灭菌那点事（20）

6、内吸

应该是关于本话题最高潮的内容了。

内吸和外吐是两个必然的过程，这个说穿了叫原料的呼吸，很多人对此的关心其实太过广泛了，实际上即使没有灭菌过程，正常环境状态下的原料也要呼吸的。而且呼吸有两种，一种是环境变化造成的，一种是浓度差异造成的。

为什么大家会如此重视内吸，而不是重视原料呼吸？当然是想当然认为吸就是进气，所以连带着就把杂菌吸进去了。这种机械的观点仍旧是犯了一个老错误——忽视了气体进出速度的量和杂菌基数的量以及时间。

在《南北木耳制袋套路大pk（1）》里面，我就谈到了封口方法和杂菌基数对污染影响的一个比喻，这个比喻在培养过程和冷却过程都适合，因为速度较快的内吸仅仅发生在100℃至以下这一段小范围。其他时候的内吸速度，随着料温的下降而降低，当料温气温差小于某个程度的时候，大体上机械力造成的内吸速度就基本上可以忽略了。这个温度是多少，没有相关试验报告可以参考，以我个人经验认为与环境温度相差小于10℃左右时，这个问题就不大了，相反此时如果气温高于料温，未必就不发生污染。2003年我在深圳某工厂处理大规模污染问题时，其原因就根本无关内吸，因为那个问题出现时气温多数情况是高于料温的。

所以关于内吸的问题，核心在于内吸速度比较大的时候，环境杂菌基数必须很小，如果做不到，就控制内吸速度，当然也就是控制冷却速度。

所幸在灭菌方法上，最严重的内吸发生于带压灭菌模式，而带压灭菌模式基本上都是有规模的，也就意味着有净化条件控制杂菌基数。当然即使没有净化条件，也未必就问题很大，只是一定要在操作上防止发生剧烈的那个短暂被开放。

①、内吸的原因

之所以会发生内吸，本质上是原料存在空隙，空隙里不会是真空，必须要有气体填充，在100℃以上时，我们认为这里面完全是水蒸气（实际上不能绝对化，但空气的比例可以忽略），然后随着温度的下降水蒸气比例越来越低，在水蒸气比例降低的同时必须补充空气进气，这就是内吸的最主要问题。

②、热胀冷缩

在较低温度的时候，空隙里即使相对湿度为100%，其水蒸气的实际比例也不高，这个时候气体进出的更大原因是温度变化，只不过这种变化的速度极慢，因此引发的内吸速度也是极慢的。

③、机械外力

这个被忽视的项目，其实是影响最大的事情，但几乎很少人考虑，因为人们被冷却的内吸掩盖了对机械外力内吸的关注。机械外力造成的内吸有两个环节，一个是运输操作环节，另一个是接种操作环节。

外力形变后容器弹性回复是最可怕的内吸，因为在实现这个操作的同时环境可能已经相对开放了，而这种机械力导致的内吸力度比温度变化的内吸力要强许多。

④、瞬间压变

这是指当原料所处环境在100℃临界状态下的情况。实际上由于环境气压的关系，这个温度应该理解为内外压力平衡时的温度，应该是100℃左右，而非绝对的100℃。

在这个瞬间，要发生两个较快的变化，第一个是原料空隙里的水蒸气失热冷凝，一下子出现负压，紧接着由于负压，环境空气快速进入（这是最容易出问题的时候），但空气进入后，受热膨胀，马上又呈正压排出，如此反复然后逐渐趋于平衡。

⑤、消除剧烈压变

如何让整个原料安全渡过压变的时段，核心的方法仍旧是环境洁净和气流减速。洁净是依靠空气净化过滤解决，而减速实际上也是通过缓和的冷却来实现。也就是说在冷却过程里，从100℃略高至100℃略低的范围，冷却速度慢，是解决内吸污染的第一道关，要让容器内吸发生于与环境温差极小的条件下。那么除了停止人为冷却手段的运行外，另一个重要的措施是不能在这个时候打开灭菌锅，进气通过从净化环境入口和经过滤双重保险。

绝大部分工厂化的食用菌灭菌设备没有考虑该项附属功能的整合。

（待续）