龙胆草微波真空干燥特性及模型研究.pdf

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1、陕西农业科学2014，60(3)：18—22ShaanxiJoumalofAgriculturalSciences龙胆草微波真空干燥特性及模型研究徐峰。王蔚，王聪。孙卓(吉林省农业机械研究院农产品加工所，吉林长春130022)摘要：针对龙胆草微波真空干燥过程中含水率在线检测困难的问题，运用试验技术与回归分析方法，对龙胆草微波真空干燥模型进行研究。分析了干燥因素(微波强度、真空度及初始含水率)与干燥速率的关系，根据实验数据及曲线建立了龙胆草微波真空干燥的水份比与干燥时间关系的动力学模型。最后通过实验对模型进行数据拟合检验，结果证实所建立的干燥模型预测数值与试验实际测得数值拟合良好，该干燥模型可以

2、预测龙胆草在微波真空干燥过程中的含水率，可为龙胆草微波真空连续干燥设备的设计提供理论依据和技术支持。关键词：农产品；龙胆草；微波；真空；干燥；模型信北药种植有限公司种植的龙胆草，挑选根茎粗0引言大饱满，平均含水率为60％～70％的新鲜龙胆龙胆草是龙胆科多年生草本植物，以根和根草，在低温保湿的条件下贮运。茎入药。是主治肝炎、风湿和胃炎等疾病的常用原料预处理：新鲜龙胆草经严格挑选后进入药材13。药用的龙胆草多为干制品。龙胆草现清洗机清洗，沥干水分，保持低温通风，注意尽量有的干燥方法主要是采用常温晾晒或机械干燥，保持龙胆草的含水率不变。机械干燥的方法多为热风对流干燥。这种干燥方1．2试验仪器与设备法

3、不足之处是干燥时间长，干燥过程中龙胆草的试验选用的干燥设备是由广州越能工业微波温度和湿度得不到有效控制，而且干燥过程会损设备有限公司生产的微波真空干燥设备，型号为：失物料。同时，龙胆草在干燥过程中药用成分流YNWB一3D一4ZG；恒温干燥箱；精密分析天平；失严重，干燥后的龙胆草的色相也不好。电子天平，计时器。针对上述龙胆草传统干燥方法的缺点，我们1．3实验方法将微波真空干燥技术引入到龙胆草的干燥过程。根据微波真空干燥设备的要求，取一定量预微波真空干燥技术具有加热速度快，干燥温度低，处理后的龙胆草，均匀平铺在物料托盘内，分别采干燥速度快的优点而各行各业都有加大的应用不同的微波强度、真空度和龙胆草

4、初始含水率用。目前，国内外学者将微波真空干燥技术用于进行干燥试验，每半分钟(30s)记录样品质量，直葡萄、红莓、胡萝卜、苹果、土豆片、香菇、银耳等产至样品含水率低于9％为止。品的干燥生产中I9J。没有在龙胆草的干燥过程1．3．1干燥试验设计选取微波强度、真空度、中应用该技术相关文献的报到。及预处理后龙胆草的初始含水率为试验因素，探我们将对龙胆草微波真空干燥进行试验研索微波强度、真空度及初始含水率等因素与龙胆究，分析微波强度、真空度和龙胆草初始含水率各草失水速率的关系，具体试验方案如表1所示。个因素对干燥速率的影响，运用回归分析方法对1．3．2各因素参数的测定微波强度、初始含水实验数据进行整理，

5、建立龙胆草微波真空干燥模量及失水速率的计算公式分别如下。型，为龙胆草微波真空干燥技术应用提供理论1)微波强度依据。微波强度是通过微波功率和干燥物料质量得到的，故又称单位质量接收功率。计算公式为：1材料与方法P=W／m0(1)1．1试验材料式中：P——微波强度，W／g；w——微波功率，W；试验材料选用产自吉林省柳河县由柳河县恒In。——物料初始质量，g。收稿日期：2013—10-30修回日期：2013—11-20项目基金：吉林省科技发展计划资助项目(20120905)。第一作者简介：徐峰(1977一)，男，吉林省长春人，高级工程师，主要从事农业机械及自动化方向的研究。·18·徐峰，等：龙胆草微波

6、真空干燥特性及模型研究表1龙胆草微波真空干燥试验方案1所示。图中描述了龙胆草在装载量1kg。真空度0．07MPa时，装载厚度8cm条件下，相同初始含水率，不同微波功强度条件下的干燥曲线和失水速率曲线。由图1a可以分析出，当其他参数一定，调整微波强度，龙胆草干燥时间会随着发生变化，而且变化方向相反，即反比例关系变化。适度的增加微波强度，有利于增加传质与热传效率，可以减少干燥时间和提高干燥效率，但是过高的微波强度会引起龙胆草根内部膨化、发泡，降低龙胆草的质量，还会使龙胆草组织内部失水过快，热量累计造2)含水量成焦化及干燥不均现象。含水量的测定方法参照[10]方法测定，计算由图lb可以分析出，龙胆草

7、微波真空干燥过5O公式为：程有3个阶段：加速、恒速和降速干燥阶段。在加W=((m一)／m)×100(2)速干燥阶段，微波强度越大，曲线越陡，说明此．阶式中：——物料干基含水量，％；mg——干物质口IⅢ．∞一＼瓣嘲段干燥速度随着微波强度增强在加快；在恒速干量，g；m——物料t时刻的质量，g。O燥阶段，龙胆草的干燥速度基本保持恒定。但是，3)失水速率微波强度大的曲线在上方，干燥速度快，说明微波卵=Am