一种隧道式微波灭菌装置及利用微波对淀粉类原料进行灭菌的方法与流程

本发明属于微波灭菌技术领域，具体涉及一种隧道式微波灭菌装置及利用微波对淀粉类原料进行灭菌的方法。

背景技术：

目前，国内外较常用的食品灭菌技术主要以传统的热杀菌为主，但热杀菌在加热的同时食品的品质和营养成分也会受到一定程度的破坏。因此，一些新的杀菌技术如超高压杀菌、脉冲电场杀菌、微波杀菌等备受关注。

微波是电磁波的一种，目前我国食品工业中常用的微波频率为915mhz和2450mhz，其中微波炉一般为2450mhz，穿透力强，主要用于干燥、解冻等，工业加工中常用915mhz,加热能力强，主要用于杀菌。

微波杀菌的机理主要包括热效应和非热效应。热效应是微波电磁场中的能量在微生物体内转化为热量后使其快速升温，致死微生物；非热效应则是微生物组成蛋白质和生理活性物质发生变异失去生理功能，从而丧失活力或死亡。非热效应可加速微生物的死亡。

微波杀菌工艺主要有连续微波杀菌和脉冲微波杀菌技术。连续微波杀菌主要利用了微波的热效应，用于食品的巴氏杀菌和高温短时杀菌，在国内外杀菌技术中已得到广泛应用。脉冲微波杀菌主要是利用微波的非热效应，低温条件下对食品进行杀菌，对于热敏性物料来说具有其他方法不可比拟的优势。

与传统杀菌方法相比，微波杀菌有很多优点：

(1)加热时间短

热力杀菌主要通过热传导方式由表及里渐次加热，需要时间长。微波利用其透射作用，以热效应和非热效应共同作用，使食品内外均匀、迅速升温杀灭细菌，处理时间大大缩短，在强功率的密度强度下，只要几秒至数十秒即达到满意效果。

(2)灭菌均匀彻底

热力杀菌是从物料表面开始，通过热传导，从食品表面传至内部，内外受热不均匀，存在温差梯度，造成内外杀菌效果不一致。微波杀菌时，物料内外都能均匀渗透电磁波，表面与内部同时受热产生热量，且热效应和非热效应共同作用，杀菌效果好。

(3)保持食品的风味和营养成分

传统热力杀菌处理时间长，容易造成营养流失。微波杀菌是通过热效应和非热效应共同作用的，能在较低的温度、较短的时间内就能获得较好的杀菌效果，减少营养流失，更好的保持食品原有的风味和营养成分等。

(4)节能高效、安全无害

传统热力杀菌需要通过环境或传热介质，才能把热量传至食品；而微波加热灭菌时，微波可直接使食品内部介质分子产生热效应，设备本身不吸收或只吸收极少能量，能量损失少，效率高，节省能源。另外，微波加热灭菌时无废水、废气、废物产生，也无辐射遗留物存在，既不污染食品，也不污染环境。是一种十分安全无害的高新技术。

芽孢杆菌是一类能形成芽孢的杆菌或球菌，菌种不同耐热性也不同，有的甚至能耐受100℃及以上的高温。传统的热力杀菌难以完全杀灭芽孢杆菌及其芽孢，会给食品质量带来一定影响。微波杀菌穿透力强、效率高、时间短、杀菌均匀彻底，而且能够较好地保持物料的色、香、味及营养成分。目前，微波杀菌技术已经广泛应用于食品工业领域，如果蔬、肉制品、乳制品等，很大程度上促进食品工业的发展，研究和应用前景十分广阔。利用微波对固体物料进行杀菌的研究报道相对比较少，尤其是利用微波杀灭淀粉类原料中芽孢杆菌的研究。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种隧道式微波灭菌装置及利用微波对淀粉类原料进行灭菌的方法。本发明的利用微波对淀粉类原料进行灭菌的方法，效率高、时间短、杀菌均匀彻底，延长了淀粉类原料的保存期，能减少营养流失，较好地保持物料的色、香、味及营养成分，而且节能高效、安全无害，应用前景十分广阔。

本发明的第一个目的是提供一种隧道式微波灭菌装置，包括支架，所述的支架上设有物料输送机构和微波灭菌隧道，所述的物料输送机构包括输送带和皮带动力装置，所述的输送带穿过微波灭菌隧道，所述的微波灭菌隧道上设有可视门和微波发生器，所述的可视门上设有开门自动断电保护装置，所述的输送带输送端的上部和下部分别设有振动进料斗和防跑偏装置，所述的振动进料斗和输送带之间设有可调式刮料器，所述的可调式刮料器上设有进料高度控制装置，所述的输送带输出端的下部设有出料斗。

优选，所述的微波灭菌隧道的进料口和出料口分别设有进料口微波抑制器和出料口微波抑制器。

本发明的第二个目的是提供一种利用微波对淀粉类原料进行灭菌的方法，包括以下步骤：将淀粉类原料置于所述的隧道式微波灭菌装置的振动进料斗中，开启隧道式微波灭菌装置进行灭菌，淀粉类原料灭菌条件为：微波功率为800-2000kw，灭菌温度为40-90℃，灭菌时间为120-300s，淀粉类原料传送速度为1-5m/min，淀粉类原料进料高度≤80mm。

优选，若淀粉类原料为热敏性淀粉类原料，则灭菌温度为40℃，若淀粉类原料为非热敏性淀粉类原料，则灭菌温度为70-90℃。

当淀粉类原料为粉状原料，则采用输送带传送，当淀粉类原料为半固体原料时，采用塑料托盘装载半固体原料，置于输送带上传送。

本发明的隧道式微波灭菌装置，可以根据物料性质通过可调式刮料器和进料高度控制装置改变物料在输送带上的进料高度，从而对不同物料都具有良好的灭菌效果，尤其是对含有芽孢杆菌的物料具有显著的灭菌效果。本发明的利用微波对淀粉类原料进行灭菌的方法，根据待灭菌淀粉类原料的性质确定物料的进料、传输方式，通过调节微波功率、灭菌时间、物料传送速度和物料进料高度等工艺参数控制微波的灭菌效果。该灭菌方法效率高、时间短、杀菌均匀，针对淀粉类原料中的微生物尤其是芽孢杆菌，杀菌效果良好，杀菌杀霉率达99-100％，延长了淀粉类原料的保存期，减少了营养流失，较好地保持物料的色、香、味及营养成分，而且节能高效、安全无害，应用前景十分广阔。

附图说明：

图1是本发明的隧道式微波灭菌装置的结构示意图；

其中，1、支架；2、物料输送机构；21、输送带；22、皮带动力装置；3、微波灭菌隧道；4、可视门；5、微波发生器；6、进料口微波抑制器；7、出料口微波抑制器；8、振动进料斗；9、防跑偏装置；10、可调式刮料器；11、出料斗。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

如图1所示，本发明的隧道式微波灭菌装置，包括支架1，支架1上设有物料输送机构2和微波灭菌隧道3，物料输送机构2包括输送带21和皮带动力装置22，输送带21穿过微波灭菌隧道3，可以将物料传送到微波灭菌隧道2内进行灭菌。微波灭菌隧道3上设有可视门4和微波发生器5，微波发生器的微波频率为2450mhz，可视门4上设有开门自动断电保护装置，可以随时对微波灭菌隧道3内部的情况进行查看，还可以对微波灭菌隧道3进行检修，当打开可视门4时自动断电，有效防止微波的泄露。微波灭菌隧道3的进料口和出料口分别设有进料口微波抑制器6和出料口微波抑制器7，可以防止微波泄露。输送带21输送端的上部设有振动进料斗8，输送带21输送端的下部设有防止输送带21跑偏的防跑偏装置9。振动进料斗8和输送带21之间设有可调式刮料器10，可调式刮料器10上设有进料高度控制装置，能将物料刮平并控制物料进料高度。输送带21输出端的下部设有出料斗11。

利用微波对山药粉进行灭菌，包括以下步骤：

a)打开隧道式微波灭菌装置总电源开关，设定微波功率：800kw；杀菌时间：300秒；传送速度：5m/min；进料高度：30mm；灭菌温度：40℃，开启微波灭菌；

b)将山药粉投入振动进料斗，落入输送带上进行传送，经可调式刮料器刮平并调整进料高度，穿过进料口微波抑制器传送至微波灭菌隧道内进行微波灭菌，灭菌结束后穿过出料口微波抑制器传送至出料斗排出，实现了山药粉的连续式传送灭菌。

利用微波对山药粉进行灭菌，效率高、时间短、杀菌均匀，对山药粉中的微生物尤其是芽孢杆菌，杀菌效果良好，且保持了山药粉的色、香、味及营养成分，节能高效、安全无害，应用前景十分广阔。

实施例2：

利用微波对薏米粉进行灭菌，包括以下步骤：

a)打开实施例1的隧道式微波灭菌装置总电源开关，设定微波功率：2000kw；杀菌时间：120秒；传送速度：1m/min；进料高度：80mm；灭菌温度：90℃，开启微波灭菌；

b)将薏米粉投入振动进料斗，落入输送带上进行传送，经可调式刮料器刮平并调整进料高度，穿过进料口微波抑制器传送至微波灭菌隧道内进行微波灭菌，灭菌结束后穿过出料口微波抑制器传送至出料斗排出，实现了薏米粉的连续式传送灭菌。

利用微波对薏米粉进行灭菌，效率高、时间短、杀菌均匀，对薏米粉中的微生物尤其是芽孢杆菌，杀菌效果良好，且保持了薏米粉的色、香、味及营养成分，节能高效、安全无害，应用前景十分广阔。

实施例3：

利用微波对红豆粉进行灭菌，包括以下步骤：

a)打开实施例1的隧道式微波灭菌装置总电源开关，设定微波功率：1000kw；杀菌时间：240秒；传送速度：3m/min；进料高度：80mm；灭菌温度：70℃，开启微波灭菌；

b)将红豆粉投入振动进料斗，落入输送带上进行传送，经可调式刮料器刮平并调整进料高度，穿过进料口微波抑制器传送至微波灭菌隧道内进行微波灭菌，灭菌结束后穿过出料口微波抑制器传送至出料斗排出，实现了红豆粉的连续式传送灭菌。

利用微波对红豆粉进行灭菌，效率高、时间短、杀菌均匀，对红豆粉中的微生物尤其是芽孢杆菌，杀菌效果良好，且保持了红豆粉的色、香、味及营养成分，节能高效、安全无害，应用前景十分广阔。

实施例4：

利用微波对椰浆进行灭菌，包括以下步骤：

a)打开实施例1的隧道式微波灭菌装置总电源开关，设定微波功率：1200kw；杀菌时间：180秒；传送速度：2m/min；进料高度：20mm；灭菌温度：40℃，开启微波灭菌；

b)将椰浆投入振动进料斗，流到输送带上的塑料托盘中进行间歇式传送，调整进料高度为20mm，穿过进料口微波抑制器传送至微波灭菌隧道内进行微波灭菌，灭菌结束后穿过出料口微波抑制器传送至出料斗排出，实现了椰浆的间歇式传送灭菌。

利用微波对椰浆进行灭菌，效率高、时间短、杀菌均匀，对椰浆中的微生物尤其是芽孢杆菌，杀菌效果良好，且保持了椰浆的色、香、味及营养成分，节能高效、安全无害，应用前景十分广阔。