脈動(dòng)真空干燥機(jī)

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1、 MZG系列脈動(dòng)真空干燥機(jī) 一、系統(tǒng)原理及適用范圍 針對(duì)一般型號(hào)真空干燥箱在抽真空的作用下箱內(nèi)溫差大，干燥速度慢，上下層物料干燥不一致，干燥過(guò)程中物料干燥不一致，干燥過(guò)程中物料易發(fā)泡溢出烘盤(pán)延長(zhǎng)干燥時(shí)間，而設(shè)計(jì)制作的一種最新型真空干燥設(shè)備。廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、輕工、化工等行業(yè)作低溫干燥之用，具有箱內(nèi)散熱器和內(nèi)板都加熱和物料加熱起泡后能迅速破泡的功能，箱內(nèi)每處溫度均勻一致，干燥速度快、污染小、節(jié)省能耗，提高生產(chǎn)效力，不會(huì)對(duì)被干燥物品的內(nèi)在質(zhì)量造成破壞。 該設(shè)備是將被干燥的物料處于真空條件下進(jìn)行的內(nèi)層板和柜體夾都加熱干燥，它是利用真空泵進(jìn)行抽氣抽濕，使工作室內(nèi)形成真空狀態(tài)，降低水的沸點(diǎn)，

2、能在較低溫度下，得到很高的干燥速率，熱量利用充分，在干燥過(guò)程中無(wú)任何不純物混入，屬于靜態(tài)真空干燥，故不會(huì)對(duì)干燥物料的形體造成損壞，在物料起泡后通過(guò)潔凈空氣快速破泡，符合“GMP”最新規(guī)范要求。采用高性能PLC全程檢測(cè)控制，工作壓力及溫度全程自動(dòng)調(diào)節(jié)，工作報(bào)表實(shí)時(shí)輸出，以歸檔備查。 附：通用工藝流程 （可根據(jù)用戶需要設(shè)置專(zhuān)用程序） 準(zhǔn)備 →升溫 →干燥 → 回壓→ 結(jié)束 ? 備注：建議采用標(biāo)準(zhǔn)烘盤(pán)，一次成型，無(wú)清洗死角。 二、性能特點(diǎn) 1、德國(guó)西門(mén)子工控系統(tǒng)性能優(yōu)越，并配備標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊接口，可提供設(shè)備與中央監(jiān)控系統(tǒng)的通訊軟件技術(shù)支持，可以在后臺(tái)自動(dòng)生成監(jiān)控畫(huà)面。 2、設(shè)備關(guān)鍵部件

3、均采用行業(yè)中先進(jìn)的原裝進(jìn)口件，并且多數(shù)配件在我國(guó)具有50%左右的市場(chǎng)占有率。 3、設(shè)備具有標(biāo)準(zhǔn)GMP驗(yàn)證接口，公司具有16路標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)驗(yàn)證儀，可隨時(shí)為用戶提供GMP驗(yàn)證服務(wù)。 4、柜體上下左右內(nèi)板外均并列滿焊由槽鋼制作成的加熱夾套，槽鋼和內(nèi)板滿焊好后反復(fù)作打壓檢漏處理，確保無(wú)任何泄露。加熱速率比普通真空烘箱提升200％。 5、柜體內(nèi)四方角為圓弧過(guò)渡，加熱時(shí)使柜體內(nèi)溫度流暢，均勻、改變了原方型真空烘箱頂部一層裝有物料的烘盤(pán)不易烘干的缺陷，同時(shí)，便于物料在烘干的過(guò)程中產(chǎn)生的水汽珠順兩側(cè)面流入柜體底部，經(jīng)排污口排出柜外。 6、干燥柜在加熱時(shí)抽真空時(shí)，柜內(nèi)上下層的溫度由于抽真空的作用會(huì)產(chǎn)生變化

4、，在柜內(nèi)左側(cè)、柜內(nèi)右側(cè)和柜頂均制作有抽真空接口和主抽真空管聯(lián)接到一起，通過(guò)用不銹鋼球閥控制每處真空度大小來(lái)調(diào)整柜內(nèi)的溫差。 7、柜內(nèi)散熱器（又稱(chēng)烘架）為平板式，比普通管式散熱器加大散熱面積150％，散熱器底部裝置4只不銹鋼小輪，能在軌道上推進(jìn)推出方便自如，烘架蒸汽進(jìn)口和出口與箱體聯(lián)接處均裝置快裝卡箍，便于拆裝、拉出清洗。 8、柜內(nèi)烘架上每層散熱器加熱流體走向均勻，徹底改變?cè)叫驼婵崭稍锵鋬?nèi)上下溫度相差需倒盤(pán)的現(xiàn)象。 推薦精選 9、物料在加熱抽真空時(shí)會(huì)出現(xiàn)發(fā)泡的現(xiàn)象，起泡后形成一個(gè)密閉的空間，物料內(nèi)的水份蒸發(fā)減慢從而延長(zhǎng)干燥時(shí)間。在烘盤(pán)的上方制作壓縮空氣破泡式裝置，物料起泡后迅速破泡

5、，使物料內(nèi)的水份通過(guò)真空泵進(jìn)行抽汽抽濕快速干燥，提高干燥效率。 10、柜體內(nèi)底部為半橢圓形制作，使物料在過(guò)程中產(chǎn)出的水汽珠流向箱內(nèi)底中部，經(jīng)底部排污口排出箱外，提高干燥效率。 11、在柜身裝置1只呼吸器，確保進(jìn)入柜內(nèi)的空氣是經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的潔凈空氣。進(jìn)入柜內(nèi)的空氣經(jīng)過(guò)專(zhuān)利加熱處理后不會(huì)冷熱空氣交換產(chǎn)生水珠。 12、物料內(nèi)的水份在抽真空的作用下才能排出箱外，達(dá)到干燥效果，為了使物料少溢出，還要使水環(huán)式真空泵連續(xù)工作，裝置真空泵用的變頻調(diào)速器，真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)的速率可以變頻調(diào)節(jié)。 13、為節(jié)約用水配置真空泵循環(huán)水用的循環(huán)水箱1臺(tái)，水箱具有自動(dòng)給水的功能補(bǔ)充循環(huán)用水。真空泵長(zhǎng)期工作時(shí)，循環(huán)水箱內(nèi)的水溫

6、會(huì)很高，影響真空度和真空泵使用壽命，在循環(huán)水箱底部排污口管口前端配置電磁閥和水箱內(nèi)裝置溫度探頭，設(shè)定溫度時(shí)間比例自動(dòng)換排水，既保證水箱內(nèi)的水量充足，還可降低水溫。 14、柜體左右配置視鏡共2個(gè)，視鏡上裝置觀察照明燈，便于觀察柜內(nèi)物料被干燥時(shí)的情況。 15、配置2只不銹鋼拉鉤，門(mén)打開(kāi)后，便于箱內(nèi)最里層烘盤(pán)拿出方便，易操作。 16、配置1臺(tái)不銹鋼牽引小推車(chē)，便于散熱器進(jìn)出，清洗方便，省時(shí)、省力，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高安全系數(shù)（牽引小推車(chē)輪為2定向、2萬(wàn)向，萬(wàn)向輪帶剎車(chē)）。 17、本柜可在浸膏裝盤(pán)厚度20mm,6小時(shí)即達(dá)到干燥，極大的縮短了工作周期降低了設(shè)備能耗。 三、主體結(jié)構(gòu) 1、柜

7、體：設(shè)備為臥式矩形內(nèi)外雙層結(jié)構(gòu)，有利于工作過(guò)程的預(yù)熱和連續(xù)操作。設(shè)備內(nèi)膽為優(yōu)質(zhì)耐酸不銹鋼板304焊接制成，采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼藥芯焊絲，并運(yùn)用了CO2氣體保護(hù)、過(guò)程冷卻等一系列先進(jìn)焊接工藝。 2、密封門(mén)：電機(jī)升降，旋轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)，具有安全聯(lián)鎖、雙門(mén)互鎖功能。 ①安全聯(lián)鎖：設(shè)備運(yùn)行或壓力不歸0不能開(kāi)門(mén)。 ②雙門(mén)互鎖：根據(jù)GMP要求設(shè)有雙門(mén)互鎖功能，確保不同區(qū)域的隔離和物流的方向。 3、裝飾外罩：全不銹鋼拉絲板制作，美觀大方且便于清洗。 四、控制系統(tǒng) 設(shè)備控制系統(tǒng)主要由主控制器PLC、微機(jī)觸摸屏、滅菌記錄裝置及其它控制元件組成。 1、PLC：德國(guó)西門(mén)子公司FX系列PLC具有卓越的控制功能，而

8、且可靠性非常高，平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)5萬(wàn)小時(shí)。 2、觸摸屏：設(shè)備工況及各種參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)畫(huà)面顯示，可提供標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)通訊接口并提供軟件技術(shù)支持，滿足用戶遠(yuǎn)程監(jiān)控要求。 推薦精選 3、資料記錄：溫度、壓力報(bào)表或存儲(chǔ)，供存檔備查。 4、設(shè)備驗(yàn)證：設(shè)備附有標(biāo)準(zhǔn)GMP驗(yàn)證接口，可隨時(shí)進(jìn)行設(shè)備驗(yàn)證。 五、管路系統(tǒng) 設(shè)備管路系統(tǒng)由控制閥門(mén)、真空泵、過(guò)濾器、安全閥、疏水閥等專(zhuān)用閥件構(gòu)成。關(guān)鍵部件為控制閥門(mén)和真空系統(tǒng)。 控制閥門(mén)：美國(guó)ASCO角座式氣動(dòng)閥，400萬(wàn)次無(wú)故障運(yùn)行。 真空泵：水環(huán)式真空泵，噪音低、真空度高。 六、物品搬運(yùn) 該設(shè)備干燥物品由操作人員直接從腔體存取到搬運(yùn)車(chē)上進(jìn)行運(yùn)

9、送。 七、設(shè)備參數(shù) 1、加熱源：熱水/蒸汽 2、設(shè)計(jì)溫度： 95℃/134℃以下 3、熱均勻度：≤±3℃ 4、極限真空度：-0.095 MPa 枸杞干燥方法比較：真空脈動(dòng)干燥技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告 文章來(lái)源： 中草藥雜志社 ????? 發(fā)布時(shí)間：2018-12-01 枸杞為茄科多年生落葉灌木，具有滋肝補(bǔ)腎、益精明目的功效，主治虛勞精虧、腰膝酸痛、眩暈耳鳴、內(nèi)熱消渴、血虛萎黃、目昏不明[1-2]?，F(xiàn)代科學(xué)測(cè)試分析和臨床試驗(yàn)研究枸杞的化學(xué)成分及功能因子，證明枸杞不僅營(yíng)養(yǎng)豐富，還具有多方面的保健功能與藥理作用，如增強(qiáng)免疫、抗疲勞、抗輻射、降血糖、調(diào)血脂、養(yǎng)顏美容等[3-4]。而枸杞的干燥動(dòng)

10、力學(xué)和干燥品質(zhì)是目前研究難點(diǎn)，其干燥后經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)殼、色澤劣變等現(xiàn)象[5]?，F(xiàn)有的枸杞干燥研究局限于干燥方式的效率，對(duì)干燥動(dòng)力學(xué)及內(nèi)部傳熱、傳質(zhì)機(jī)制涉及較少。 枸杞的烘干方法主要有熱風(fēng)、微波、真空冷凍和太陽(yáng)能干燥等[6]。賈清華等[7]研究了枸杞的熱風(fēng)干燥特性，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)溫度是影響干燥速率的主要因素，風(fēng)速是次要因素；干燥溫度為70℃，風(fēng)速為0.2 m/s時(shí)干燥時(shí)間為10 h。 推薦精選 馬林強(qiáng)等[5]研究了枸杞的微波干燥特性，結(jié)果表明微波干燥作用于枸杞干燥降速階段可大幅度的縮短枸杞干燥周期，微波組合干燥較自然晾曬縮短時(shí)間65 h。 熱風(fēng)干燥技術(shù)雖然設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)量大，但普遍

11、存在著干燥時(shí)間長(zhǎng)，干燥品質(zhì)差的現(xiàn)象； 真空冷凍干燥法加工的枸杞色澤鮮紅、生物活性成分和營(yíng)養(yǎng)成分保持良好，但其設(shè)備昂貴，能耗較高，較適合應(yīng)用于生產(chǎn)高附加價(jià)值枸杞產(chǎn)品[6]； 太陽(yáng)能干燥應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品干燥探索剛開(kāi)始。 真空脈動(dòng)干燥技術(shù)是一種新型干燥技術(shù)，在干燥過(guò)程中干燥室處于真空與常壓交替循環(huán)狀態(tài)，不僅可以使物料內(nèi)部組織形成蜂窩狀孔隙結(jié)構(gòu)，而且還能破壞物料表層蒸氣壓與干燥室內(nèi)壓力的平衡狀態(tài)，具有干燥效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)[8-9]，現(xiàn)已經(jīng)被應(yīng)用于茯苓[10]、棗片[11]等物料的干燥研究中。Weibull分布函數(shù)具有很好的適用性，近年來(lái)已廣泛應(yīng)用于濕物料的干燥動(dòng)力學(xué)研究中，并取得

12、較高的擬合精度，對(duì)相關(guān)物料干燥加工的預(yù)測(cè)、調(diào)控提供了依據(jù)[12-13]。 基于此本實(shí)驗(yàn)將真空脈動(dòng)干燥技術(shù)應(yīng)用于枸杞的干燥加工中，探究在不同干燥溫度、不同真空時(shí)間和常壓時(shí)間下的干燥特性、水分有效擴(kuò)散系數(shù)（Deff）、干燥活化能（Ea），并基于Weibull分布函數(shù)模擬分析干燥過(guò)程，為優(yōu)化枸杞干燥工藝，提高枸杞干燥效率和干燥品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。 1、儀器與材料 推薦精選 真空脈動(dòng)干燥機(jī)（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)與裝備實(shí)驗(yàn)室自制）如圖1所示。其主要由真空系統(tǒng)（水環(huán)式真空泵、真空管路、干燥室等）、加熱系統(tǒng)（加熱水箱、溫度傳感器、循環(huán)水路以及電加熱板等）和控制系統(tǒng)

13、組成。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中干燥室內(nèi)真空狀態(tài)所達(dá)真空度為絕對(duì)壓強(qiáng)6 kPa，真空脈動(dòng)干燥機(jī)每5秒自動(dòng)稱(chēng)量物料質(zhì)量，稱(chēng)量精度為±0.01 g。 新鮮枸杞購(gòu)自甘肅省靖遠(yuǎn)縣，經(jīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院肖紅偉副教授鑒定為茄科枸杞屬植物寧夏枸杞Lycium barbarum L.的成熟果實(shí)。挑選新鮮、色紅、無(wú)蟲(chóng)害、表面完整無(wú)機(jī)械傷、大小均勻的原料作為實(shí)驗(yàn)材料。枸杞長(zhǎng)度約為18.73 mm，質(zhì)量為0.56 g，濕基含水率為83.2%（105℃烘24 h）。實(shí)驗(yàn)前將新鮮枸杞放于紙箱中，置于（3±1）℃的冰箱中保存。 2、方法與結(jié)果 2.1枸杞干燥參數(shù)計(jì)算 推薦精選 2.1.1枸杞的水分比（moi

14、sture ratio，MR）不同時(shí)間MR的計(jì)算可按公式（1）計(jì)算[14-15]，干基含水率按公式（2）計(jì)算[16]。 MR＝Mt/M0（1） Mt為t時(shí)刻的干基含水率，M0為初始干基含水率 Mt＝(Wt－G)/G（2） Wt為干燥任意時(shí)刻的總質(zhì)量，G為絕干物質(zhì)質(zhì)量 2.1.2枸杞的干燥速率（drying rate，DR）枸杞的DR是指兩相鄰時(shí)刻物料干基含水率的差值與時(shí)間間隔的比值，按照公式（3）計(jì)算[17]。 DR＝(Mt1－Mt2)/(t2－t1)（3） 2.1.3數(shù)據(jù)處理與模型分析Weibull分布函數(shù)由公式（4）表示[18]。 MR＝e?

15、(t/α)β（4） 推薦精選 α為尺度參數(shù)，表示干燥過(guò)程中的速率常數(shù)，約等于干燥過(guò)程中物料脫去63%水分所需要的時(shí)間；β為形狀參數(shù)，其值與干燥過(guò)程開(kāi)始時(shí)的干燥速率有關(guān)，當(dāng)β＞1時(shí)，干燥速率會(huì)先升高后降低 模型的擬合程度使用如下指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)[19]： MRexp,i為干燥實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)的第i個(gè)水分比，MRpre,i為模型計(jì)算得出的第i個(gè)水分比，N為實(shí)驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)，r2為擬合決定系數(shù)，RMSE為均方根誤差，χ2為離差平方和，n為常數(shù)的個(gè)數(shù) 水分Deff通常用簡(jiǎn)化的費(fèi)克第2定律計(jì)算[20]，即： MR＝Mt/M0≈8 e?π2Defft/L2)β/π2（8） L為

16、物料的厚度，t為干燥時(shí)間 干燥溫度對(duì)水分Deff的影響關(guān)系可用阿侖尼烏斯公式表達(dá)，干燥Ea按公式（9）計(jì)算[21]。 lnDeff＝lnD0－Ea/[R(T＋273.15)]（9） D0為Deff的頻率因子，為定值；Ea為物料的干燥活化能；R為氣體摩爾常數(shù)，值為8.314 J/(mol?K)；T為物料的干燥溫度 推薦精選 2.2枸杞的干燥 按實(shí)驗(yàn)要求預(yù)先設(shè)定溫度，真空脈動(dòng)機(jī)預(yù)熱30 min。自冰箱取出枸杞，清洗、瀝干、等待其達(dá)到室溫。將瀝干后的枸杞在30 cm×20 cm的平盤(pán)上平鋪一層，每隔0.5 h測(cè)定樣品的質(zhì)量變化，直到濕基含水率達(dá)到13%停止實(shí)驗(yàn)。干

17、燥結(jié)束后，放入保鮮袋，置于干燥皿中貯存。具體實(shí)驗(yàn)設(shè)置見(jiàn)表1。每次實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果取平均值。 推薦精選 2.2.1干燥溫度對(duì)枸杞干燥特性的影響在恒定常壓時(shí)間4 min，真空時(shí)間10 min時(shí)，研究干燥溫度為50、55、60、65℃對(duì)枸杞干燥特性的影響，得到各干燥溫度下的干燥特性和干燥速率曲線，見(jiàn)圖2、3。由圖2可知，枸杞的水分比隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。干燥溫度為50、55、60、65℃條件下，干燥時(shí)間分別為476、380、284、236 min。干燥溫度為60℃時(shí)，干燥時(shí)間比50℃時(shí)干燥時(shí)間縮短了40.3%。當(dāng)干燥溫度過(guò)高時(shí)，則使枸杞表面 出現(xiàn)干燥結(jié)殼、色澤劣變等現(xiàn)象，

18、不利于枸杞的干燥品質(zhì)。由此可知，提高干燥溫度可顯著地縮短干燥時(shí)間，提高干燥效率。這與Xie等[22]和吳中華等[6]的研究結(jié)論相一致。 推薦精選 由圖3可知，干燥速率隨著干基含水率的降低而降低，不同干燥溫度下，枸杞的整個(gè)干燥過(guò)程沒(méi)有升速和和恒速干燥階段，而處于降速干燥階段。由此可知枸杞的真空脈動(dòng)干燥過(guò)程屬于內(nèi)部水分?jǐn)U散的干燥過(guò)程。 2.2.2不同常壓時(shí)間對(duì)枸杞干燥特性的影響在恒定真空時(shí)間10 min，干燥溫度為60℃時(shí)研究常壓時(shí)間為2、4、8 min時(shí)對(duì)枸杞干燥特性的影響，得到各常壓時(shí)間下的干燥特性和干燥速率曲線，見(jiàn)圖4、5。由圖4可知，枸杞的干燥時(shí)間隨著常壓時(shí)間的升高先減小

19、后增大，常壓時(shí)間對(duì)枸杞干燥速率具有顯著性的影響。當(dāng)常壓時(shí)間為4 min時(shí)，干燥時(shí)間最短為284min。在常壓階段，枸杞處于被加熱的狀態(tài)而蒸發(fā)速率小，2 min常壓時(shí)間枸杞?jīng)]有充分的加熱導(dǎo)致內(nèi)部水分?jǐn)U散的推動(dòng)力減小，從而導(dǎo)致干燥時(shí)間延長(zhǎng)。而當(dāng)常壓時(shí)間為8 min時(shí)，枸杞已經(jīng)被充分加熱，但由于常壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而使總的干燥時(shí)間延長(zhǎng)。 推薦精選 由圖5可知，不同常壓時(shí)間干燥條件下，枸杞的干燥過(guò)程處于降速干燥階段。當(dāng)真空時(shí)間為10 min時(shí)，常壓時(shí)間為2 min時(shí)的干燥速率先是大于常壓時(shí)間為8 min時(shí)的干燥速率，而后小于8 min時(shí)的干燥速率。這可能是由于當(dāng)常壓時(shí)間為2 min時(shí)的干燥初期，枸

20、杞脫除的是非結(jié)合水部分，真空時(shí)間比例大使得干燥速率較大；而當(dāng)常壓時(shí)間為8 min時(shí)干燥后期，枸杞脫除的是非結(jié)合水部分，由于枸杞被充分加熱，因而干燥速率較大。 2.2.3不同真空時(shí)間對(duì)枸杞干燥特性的影響在恒定干燥溫度為60℃、常壓時(shí)間為4 min時(shí)，探究真空時(shí)間為5、10、20、30 min時(shí)對(duì)枸杞干燥特性的影響，得到各真空時(shí)間下的干燥特性和干燥速率曲線，見(jiàn)圖6、7。由圖6可知，枸杞的干燥時(shí)間隨著真空時(shí)間的延長(zhǎng)呈先減少后增大的趨勢(shì)。當(dāng)真空時(shí)間為10 min時(shí)，干燥時(shí)間最短為284min。真空保持時(shí)間對(duì)枸杞干燥時(shí)間具有顯著地影響。當(dāng)真空時(shí)間為20或30 min時(shí)，由于常壓時(shí)間的減少導(dǎo)致枸杞?jīng)]

21、有充分的加熱，從而使總的干燥時(shí)間延長(zhǎng)。 推薦精選 由圖7可知，不同真空時(shí)間下的枸杞干燥速率隨著干基含水率的降低而降低。枸杞的干燥過(guò)程處于降速干燥階段。當(dāng)真空時(shí)間為10 min時(shí)，干燥速率大于真空時(shí)間為5、20、30 min時(shí)的干燥速率。由方差分析結(jié)果可知，干燥溫度、常壓時(shí)間和真空時(shí)間均對(duì)枸杞的干燥時(shí)間具有顯著性地影響（P＜0.05），且干燥溫度＞常壓時(shí)間＞真空時(shí)間。且當(dāng)干燥溫度為60℃，常壓時(shí)間為4 min和真空時(shí)間為10min時(shí)，干燥時(shí)間為284 min。 2.3干燥曲線的Weibull分布函數(shù)模擬 推薦精選 利用Weibull分布函數(shù)模擬經(jīng)過(guò)不同干燥溫度、真空

22、時(shí)間、常壓時(shí)間處理的枸杞干燥曲線，結(jié)果如表2所示。由表2可知，r2區(qū)間在0.999 0～0.999 6，RMSE在0.004 2～0.0151，χ2在2.57×10?5～3.22×10?4。由此可見(jiàn)，Weibull分布函數(shù)可以較好地模擬枸杞的真空脈動(dòng)干燥過(guò)程，為進(jìn)一步利用Weibull分布函數(shù)對(duì)干燥過(guò)程分析提供了基礎(chǔ)條件。 對(duì)干燥過(guò)程而言，Weibull分布函數(shù)中的尺度參數(shù)α表示干燥過(guò)程中的速率常數(shù)。當(dāng)t＝α?xí)r，枸杞物料中的水分比占初始總自由水分量的37%，其值約等于干燥過(guò)程完成63%所需要的時(shí)間[23]。不同干燥方法下，尺度參數(shù)α在82.89～131.73 min，且α與干燥溫度相關(guān)，

23、溫度越高，干燥時(shí)間越短，α值越小；α值隨著常壓時(shí)間的延長(zhǎng)先減小后增大；隨著真空時(shí)間先減小而后增大。 形狀參數(shù)表示干燥初始階段物料的干燥速率[24]。當(dāng)β＞1，干燥速率呈現(xiàn)先升速后降速的階段，干燥過(guò)程為表面和內(nèi)部水分共同控制；當(dāng)β在0.3～1.0時(shí)，干燥速率為降速干燥，干燥過(guò)程為內(nèi)部水分?jǐn)U散控制。由表2可知β值在1.14～1.33，故理論上干燥過(guò)程存在短暫的升速干燥階段，而后干燥過(guò)程為內(nèi)部水分控制的降速干燥過(guò)程。由于升速階段時(shí)間短暫及稱(chēng)質(zhì)量時(shí)間的影響，干燥速率曲線主要呈現(xiàn)降速干燥過(guò)程，不同干燥條件下的β沒(méi)有顯著性區(qū)別。因此，對(duì)于同一種物料而言，形狀參數(shù)是與干燥方式有關(guān)的參數(shù)，不同的干燥條件

24、對(duì)其影響很小，這與Corzo等[25]的研究結(jié)論相一致。綜上可知，尺度參數(shù)α和總的干燥時(shí)間相關(guān)，且值隨著干燥溫度的升高而降低；形狀參數(shù)β主要干燥方式和物料狀態(tài)有關(guān)，在同一干燥方式、不同干燥溫度下形狀參數(shù)β的變化很小，Weibull分布函數(shù)可以很好的描述枸杞的真空脈動(dòng)干燥過(guò)程，尺幅參數(shù)α和形狀參數(shù)β可以反映干燥過(guò)程。 2.4水分Deff 推薦精選 干燥過(guò)程中濕分?jǐn)U散是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，該過(guò)程可能包括分子擴(kuò)散、毛細(xì)管流、吸水動(dòng)力學(xué)流和表面擴(kuò)散等，這些現(xiàn)象結(jié)合起來(lái)由Fick第二定律定義為水分Deff，水分Deff是表征干燥過(guò)程中水分遷移速度快慢的參數(shù)[14]。由公式（8）可知，枸杞在

25、干燥過(guò)程中MR的自然對(duì)數(shù)lnMR與干燥時(shí)間t呈線性關(guān)系。通過(guò)線性回歸計(jì)算出枸杞的水分Deff，結(jié)果見(jiàn)表3。結(jié)果顯示，不同干燥條件下，水分Deff在2.02×10?8～3.56×10?8m2/s。溫度對(duì)枸杞的水分Deff具有顯著性影響，溫度越高，水分子運(yùn)動(dòng)越劇烈，內(nèi)部水分Deff越大。這與鄭霞等[26]的研究結(jié)論一致。真空時(shí)間和常壓時(shí)間對(duì)內(nèi)部水分Deff的影響結(jié)論與對(duì)干燥時(shí)間的影響結(jié)論相同。該水分Deff范圍與普遍的農(nóng)產(chǎn)品和中草藥的干燥中水分Deff相一致[27]。 2.5干燥Ea及干燥產(chǎn)品 干燥Ea是表示物料干燥過(guò)程中脫除單位摩爾水分所需要的啟動(dòng)能量，干燥Ea體現(xiàn)出干燥的難易程度并

26、估算干燥能耗，Ea越大表明物料越難被干燥，能耗越大。物料的組成成分，組織結(jié)構(gòu)和比表面積影響著干燥Ea，且糖分和果膠含量高、組織結(jié)構(gòu)緊密或比表面積小的物料具有較大的干燥Ea。由式（9）可知，水分Deff的自然對(duì)數(shù)lnDeff與1/(T＋273.15)呈線性關(guān)系，斜率為?Ea/R，如圖8所示。因此可以通過(guò)斜率計(jì)算得出干燥Ea。由圖8的直線回歸方程可以計(jì)算出枸杞真空脈動(dòng)干燥的Ea為36.27 kJ/(mol?K)，該Ea小于遠(yuǎn)紅外真空脈動(dòng)枸杞的Ea［54.3kJ/(mol?K)］[22]，說(shuō)明電加熱方式的真空脈動(dòng)干燥方式有利于枸杞的干燥過(guò)程。 推薦精選 圖9比較了真空脈動(dòng)和熱風(fēng)干燥后的枸

27、杞產(chǎn)品的色澤。色澤是評(píng)判枸杞品質(zhì)的重要的外觀依據(jù)，且色澤與枸杞中多糖、氨基酸、總黃酮和類(lèi)胡蘿卜素等含量相關(guān)，對(duì)商品價(jià)值有重要影響，以鮮紅色為佳[28]。其中真空脈動(dòng)干燥溫度為60℃、常壓時(shí)間4 min和真空時(shí)間為10 min；熱風(fēng)干燥溫度為60℃。由圖9可以看出，熱風(fēng)干燥條件下（圖9左），干燥后的枸杞色澤陰暗，褐變嚴(yán)重。真空脈動(dòng)干燥后的枸杞色澤鮮紅，保持了枸杞原有的色澤?？赡苁且?yàn)樵谡婵窄h(huán)境下，枸杞?jīng)]有發(fā)生有氧褐變，且干燥時(shí)間短，因此提高了干燥效率和干燥品質(zhì)。 3討論 本實(shí)驗(yàn)研究了枸杞的不同干燥溫度、常壓時(shí)間、真空時(shí)間的真空脈動(dòng)干燥過(guò)程中水分變化規(guī)律。結(jié)果表明，枸杞的干燥時(shí)間隨著干

28、燥溫度在55～65℃的上升而縮短，干燥溫度為60℃時(shí)，干燥時(shí)間比50℃時(shí)干燥時(shí)間縮短了40.3%，當(dāng)干燥溫度過(guò)高時(shí)，枸杞表面容易產(chǎn)生表面結(jié)殼及品質(zhì)劣變的現(xiàn)象；在常壓階段，物料需要充分被加熱，而后在真空階段具有較快的干燥速率，干燥時(shí)間在常壓時(shí)間2～8 min增加，呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)；在真空階段，充分加熱后的枸杞需要保證足夠的干燥脫水時(shí)間，干燥時(shí)間隨著真空時(shí)間在5～30 min增加，呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。適宜的干燥條件為干燥溫度為60℃、常壓時(shí)間為4 min和真空時(shí)間為10 min，此條件下枸杞的干燥時(shí)間為284 min。 推薦精選 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請(qǐng)指正，謝謝!） 推薦精選