用微波能对食用菌袋装培养基进行杀菌试验，以替代传统的高压湿热灭菌工艺。找出微波功率、微波作用时间以及培养基与微波原距离的变化对其杀菌效果的影响，为微波技术在食用菌生产中的开发应用提供了依据。
　　微波干燥杀菌主要适合于高含水量产品的干燥。由于水的汽化热很高，因此需要相当大的能量才能有效干燥，所以，只在常规干燥不太有效区段利用，微波能才比较经济合理。在含水量大的物料中，尽可能先用机械方法（如吸水、挤压或离心手段）去除水分，然后使用常规热风干燥炉，用热风吹过物料表面来提供所需的汽化热。微波干燥杀菌技术的效率，随着干燥的进行而下降。主要是因为表面蒸发速率越过物料内部水分向表面的迁移速率。于是出现外干内潮的现象。加之一般干燥物料导热低，因而干燥过程变得十分缓慢。结果使得干燥炉有效长度增加、占地增大，而且由于干燥炉体热损失引起能量的浪费。
　　在干燥速率开始下降的低含水干燥区段，利用微波能的渗透加热特性，可使物料内部的残留水份很快地向表面迁移蒸发。此外，常常也向微波干燥器中鼓入热风，以便更有效地排出水汽‘获得更好的经济效益。
　　食用菌作为一种传统的副食品，在人类三大食物来源(植物食品、动物食品、菌类食品)中占有重要地位。菌类食品具有营养丰富、生物效率高等特点，在河南省，食用菌生产的产值仅次于粮、棉、油、果、菜、位于第6位，成为一个出口创汇的优势产业。随着人民生活水平的提高和食用菌深加工技术的日臻完善，其市场需求量将不断增长。但是，目前食用菌的产量较低，严重较低，严重影响了食用菌的经济效益。针对当前存在的问题，一个较主要的原因就是原始培养基的灭菌周期过长。传统的高压蒸汽杀菌，在温度为121℃的条件下，需要保持2h 以上才能达到灭菌效果。采用Whirlpool T120XS 小型家用微波对食用菌生产用培养基进行杀菌试验，结果表明，只需很短的时间就能达到良好的灭菌效果。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　灭菌设备为机械控制的频率为2450MHz、输出功率为850W的微波灭菌器。培养基采用优化的传统配方，棉籽壳、蔗糖、尿素、硫酸镁、水的比例为20：1：0.2：0.1：40。因各种微生物的生理特性不同，其微波作用效果也不一样。试验微生物为细菌、霉菌、酵母菌、放线菌。细菌菌落总数测定方法可参照GB/T4789.2-2003.
　　1.2 灭菌试验
　　将袋装培养基放入微波灭菌器中进行照射，然后取样、制菌悬液、涂平板，进行菌落计数，考察不同处理条件灭菌效果。根据食用菌种类的不同，分别以细菌、霉菌、放线菌和酵母菌的残留数量作为评价指标。然而，在试验中发现，由于细菌的耐热性较强，当细菌被杀死时，霉菌、放线菌、酵母菌等其他菌类都已经被杀死了。因此，无论种植那一类食用菌，其灭菌效果都可以培养基内有无细菌生长为主要指标进行评价。试验中，每个杀菌功率条件下各设定5个照射时间(X值)，根据各照射时间存活菌数(cfu/ml)的对数值(Y值)，求出直线回归方程，并计算其D10值。D10值为杀灭90%微生物所需时间，是表示各种理化因子杀菌速度的重要指标。每组试验重复5次，取其平均值 。
　　2 试验结果分析
　　2.1 微波输出功率对杀菌效果的影响
　　以装量为225g、含湿率为55%的聚乙烯塑料袋装培养基进行杀菌试验，分别在400W、600W、850W的功率下，对固体培养物料用微波照射不同的时间，所得结果如图1。
　　-
　　100-
　　80 -
　　致 60 - 400W
　　死 40 - 600W
　　率 20 - 850W
　　% 0 ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183; ＆#183;
　　1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
　　时间 min
　　中药材对干燥机的要求可以说是苛刻的，微波中药干燥设备该设备适用于各种中药材的干燥杀菌杀虫。采用微波干燥设备可较大限度的保留中药材中的有效药成分。微波还可以杀死药材中的各种霉菌和虫卵，防止储存过程中产生的霉变和虫蛀。设备参数微波输出功率：≥40KW 设备视在功率：≤50KW 微波频率：2450MHz 传送带速：0.5-5米/分钟,连续可调 外形尺寸：长×宽×高; 12000×1100×2000mm 设备较大提水量：40kg/小时较大杀菌产量：500kg/小时设备特点： 人机界面、进口PLC自动化控制，温湿度传感器控制物料温度和排气湿度。 物料加热均匀，干燥迅速。 大开口尺寸 设备易于操作，维护方便。 注：微波设备一般需要根据物料状况和产量要求
　　图1 不同功率下不同时间的细菌致死率
　　由图1可知，微波功率为400W和600W时，细菌的致死率起初缓慢上升，2min后，致死率呈急剧上升趋势。在接下来的1min的时间内，细菌的致死率可由原来的20%左右，上升到90%以上。但继续延长微波照射时间，细菌的致死率变化却不明显。这可能是由于此时物料中细菌基数变小，另一方面也可能是由于某些抗性细菌，如枯草芽孢杆菌存在的缘故。若将微波照射延长到一定程度，也可以达到100%的致死率。在850W的功率下，0～1.5mm之内，细菌的致死率一直呈快速上升趋势1.5mm后，上升趋势。此时的致死率可达 95%。微波不仅对细菌的致死作用显着，而且致死速度快。由图1可知，在400W、600W和850W的功率下，完全灭菌所需的时间分别为3.5min、3.0mm和1.8mm。
　　测定微波对细菌杀灭的D10值，实验结果表明，D10值随功率的增大而降低，见表1。在实验过程中，用半导体点式温度计测培养基的温度。在微波功率不变的情况下，控制灭菌时间，发现随着时间 的延长温升不大，而且较终温度均不超过100。这是由于食用菌培养基的水料比为1.2：1，含湿率大于50%。水分子是极性分子，所以水的存在对于微波杀菌具有重大意义。
　　袋的位置到波源的距离cm 原始菌数cfu/ml 照射后的菌数cfu/ml 致死率 %
　　1 174 0 100.00
　　11 173 40 76.88
　　22 238 150 36.98
　　表1 不同微波功率对细菌杀灭的D10值 表2 培养基袋的位置对微波杀菌效果的影响
　　微波输出功率 回归方程 相关系数 D10值
　　850W Y=9.3597－5.8812X -0.9753 1.5
　　600W Y=13.3089－5.5854X -0.9887 2.5
　　400W Y=8.6203－2.8909X -0.9689 3.0
　　由表1可以看出，在物料到微波源的距离一定的情况下，微波的功率对杀菌效果有很大的影响。微波功率越大，则D10值越小，即达到相同杀菌效果所用的时间越短。
　　2.2 培养基位置对微波杀菌效果的影响
　　试验采用Whirpool T120XS小型家具微波炉，摘取转盘，将袋装培养基平行波源放置，在850W功率下照射2min。试验结果表明，靠微波源较近一端的杀灭率较之远的一端要高，见表2。
　　由表2 可知，致死率随着培养基到微波源距离的增大而减小，这是由于微波功率密度在空间分布的不均匀性所致。随着至微波源距离的增大，微波功率密度越来越小，故灭菌的效果随着与微波源距离的增大而越来越差。
　　2.3 聚乙烯塑料袋对微波杀菌效果的影响
　　仍以每袋225g、含湿率为55%的固体培养基做杀菌试验，只改变包装材料，其他条件都不变。实验结果见表3。
　　表3 聚乙烯塑料袋对微波杀菌效果的影响
　　包装材料 灭菌前细菌数 cfu/ml 灭菌后细菌数 cfu/ml
　　聚乙烯塑料袋包装 1.76＆#215;104 1
　　直接杀菌 不用包装 1.76＆#215;104 0
　　实验结果表明，聚乙塑料袋包装对杀菌效果几乎无影响。这是因为聚乙烯塑料为低耗介质，微波在其中传播的损耗极小，不影响微波对培养基的杀菌结果.
　　微波干燥杀菌设备主要用于橡胶制品的连续硫化。由于橡胶热传导极差，采用常规加热硫化往往需要很长时间，才能使制品整个断面达到所需的硫化温度。而且，常出现表面过硫化或中心欠硫化的缺陷。由于微波干燥杀菌设备微波能的体积加热特性，可在很短时间内将橡胶制品整个断面加热到所需的温度，然后进入一个常规加热的保温通道，其主要目的是防止橡胶在发生硫化反应前冷却，在保温通道中没有热量转移至橡胶中，其效率可由表面的热损耗来控制。在理想情况下，微波干燥杀菌设备系统中产品所需的全部热量都可由微波能提供，但在实际连续生产中，由于挤压速度，橡胶种类和截面积等都变化很大，所以，在某些情况下，只能有大部分能量是由微波提供，而热的平衡仍用常规方法。
　　3 结果与讨论
　　3.1 结论
　　(1) 微波功率越大，则D10值越小。也就是说，微波功率越大，达到彻底灭菌所需的时间越短，灭菌效果越好。
　　(2) 距离也是对微波杀菌的一个很重要的影响因素。随着物料与微波功率距离的增大，其功率密度急剧减少，从而杀菌效果也越来越差。
　　(3) 聚乙烯塑料袋(生产食用菌的培养基包装袋)适合于微波杀菌，并且对微波杀菌的效果没有影响。

　　振动筛干燥设备主要分类和其工作原理
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