1 微波干燥滅菌的原理

    微波是一種頻率非常高的電磁波罪塔，其頻率在300MHz至300kMHz之間，波長(zhǎng)在1m到1mm之間养葵。電磁波波長(zhǎng)大于1m為無(wú)線電波征堪，小于1mm為光波。微波在傳輸過程中遇到不同種類的物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生反射港柜、透射和吸收現(xiàn)象请契，這些現(xiàn)象的強(qiáng)弱則依賴于物質(zhì)本身的性質(zhì)。

1.1微波加熱滅菌的原理

    通常夏醉，一些介質(zhì)材料由極性分子和非極性分子組成爽锥。在微波電磁場(chǎng)的作用下，介質(zhì)中的極性分子從原來的熱運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為跟隨微波電磁場(chǎng)的交變而排列取向畔柔。例如匙杏，采用的微波頻率為2 450 MHz，就會(huì)出現(xiàn)每秒24億5千萬(wàn)次交變布橄，分子間就會(huì)產(chǎn)生激烈的摩擦充陷。在這一微觀過程中，微波能量轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱量荠涂，使介質(zhì)溫度呈現(xiàn)為宏觀上的升高徊儿，這就是對(duì)微波加熱zui通俗的解釋。

    微波滅菌的原理是兩方面的裙靶，它既有熱效應(yīng)滅菌泼剩，又有非熱效應(yīng)滅菌，因此它具有雙重殺菌功能犹喜。微波加熱時(shí)瓜释，細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸成分等分子極性集團(tuán)，在微波場(chǎng)下高速旋轉(zhuǎn)险锻、振動(dòng)症慰，一方面加熱使細(xì)菌蛋白質(zhì)凝固而死亡；另一方面也可以使蛋白質(zhì)现喳、核酸變性而死亡凯傲。

    利用脈沖調(diào)制的微波能進(jìn)行殺菌試驗(yàn)，可以用較小的溫升達(dá)到殺菌的目的拿穴。這說明微波殺菌不只是熱力殺菌泣洞，還有非熱力致死細(xì)菌的能力忧风，這就是所謂的非熱效應(yīng)默色。根據(jù)這個(gè)原理，可以在極短的時(shí)間內(nèi)采用高于常規(guī)微波場(chǎng)能量密度的數(shù)倍或數(shù)十倍的脈沖微波能量狮腿，不但可以可靠殺死細(xì)菌腿宰，還可大大降低藥品溫升，降低設(shè)備的能耗缘厢。

1.2介質(zhì)材料與微波場(chǎng)的關(guān)系

    微波加熱干燥是介質(zhì)材料自身?yè)p耗電磁能量而加熱吃度。微波加熱的一個(gè)基本條件是：物料內(nèi)有能吸收微波的物質(zhì)，水是吸收微波很好的介質(zhì)贴硫，所以凡是含水的物質(zhì)必定會(huì)吸收微波椿每。對(duì)于金屬材料，電磁場(chǎng)不能投入內(nèi)部而是被反射出來英遭，所以金屬材料不能用微波加熱砂腰。

    有一部分介質(zhì)雖然是非極性分子組成，但也能在不同程度上吸收微波蔑氛，其原理可解釋為這種物質(zhì)分子在微波場(chǎng)下發(fā)生彈性變形而生熱潘娄。另一類介質(zhì)，他們基本上不吸收微波汇割，如聚四氟乙烯持拐、聚丙烯、聚乙烯恋得、聚砜塑料和玻璃啰哪、陶瓷等，他們能透過微波此妙，而不吸收微波侵宝，這類材料可作為加熱用的容器或支撐物。

    根據(jù)介質(zhì)材料與微波場(chǎng)之間的相互關(guān)系可分為四類：（1）導(dǎo)體殃通，該種物料（如金屬）能反射微波攘默，可用于貯存或引導(dǎo)微波，即導(dǎo)體可作為干燥室和波導(dǎo)的材料昔搂；（2）絕緣體玲销，也稱“無(wú)損耗介電體”输拇，幾乎所有的絕緣體不反射也不吸收微波，而微波可以穿透絕緣體贤斜，因此這些材料（如陶瓷策吠、玻璃、塑料等）可用作微波場(chǎng)中被加熱物料的支撐裝置瘩绒；（3）介電體猴抹，其特性介于前二者之間，它們中的絕大部分材料可叫做“有損耗介電體”锁荔，能不同程度地吸收微波能量蟀给，并將之化為熱量； （4）鐵磁體阳堕，它們也吸收跋理、反射和穿透微波，并同微波的磁場(chǎng)分量發(fā)生作用恬总，且產(chǎn)生熱量前普，這種材料常作為保護(hù)或扼流裝置的材料，用來防止微波能量的泄漏辱雅。 

    在微波加熱中麦荸，介質(zhì)發(fā)熱程度與微波頻率、電磁場(chǎng)強(qiáng)度怨颜、介質(zhì)自身的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗正切值等參數(shù)有關(guān)喷融。在微波加熱過程中，還存在一個(gè)穿透能力和加熱深度問題凫荡。什么叫穿透能力可剪？穿透能力就是電磁波穿入到介質(zhì)內(nèi)部的本領(lǐng)，電磁波從介質(zhì)的表面進(jìn)入并在其內(nèi)部傳播時(shí)功抠，由于能量不斷被吸收并轉(zhuǎn)化為熱登翩，它所攜帶的能量就隨著深入介質(zhì)表面的距離成指數(shù)規(guī)律衰減。微波的穿透能力要比紅外線大得多耘昙，其中915 MHz又比2 450 MHz的微波穿透深度大沈路。

1.3微波加熱滅菌對(duì)物料的要求

    由于微波加熱滅菌是與物料的水分直接相關(guān)，因此物料中應(yīng)含有適量的水分谓墨，有報(bào)道說加六，當(dāng)物料中的水分低于10％時(shí)，其滅菌效果不明顯怒见。

    微波干燥或滅菌時(shí)俗慈，物料中的水分應(yīng)均勻，不宜出現(xiàn)局部的過濕或過干現(xiàn)象，這樣可能由于局部的溫度升高劇烈闺阱，導(dǎo)致物料的部分焦化炮车。

    微波對(duì)不同的物料可能會(huì)出現(xiàn)的不同的穿透能力，如對(duì)水的穿透能力為2～3 cm酣溃，因此在物料的干燥或滅菌時(shí)瘦穆，都應(yīng)采取動(dòng)態(tài)的物料為好，如適宜的攪拌或翻動(dòng)赊豌。

2 微波干燥滅菌在中藥生產(chǎn)的應(yīng)用

2.1藥材干燥與殺菌保鮮

    國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)設(shè)備可用于中藥材的干燥扛或、低溫滅菌、防霉碘饼、殺菌保鮮等熙兔。微波干燥可殺滅微生物和霉菌，并具有消毒作用派昧，使藥材達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)惯慎，并能防止藥材在貯藏過程中發(fā)霉和生蟲。使用微波干燥可連續(xù)性進(jìn)行藥材的干燥酬苇，適用于工業(yè)化的生產(chǎn)加工，在干燥的同時(shí)進(jìn)行殺菌给番，使用本方法滅菌的藥材保質(zhì)期相對(duì)較長(zhǎng)蚤件。

    可用于新鮮中藥材殺菌保鮮，微波滅菌由于低溫滅菌狞绰，未破壞新鮮藥材的結(jié)構(gòu)外形完株，使新鮮藥材的保鮮加工方法更*和變得簡(jiǎn)單易行。對(duì)新鮮藥材通過微波真空冷凍脫水峦夺，可使藥材快速干燥颁殃，有效成分保留完整，為中藥飲片加工提供了新的生產(chǎn)加工方法拄屈。

    微波干燥的藥材由于在干燥過程中水分加熱氣化形成一定的壓力显钙，可迅速?zèng)_破細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞膜破裂斋值，因此藥材的提取過程可相對(duì)縮短绑雄，有效成分的浸出可進(jìn)一步提高，收膏率亦相應(yīng)提高奥邮。

    在中藥材干燥中應(yīng)用万牺，如微波在膽汁干燥中的應(yīng)用，傳統(tǒng)的膽汁陰干需要12 h的時(shí)間洽腺，應(yīng)用微波干燥僅需要15 min脚粟；在花類藥材干燥中，應(yīng)用微波-氣流干燥技術(shù)，首先應(yīng)用微波對(duì)花類藥材進(jìn)行初步干燥核无，再進(jìn)行氣流干燥通殃，克服了傳統(tǒng)干燥法造成的花瓣過度干燥，使花瓣脫落的不足厕宗，提高了藥材品質(zhì)画舌；在中藥炮制方面，應(yīng)用微波干燥可以克服傳統(tǒng)加熱方法火候不易控制的問題已慢，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量曲聂，促進(jìn)中藥現(xiàn)代化，可使炮制藥材質(zhì)地疏松佑惠，有效成分溶出率增大侠呛，破壞藥材中的毒性成分等。