会が食器洗浄機の規格を設定しています。米国では、NSFインターナショナル（独立した非営利団体）が、洗浄時間とすすぎ時間、および化学薬品または温水による消毒方法の最低水温の規格を設定しています。^{[ 39 ]}業務用食器洗浄機には、カウンター下設置型、シングルタンク型、コンベア型、フライト型、カルーセル型など、多くの種類があります。

業務用食器洗浄機は、家庭用とは配管や操作方法が大きく異なることが多く、洗浄用とすすぎ・消毒用のスプレーノズルが別々に設けられているのが一般的です。洗浄水はタンク内の電気ヒーターで加熱され、洗浄液と混合された後、繰り返し使用されます。洗浄タンクには通常、食品のカスを収集するための大きなストレーナーバスケットが備えられており、このストレーナーは厨房の業務が終了するまで空にされない場合もあります。

すすぎと消毒に使用する水は、一般的に建物の給水設備から直接供給され、再利用はできません。しかし、業務用食器洗浄機は水効率に優れており、機種によってはラック1枚あたり0.4ガロン未満の水しか使用しません。使用済みのすすぎ水は洗浄タンクの貯水槽に流れ込み、そこで洗浄水の一部が希釈され、少量がオーバーフローチューブから排出されます。このシステムでは、まず純水のみですすぎ、その後、洗浄機から食器が乾燥する際に食器に残る添加剤溶液で消毒を行う場合があります。

洗浄水の洗浄効果を維持するため、大型の石鹸濃縮タンクから、または大型の固形石鹸ブロックから溶かした石鹸を、定期的に主洗浄水タンクに追加します。

1950年代以降、米国では食器洗い機が普及している。米国における食器洗い機の普及率が他国に比べて高いのは、家事に関する文化的意識、温水システムの普及、食器洗い機業界におけるイノベーションが要因とされている。^{[ 40 ] [ 41 ]}エネルギー情報局の2015年住宅エネルギー消費調査によると、全世帯の約75%が食器洗い機を所有しており、そのうち54%の世帯が週に1回以上使用している。^{[ 42 ]}

ビルトイン食器洗い機は食器洗い機市場の50%以上を占めており、郊外の住宅で最も人気があります。これは、都市部の小さな住宅ではビルトイン食器洗い機を設置できる間取りがないためです。^{[ 43 ] [ 44 ]}

食洗機の普及率はヨーロッパ諸国間でばらつきがある。一般的に、ドイツなどの西ヨーロッパ諸国では​​70%を超える高い普及率を維持している^{[ 45 ]}一方、ギリシャやルーマニアなどの国では食洗機の所有率は30%を下回っている。主な制約は配管設備の老朽化であり、南東ヨーロッパの世帯の40%以上が食洗機設置に必要なインフラを欠いている。また、西ヨーロッパ諸国や米国とは異なり、家主が食洗機を標準設備として設置することはほとんどない。

ビルトイン食器洗い機は食器洗い機市場の66.5%を占めており、ドイツ、フランス、オランダの新築アパートの74%にはビルトイン食器洗い機が設置されている。ビル​​トイン食器洗い機の普及により、平均世帯人数が米国より少ないにもかかわらず、普及率は米国に比べて高くなっている。^{[ 46 ]}

中国における食器洗い機の普及率はわずか3.2%と推定されている。^{[ 47 ]} 米国やヨーロッパに比べて普及率が比較的低い理由の一つは、キッチンの広さにある。キッチンは通常5平方メートル程度しかないため、適切に設置するには最適化された設計が必要となる。さらに、中国の料理は油を多用するため、標準的な食器洗い機の性能を阻害し、より強力な洗浄モードが必要となる。^{[ 48 ]}

インドの世帯で食器洗い機を所有しているのはわずか0.5%に過ぎない。この極めて低い割合は、キッチンの狭さや、従来の食器洗い機ではインドの香辛料による汚れを落とすのが難しいことが原因と考えられている。また、インドでは家事手伝いの賃金が安いため、食器洗い機は競争にさらされている。

導入の容易さから、独立型食器洗浄機が市場の大部分を占めており、市場シェアの95%以上を占めている。^{[ 49 ]}