牛大力切片熱風(fēng)干燥特性及其動(dòng)力學(xué)模型建立

方良材 吳釗龍 劉夢(mèng)姣 黃衛(wèi)萍 黃浩 劉雨湘 雷東東 黃小妹

摘要：【目的】探討不同熱風(fēng)溫度、切片厚度及裝載量對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥速率的影響，并建立牛大力切片熱風(fēng)干燥動(dòng)力學(xué)模型，為牛大力干燥工藝探索提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳詿犸L(fēng)溫度（50、60、70、80 ℃）、切片厚度（2、4、6、8 mm）和裝載量（100、200、300 g）為考察因素，實(shí)時(shí)測(cè)定各條件下牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程中水分變化，對(duì)常見(jiàn)的5種干燥模型進(jìn)行篩選，并計(jì)算干燥過(guò)程中的有效水分?jǐn)U散系數(shù)和活化能?！窘Y(jié)果】隨著熱風(fēng)溫度的升高，切片厚度和裝載量的降低，牛大力切片的干基含水量明顯減少，干燥速率明顯增加。牛大力切片在熱風(fēng)干燥過(guò)程分為加速和降速2個(gè)階段，其中大部分干燥過(guò)程為降速階段。牛大力切片熱風(fēng)干燥動(dòng)力學(xué)模型符合Page模型，該模型預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值擬合度較高（R2=0.969），擬合方程為ln（-lnMR）=-3.174-0.242H+0.029T-0.006L+（0.721+0.015H+0.002T）lnt，可求得k=e-3.174-0.242H+0.029T-0.006L，n=0.721+0.015H+0.002T，不同干燥條件下牛大力切片的有效水分?jǐn)U散系數(shù)在1.62114×10-10～12.96913×10-10 m2/s，均隨著熱風(fēng)溫度的升高和切片厚度的增加，總體呈上升趨勢(shì);活化能為60.7388 kJ/mol?！窘Y(jié)論】Page模型可較好地描述不同切片厚度的牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程中水分的變化規(guī)律，且通過(guò)擬合方程能較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熱風(fēng)干燥過(guò)程中某時(shí)刻牛大力切片的水分比。

關(guān)鍵詞： 牛大力;熱風(fēng)干燥;干燥速率;動(dòng)力學(xué)模型

Abstract：【Objective】To explore the influence of different hot air temperatures，slice thicknesses and material loads on Millettia speciosa Champ. slice hot air drying rate，establish model of thermal wind drying kinetic，and provide referen-ce for perfecting M. speciosa Champ. drying processing technology. 【Method】Taking hot air temperature（50，60，70，80 ℃），slice thickness（2，4，6，8 mm） and material load（100，200，300 g） as investigating factors，real-time measurement of moisture changes during hot air drying of M. speciosa Champ. slices under various conditions. The 5 kinds of drying models were screened and fitted，calculated the effective water diffusion coefficient and theactivation energy in the drying process. 【Result】With the increase of the hot air temperature， the slice thickness and material load? decreased，the moisture content of dry basis was greatly reduced，and the drying rate was greatly increased. The hot-air drying process of M. specio-sa Champ. slices was divided into two stages：acceleration and deceleration，and most of the drying process was the dece-leration stage. The kinetic model of hot-air drying of M. speciosa Champ. slices conformed to the Page model，and the predicted value of the Page model had a good fit with the experimental value（R2=0.969）. the fitting equation ln（-lnMR）= -3.174-0.242H+0.029T-0.006L+（0.721+0.015H+0.002T）lnt，k=e-3.174-0.242H+0.029T-0.006L，n=0.721+0.015H+0.002T，the effective diffusion coefficient Deff of M. speciosa Champ. under different drying conditions was 1.62114×10-10-12.96913×10-10 m2/s，with the increase of hot air temperature and slice thickness，the material load decreased，and the overall trend was increa-sing，and the activation energy was 60.7388 kJ/mol. 【Conclusion】The Page model can better reflect the moisture change law of hot air drying process of M.speciosa Champ. slice with different slice thicknesses，and by fitting the equation，the content of water ratio in the hot air drying process at a certain time can be accurately predicted.

Key words： Millettia speciosa Champ.; hot-air drying; drying rate; kinetic model

0 引言

【研究意義】牛大力為豆科崖豆藤屬植物，又名美麗崖豆藤（Millettia speciosa Champ.），其根可入藥，是我國(guó)海南、廣東、廣西等地常用的藥食兩用植物（黃浩等，2016;曹海麗等，2019;劉雅蘭等，2019）。牛大力根部含多種化學(xué)成分，包括黃酮類、苯丙素類、萜類和多糖等，具有提高免疫力、抗疲勞、抗氧化、抗腫瘤、消炎、祛痰、鎮(zhèn)咳、平喘及保肝等功效（趙強(qiáng)忠等，2015;陳晨等，2016;蘇芬麗等，2019）。牛大力入藥部位是根莖，含水量較大，采后易變暗和發(fā)霉，有效成分在貯存過(guò)程中穩(wěn)定性降低，甚至可能產(chǎn)生毒性，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求（楊璽文等，2016）。干燥是有利于保存中藥材的方式之一，而熱風(fēng)干燥是藥材主產(chǎn)區(qū)的常用方法之一，具有干燥速度快，不受天氣等自然因素的影響，非常適合工業(yè)化、規(guī)?；a(chǎn)等特點(diǎn)（楊亮，2019;桂青等，2021）。因此，研究牛大力熱風(fēng)干燥，延長(zhǎng)其保質(zhì)期，對(duì)促進(jìn)牛大力產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】牛大力主要在多糖（馮夢(mèng)瑩，2015;曹志方，2016;蘇芬麗等，2019）和脂溶性成分（陳德力等，2015）等化學(xué)成分方面研究較多，尚未見(jiàn)對(duì)牛大力進(jìn)行熱風(fēng)干燥的研究報(bào)道。目前，熱風(fēng)干燥在其他藥材得到廣泛研究。孟岳成等（2014）選用常見(jiàn)的8個(gè)薄層干燥模型進(jìn)行擬合，經(jīng)對(duì)比選定Modified Page作為姜片干燥過(guò)程的最優(yōu)模型，姜片的有效水分?jǐn)U散系數(shù)在1.763×10-8～1.054×10-7 m2/s，其活化能為35.23 kJ/mol（R2=0.9480）。張衛(wèi)鵬等（2015）分別采用自然晾曬、普通熱風(fēng)干燥、真空脈動(dòng)干燥和氣體射流沖擊干燥方法對(duì)茯苓進(jìn)行干燥，并對(duì)其干燥過(guò)程進(jìn)行擬合，研究干燥特性及建立Weibull函數(shù)動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)果表明，水分?jǐn)U散系數(shù)為3.90×10-9～20.40×10-9 m2/s，干燥活化能為29.45～40.09 kJ/mol。杜偉鋒等（2019）研究延胡索熱風(fēng)干燥特性及動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)果表明，Modified Page模型對(duì)干燥過(guò)程的擬合度較好，水分有效擴(kuò)散系數(shù)為3.972×10-10～1.362×10-9 m2/s，活化能為30.17 kJ/mol。張雪峰（2020）采用Weibull分布函數(shù)對(duì)黃芪熱風(fēng)干燥的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析，結(jié)果表明，尺度參數(shù)α值與熱風(fēng)溫度和熱風(fēng)風(fēng)速呈負(fù)相關(guān)，與切片厚度呈正相關(guān)，干燥前期可適當(dāng)提高熱風(fēng)溫度以保持較高的干燥速率;形狀參數(shù)β值均小于1，表明黃芪的熱風(fēng)干燥過(guò)程為較典型的降速干燥過(guò)程，其活化能為47.174 kJ/mol?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】目前尚未見(jiàn)針對(duì)牛大力切片進(jìn)行熱風(fēng)干燥，并建立動(dòng)力學(xué)模型的相關(guān)報(bào)道。【擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題】通過(guò)測(cè)定不同熱風(fēng)溫度、切片厚度和裝載量下牛大力切片熱風(fēng)干燥曲線和干燥速率曲線，探討3個(gè)因素對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥速率的影響，并通過(guò)建立牛大力切片熱風(fēng)干燥動(dòng)力學(xué)模型，掌握其干燥過(guò)程中的水分?jǐn)U散系數(shù)有效值和活化能，為牛大力干燥工藝探索提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料購(gòu)自廣西玉林市中藥材市場(chǎng)，為5年生同一批次采收的新鮮干凈牛大力塊根。主要儀器設(shè)備：電恒溫鼓風(fēng)干燥箱（型號(hào)DHG-9246A，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、電子水分測(cè)定儀（型號(hào)DHS-20A，寧波市鄞州華豐電子儀器廠）、電子天平（型號(hào)JJ500，常熟市雙杰測(cè)試儀器廠）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 加工流程 新鮮牛大力→清洗干凈→不同厚度切片→稱量→擺盤→熱風(fēng)干燥→干燥樣品。

1. 2. 2 熱風(fēng)溫度對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性的影響 固定牛大力切片厚度4 mm、裝載量200 g，將牛大力切片均勻攤開(kāi)，分別記錄熱風(fēng)溫度50、60、70和80 ℃對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性的影響。每隔10 min記錄1次牛大力切片重量，干燥至干基含水量小于5%為止，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值，下同。

1. 2. 3 切片厚度對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性的影響 固定熱風(fēng)溫度60 ℃、裝載量200 g，將牛大力切片均勻攤開(kāi)，分別記錄切片厚度2、4、6和8 mm對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性的影響。

1. 2. 4 裝載量對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性的影響

固定熱風(fēng)溫度60 ℃、切片厚度4 mm，將牛大力切片均勻攤開(kāi)，分別記錄裝載量100、200和300 g對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性的影響。

1. 2. 5 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1. 2. 5. 1 含水量和絕干物料重量測(cè)定 采用電子水分測(cè)定儀對(duì)牛大力切片含水量進(jìn)行測(cè)定，重復(fù)3次后取平均值，測(cè)得牛大力切片初始濕基含水量為61.76%。由公式GC=G0（1-w0）[GC表示牛大力切片絕干物料重量（g），G0表示牛大力切片初始重量（g），w0表示牛大力切片初始濕基含水量（g/g）]計(jì)算獲得牛大力切片絕干物料重量為76.49 g;由公式Xt=（Gt-76.49）/76.49[Xt表示牛大力切片熱風(fēng)干燥至t時(shí)刻的干基含水量（g/g），Gt表示牛大力切片干燥至t時(shí)刻的重量（g）]計(jì)算獲得干基含水量;根據(jù)公式Xt=（Gt-76.49）/76.49，要使200 g牛大力切片經(jīng)干燥后的干基含水量小于5%，則要求其干燥后牛大力切片重量低于80.35 g。

1. 2. 5. 2 干燥速率測(cè)定 干燥速率反映干燥時(shí)間與干燥水分含量之間的關(guān)系，熱風(fēng)干燥速率公式（張記等，2020）如下：

式中，DR表示干燥速率[g/（g·min）]，[?]t表示相鄰2次測(cè)定的時(shí)間間隔（min），Xt表示干燥至t時(shí)刻牛大力切片干基含水量（g/g），Xt+△t表示干燥至t+[?]t時(shí)刻牛大力切片干基含水量（g/g）。

1. 2. 5. 3 水分比測(cè)定 根據(jù)公式計(jì)算水分比：

式中，MR表示水分比，Xt表示干燥至t時(shí)刻牛大力切片干基含水量（g/g），Xe表示牛大力切片干燥達(dá)到平衡時(shí)干基含水量（g/g），X0表示牛大力切片初始干基含水量（g/g）。因牛大力切片干燥達(dá)到平衡時(shí)的Xe遠(yuǎn)小于X0和Xt，故通常忽略不計(jì)，可將公式（2）簡(jiǎn)化成MR=Xt/X0。

1. 2. 5. 4 有效水分?jǐn)U散系數(shù)計(jì)算 有效水分?jǐn)U散系數(shù)描述水分通過(guò)擴(kuò)散遷移脫除的能力，由第二菲克定律轉(zhuǎn)換得到（張記等，2020），其表達(dá)式如下：

1. 2. 5. 6 干燥模型擬合 目前用于描述干燥過(guò)程的模型很多，其中根莖類中藥材熱風(fēng)干燥的動(dòng)力學(xué)模型也有研究（李坤，2020），本研究選用常見(jiàn)的5種干燥模型（表1）篩選適宜的牛大力切片熱風(fēng)干燥模型，并通過(guò)線性擬合分析處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以O(shè)rigin 7.5繪制曲線圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 牛大力切片的熱風(fēng)干燥特性

2. 1. 1 熱風(fēng)溫度對(duì)牛大力切片干燥過(guò)程的影響

固定牛大力切片厚度4 mm、裝載量200 g，不同熱風(fēng)溫度條件下的牛大力切片干燥曲線如圖1所示，干燥速率曲線如圖2所示。牛大力切片熱風(fēng)溫度是影響熱風(fēng)干燥的重要因素，由圖1可知，牛大力切片干基含水量隨干燥時(shí)間延長(zhǎng)而下降;熱風(fēng)溫度越高，熱風(fēng)干燥曲線越陡峭，且達(dá)到相應(yīng)干基含水量（<5%）的干燥時(shí)間也會(huì)縮短。當(dāng)熱風(fēng)溫度為50 ℃時(shí)，干基含水量達(dá)到小于5%的干燥時(shí)間為240 min，當(dāng)熱風(fēng)溫度為80 ℃時(shí)，干基含水量達(dá)到小于5%的干燥時(shí)間最短，為110 min，較熱風(fēng)溫度50 ℃的干燥時(shí)間縮短54.17%。

由圖2可知，熱風(fēng)溫度為50、60、70和80 ℃時(shí)的干燥速率曲線均有明顯的加速和降速2個(gè)階段，其中整個(gè)干燥過(guò)程的大部分為降速階段。熱風(fēng)溫度越高，相應(yīng)的干燥速率也會(huì)越快，整個(gè)干燥過(guò)程無(wú)恒速階段，說(shuō)明牛大力切片熱風(fēng)干燥的主導(dǎo)因素是其內(nèi)部的水分?jǐn)U散。

2. 1. 2 切片厚度對(duì)牛大力切片干燥過(guò)程的影響

固定牛大力切片熱風(fēng)溫度60 ℃、裝載量200 g，在不同切片厚度下牛大力切片的干燥曲線見(jiàn)圖3，干燥速率曲線見(jiàn)圖4。由圖3可知，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，不同切片厚度條件下的牛大力切片干基含水量呈下降趨勢(shì);切片厚度越小，干燥曲線越陡峭，達(dá)到規(guī)定干基含水量的干燥時(shí)間也越短。當(dāng)切片厚度為2、4、6和8 mm時(shí)，牛大力切片干燥結(jié)束所需時(shí)間分別為 140、170、250和290 min。

由圖4可知，切片厚度為2、4、6和8 mm時(shí)所對(duì)應(yīng)的干燥速率曲線均有明顯加速和降速2個(gè)階段，其中降速階段占干燥過(guò)程中的大部分。隨著切片厚度增大，干燥速率越慢。

2. 1. 3 裝載量對(duì)牛大力切片干燥過(guò)程的影響 固定牛大力切片熱風(fēng)溫度60 ℃、切片厚度4 mm，不同裝載量的牛大力切片干燥曲線如圖5所示，干燥速率曲線如圖6所示。由圖5可知，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，不同裝載量條件下的牛大力切片干基含水量呈下降趨勢(shì);裝載量越小，干燥曲線越陡峭，達(dá)到規(guī)定干基含水量的干燥時(shí)間也越短。當(dāng)裝載量為100、200和300 g時(shí)，牛大力切片干燥結(jié)束所需時(shí)間分別為 130、170和260 min，即裝載量100 g較裝載量300 g所需干燥時(shí)間縮短50%。

由圖6可知，不同裝載量的干燥速率曲線均有明顯加速和降速2個(gè)階段，恒速階段不明顯，其中降速階段在干燥時(shí)間中的占比較大。裝載量越小干燥速率越快，裝載量越大干燥速率越緩慢。

2. 2 牛大力切片熱風(fēng)干燥模型的建立

2. 2. 1 牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合結(jié)果 以表1的5種常見(jiàn)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程進(jìn)行線性擬合，干燥動(dòng)力學(xué)模型經(jīng)線性處理后，對(duì)比吳釗龍等（2020）的研究結(jié)果，得出模型Newton、Lagarithmic和Henderson and Pabis的 -lnMR-t均呈線性，模型Page的ln（-lnMR）-lnt呈線性，模型Wang and Singh的MR-t呈線性。從圖7～圖9可看出，在不同熱風(fēng)溫度、不同切片厚度及不同裝載量條件下，牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程中的MR與干燥時(shí)間t呈非線性關(guān)系，因此，牛大力切片的熱風(fēng)干燥特性不適合用Wang and Singh模型進(jìn)行描述。

從圖10～圖12可看出，在不同熱風(fēng)溫度、不同切片厚度及不同裝載量條件下，牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程的-lnMR與干燥時(shí)間t呈非線性關(guān)系，因此，牛大力切片熱風(fēng)干燥特性也不適合用Newton、Henderson and Pabis和Lagarithmic這3種模型進(jìn)行描述。

從圖13～圖15可看出，在不同熱風(fēng)溫度、不同切片厚度及不同裝載量條件下，牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程的ln（-lnMR）與干燥時(shí)間lnt呈線性關(guān)系，因此，模型Page可很好用于描述和預(yù)測(cè)牛大力切片熱風(fēng)干燥特性。

2. 2. 2 牛大力切片熱風(fēng)干燥動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)果

2. 2. 3 動(dòng)力學(xué)模型驗(yàn)證結(jié)果 為驗(yàn)證建立的動(dòng)力學(xué)模型是否準(zhǔn)確，設(shè)定熱風(fēng)溫度為80 ℃、切片厚度為2 mm、裝載量為200 g進(jìn)行驗(yàn)證。由圖16可知，Page模型預(yù)測(cè)值和試驗(yàn)值擬合度較好，Pearson相關(guān)系數(shù)為0.999，表明Page模型可很好地反映和預(yù)測(cè)牛大力切片在熱風(fēng)干燥過(guò)程中的水分變化。

2. 3 牛大力切片熱風(fēng)干燥Deff分析結(jié)果

采用SPSS 20.0對(duì)lnMR和干燥時(shí)間t進(jìn)行回歸分析，由1.2.5.4的公式（3）計(jì)算Deff。如表2所示，不同干燥條件下牛大力切片的Deff在1.62114×10-10～12.96913×10-10 m2/s，其中切片厚度為8 mm、熱風(fēng)溫度為60 ℃、裝載量為200 g條件下的Deff最大，達(dá)12.96913×10-10 m2/s，且在食品干燥Deff范圍內(nèi)（10-12～10-8 m2/s）。切片厚度越厚，熱風(fēng)溫度越高，Deff越大。

2. 4 活化能分析結(jié)果

由圖17可知，lnDeff與1/T呈線性關(guān)系，線性函數(shù)為Y=-261.48X-3.3369，其決定系數(shù)R2=0.9247，擬合效果較好。將擬合斜率k0代入公式（6），利用線性回歸分析方法計(jì)算出牛大力切片熱風(fēng)干燥活化能為60.7388 kJ/mol，在大多數(shù)食品物料活化能范圍之內(nèi)（12～110 kJ/mol）（吳靖娜等，2020）。

3 討論

通過(guò)研究熱風(fēng)溫度、切片厚度和裝載量3個(gè)因素對(duì)牛大力切片熱風(fēng)干燥的影響，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)溫度越高、切片厚度越薄、裝載量越小，所需的干燥時(shí)間越短，其干燥速率越快;牛大力切片厚度越大，水分由內(nèi)部向表面遷移的距離越長(zhǎng)，內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)阻力越大，干燥時(shí)間就越長(zhǎng)。這與張記等（2020）研究黃芪切片厚度對(duì)熱風(fēng)干燥特性影響的結(jié)果一致。裝載量在100 g比在300 g時(shí)所需的干燥時(shí)間縮短了50%，故在試驗(yàn)范圍內(nèi)的裝載量對(duì)牛大力切片干燥時(shí)間有明顯影響，與尹愛(ài)國(guó)等（2021）研究裝載量對(duì)番石榴熱風(fēng)干燥特性影響的結(jié)果一致。這可能是因?yàn)檠b載量較少，在一定的空間內(nèi)空氣流動(dòng)速度較快，與干燥空氣接觸的相對(duì)表面積越大，單位水分吸收的熱風(fēng)能量越多，干燥越迅速，達(dá)到規(guī)定的干基含水量所需時(shí)間越短。初始干基含水量相同的牛大力切片，在不同熱風(fēng)溫度條件下，其水分變化隨著溫度的升高而加快。因此，在一定的范圍內(nèi)，適當(dāng)升高熱風(fēng)溫度可縮短干燥時(shí)間，與應(yīng)澤茜等（2019）研究烏藥產(chǎn)地鮮切加工熱風(fēng)干燥特性及其動(dòng)力學(xué)的結(jié)果一致。這是因?yàn)闊犸L(fēng)溫度對(duì)牛大力切片干燥速率的影響主要在干燥前期，干燥后期不同溫度的干燥速率隨著干基含水量的不斷降低相差較小，即熱風(fēng)溫度不同時(shí)其相應(yīng)干燥速率曲線的變化也減小，說(shuō)明在后期對(duì)干燥速率影響最大的已不是溫度。

本研究通過(guò)對(duì)5種干燥模型擬合分析，得到牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程中MR與干燥時(shí)間t之間呈非線性關(guān)系，-lnMR與干燥時(shí)間t也呈非線性關(guān)系，而ln（-lnMR）與干燥時(shí)間lnt呈線性關(guān)系。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)Page模型在各條件下的擬合度均較其他4種模型的擬合度好，綜合考慮，Page模型為牛大力切片熱風(fēng)干燥的最優(yōu)模型。得到擬合回歸方程為：ln（-lnMR）= -3.174-0.242H+0.029T-0.006L+（0.721+0.015H+0.002T）lnt，其中R2=0.969。熊鑫等（2019）采用5種常用的薄層干制數(shù)學(xué)模型描述草菇切片的熱風(fēng)干制過(guò)程，通過(guò)比較R2、卡方（x2）和均方根誤差（RMSE），發(fā)現(xiàn)Page模型是描述草菇切片熱風(fēng)干制過(guò)程的最適模型。林子木等（2020）研究發(fā)現(xiàn)花生熱風(fēng)干燥過(guò)程符合Page模型。曾睿（2020）研究發(fā)現(xiàn)四川泡菜熱風(fēng)干燥符合Page模型（R2>0.97），此模型擬合度較好，可準(zhǔn)確描述四川泡菜在干燥過(guò)程中的水分變化規(guī)律?？梢?jiàn)，通過(guò)數(shù)學(xué)模擬方法建立熱風(fēng)干燥特性及動(dòng)力學(xué)模型，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熱風(fēng)干燥過(guò)程中牛大力切片的含水量，對(duì)研究其內(nèi)部和周圍介質(zhì)的質(zhì)熱傳遞極為重要。

本研究中，不同干燥條件下牛大力切片的有效水分?jǐn)U散系數(shù)在1.62114×10-10～12.96913×10-10 m2/s，隨著熱風(fēng)溫度的升高和切片厚度的增大而增加，與裝載量無(wú)關(guān)。牛大力切片的熱風(fēng)干燥活化能為60.7388 kJ/mol，處于常見(jiàn)物料的活化能范圍之內(nèi)（Doymaz，2016），說(shuō)明牛大力切片熱風(fēng)干燥較易實(shí)現(xiàn)，與陳建福等（2020）研究海鮮菇熱風(fēng)干燥特性及其動(dòng)力學(xué)的結(jié)果基本一致。所以在試驗(yàn)所設(shè)溫度范圍內(nèi)熱風(fēng)溫度越高，牛大力切片熱風(fēng)干燥過(guò)程中的水分有效擴(kuò)散系數(shù)也會(huì)越大，從而提高干燥效率。

4 結(jié)論

采用熱風(fēng)干燥方式對(duì)牛大力切片進(jìn)行干燥，其干燥曲線符合Page模型。Page模型預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值擬合度較好，可較好地描述牛大力切片在熱風(fēng)干燥過(guò)程中的水分變化規(guī)律，且通過(guò)擬合方程能較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熱風(fēng)干燥過(guò)程中某時(shí)刻牛大力切片的水分比。

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（責(zé)任編輯 羅 麗）