[01154962]中药材热泵气调干燥试验研究

热泵气调干燥是采用惰性气体代替部分干燥介质以降低干燥环境中氧气含量,利用热泵系统进行质热传递的闭路式热风干燥技术,其干燥产品具有色泽好、孔隙率高、复水性好、营养保留率高等优点,是农产品高效加工及优质贮藏的重要措施,在提高干燥产品品质、降低营养成分损耗、节约能源等方面具有巨大的发展潜力。本研究以地黄及金银花等典型中药材为干燥试材,进行热泵气调干燥实验研究,具体研究内容如下。 地黄作为一种传统中药材,是多种重要配剂及中成药的主要原料。本课题研究了在不同干燥温度、切片厚度、氧气浓度等干燥条件下,气调干燥环境对地黄干燥特性以及干燥品质的影响。地黄切片的干燥速率与干燥温度及切片厚度密切相关,提高干燥介质的温度和减小切片厚度均有利于加快物料中的水分扩散,提高干燥速率。但是干燥环境中氧气含量对干燥速率的影响不显著,通过地黄切片干燥试验可知,地黄薄层干燥曲线为典型的指数曲线,在试验条件范围内,Page模型能准确预测地黄薄层干燥过程中的水分变化规律。在试验基础上,建立了地黄薄层干燥动力学模型,有效水分扩散系数的数学模型,均具有较高的拟合精度。干燥过程中地黄梓醇保留率与干燥温度和氧气含量有关：在一定范围内,地黄中梓醇保留率随干燥温度的增加而减小,随氧气含量的减小而增加,切片厚度对地黄中梓醇含量有一定的影响,但影响不显著。不同干燥温度及氧气浓度条件下地黄干燥过程中梓醇的降解规律符合一级反应动力学,相同干燥温度条件下,降低氧气浓度,梓醇降解的反应速率常数减小,相同氧气浓度条件下,提高干燥温度,梓醇降解的反应速率常数增大,速率常数与干燥温度的关系附合Arrhenius公式,计算所得反应活化能Ea值为46.41-63.90 kJ?mol-1。干燥过程中地黄色素含量及色差值与干燥温度和氧气浓度显著相关：干燥温度及氧气浓度越高,色素吸光值越低,而色差值越大;切片厚度对色素吸光值及色差值影响均不显著。相关性分析结果表明,色素值与色差值相关系数为-0.897,二者高度相关,地黄内色素含量改变可能是地黄干燥过程中颜色发生改变的一个重要原因。在试验条件范围内,地黄色素吸光值及色差在干燥过程中的动力学变化符合零级反应动力学。 金银花为忍冬科植物忍冬的花蕾,具有清热解毒、消炎抗菌等作用,是国内及东南亚常用的中药材。通过金银花气调热泵干燥实验研究,可知无论是常规空气还是低氧干燥,随着干燥温度的升高,干燥时间明显缩短及干燥速率提高。随着氧气浓度的降低,干燥速率略微上升。利用威布尔函数对不同温度及氧浓度条件下的金银花气调干燥曲线进行拟合,确定了尺度参数α和形状参数β,并构建了干燥温度及氧气浓度表示的D值数学模型。金银花干燥产品中绿原酸含量及叶绿素含量均随着氧浓度及干燥温度的下降而升高,产品色差随着氧气浓度及温度的下降而显著降低,说明热泵气调干燥可明显提高有效成分的保持率及产品感官品质。