微波消毒microwave sterilization

系近年新采用的一种物理灭菌方法。此法是由于微波可使偶极子快速运动，而使物品内外同时产热，升温极快，消毒时间由原来60～120分钟，短缩至5～20分钟即可，多用于玻璃器皿消毒，可代替某些干热灭菌。

微波消毒

微波属于非电离辐射，一般指波长为0.001～1m，频率为300～300,000MHz的电磁波。1930年前后，曾初步研究其对微生物的作用。40年代后期，发展为具有一定特点的消毒方法。60年代后，微波消毒已于多方面得到推广应用。消毒时，常用915MHz和2450MHz两种频率的微波。
微波的杀菌作用原理，主要有两种观点：
❶认为只是由于热效应；
❷认为除热效应外，尚有非热效应，即微波本身具有的特殊杀菌作用。目前，热效应作用已肯定，非热效应作用尚在研究中。微波的热效应通常解释如下： 物质的每个分子均带有正负电荷，如果分子两端电荷相反电量相等即成为偶极子。在一般情况下，介质内的分子作不规则运动，偶极子排列无一定取向。若物品在微波作用下，其内部偶极子沿外加电场方向取向排列。当外加电场为高频交变电场，则物品中偶极子的取向也以相同频率随着改变。这种高速运动使分子互相间产生类似摩擦的作用，由之使温度升高。水是使微波产生热效应的良好介质。
消毒应用的微波加热器主要是驻波场谐振腔加热器。驻波是由两个振幅相同的相干波在同一直线上沿相反方向引进时叠加而成的波。由驻波构成的波场称为驻波场。谐振腔相当于声学中的共鸣箱。当输入微波的频率等于谐振腔的频率，腔内即激起强烈振荡。利用谐振腔内驻波场加热的微波装置叫做驻波场谐振腔加热器。此类加热器可分为炉式和连续式两种。炉式微波加热器又称微波炉或微波箱(见图1)。此类装置，微波能泄漏少，利用率高，适于分次处理各种形状不规则的物品。连续式微波加热器(见图2)，适于对物品进行连续处理，效率较高。

图1炉式微波加热器示意图

1.微波源 2.波导管 3.搅拌器 4.门 5.消毒物品

图2 连续式微波加热器示意图

1.滚筒 2.微波源 3.波导管 4.搅拌器 5.传送带6.反射板 7.消毒物品
影响微波消毒的因素较多。当频率高时，加热速度快，消毒时间短，但其穿透浅，适于处理小件或厚度不大的物品。当频率低时，则穿透深，可处理较大物品，但其加热速度慢，所需消毒时间长。一定条件下，微波输出的功率愈大，杀菌作用愈强，所需消毒时间愈短。但微波输出功率应与被消毒物品相匹配，小量物品使用过高功率，除浪费热能外，尚可损坏磁控管。易于使电场能量转变为热能的介质，如水和含水量高的物品，较易用微波消毒。大多数绝缘体，如玻璃、陶瓷以及聚四氟乙烯和聚丙烯等塑料制品，微波可大部分透过，很少产热。大多数良导体，如铜、银、铝等金属，微波全被反射，亦不产热。后两类物品用微波照射，一般不能达到消毒目的，只有将其放入水或水蒸汽中 (相对湿度不低于50%)，借水分子升高的温度，才能使之达到消毒。物品温度较低或数量较多，杀菌需照射的时间亦较长。需对内部进行消毒的物品，其厚度一般不应大于微波对该物品的穿透深度。所谓穿透深度是指微波穿透到物体内部时，能量密度减少到物体表面微波能量密度的13.6%的距离。在可进行多方位照射的微波加热器中，物品厚度也不宜大于穿透深度的一倍。液态物质，因流动性好，热传导快，厚度可适当增加。
微波使物品内外温度同时均匀升高，因此可缩短消毒时间，减轻物品损坏。由于微波有一定穿透作用，故可将物品事先装于塑料、玻璃或陶瓷容器内，以防消毒后再污染。本消毒法已用于食品和医疗药械的处理。
长期接触微波可使睾丸损伤，眼睛晶状体混浊，神经功能紊乱。防护措施主要有：
❶设置金属屏蔽；
❷穿戴特制个人防护用品；
❸限制暴露时间。

微波 (2450MHz)照射灭菌剂量

物 品	输出功率 (kW)	照射时间 (s)
瓶装糖水桔子 瓶装猪排 医疗器械包（预湿） 敷料包（预湿） 瓶装琼脂培养基 安瓿注射液	1.0 0.7 0.7 3.6 3.0 4.0	140 140 600 1200 420 20