基于Weibull函数不同干燥方式下的茯苓干燥特性

为缩短干燥时间，克服茯苓块干燥后表面龟裂、易于破碎的缺陷，改善干燥品质；将自然晾晒、普通热风干燥、气体射流冲击干燥、真空脉动干燥4种技术应用于茯苓块的干燥，研究了茯苓的干燥特性；利用Weibull函数对其干燥曲线进行拟合并分析干燥过程，结合尺度参数、形状参数计算茯苓块的水分有效扩散系数、干燥活化能，并与Fick第二定律进行比较；测定了不同干燥条件下的破碎率、浸出物质量分数；并基于能耗、尺度参数、破碎率、浸出物质量分数对3种人工干燥方式进行了综合评价。结果表明：1）茯苓块在4种干燥方式下均表现为降速干燥，但普通热风干燥、真空脉动干燥前期存在升速段；2）Weibull 函数能够准确拟合不同干燥方式下的干燥曲线；尺度参数随着温度、风速的增加而减小；形状参数与干燥方式有关，普通热风、真空干燥的形状参数值均大于1，气体射流干燥的形状参数值均小于1；3）基于Weibull函数计算水分有效扩散系数、干燥活化能，可克服Fick第二定律只适用于降速干燥的缺陷；估算的水分扩散系数范围为3.90^10-9～20.40^10-9m2/s；干燥活化能为29.45～40.09 kJ/mol，且不同干燥方式间的活化能存在差异；4）不同干燥方式下茯苓块破碎率存在显著性差异（p〈0.05）；真空脉动与自然晾晒的破碎率均低于5.00%；试验参数范围内，气体射流的温度、风速与破碎率无相关关系，破碎率均值为62.68%；普通热风干燥方式下，破碎率随温度的升高而增大；5）真空脉动干燥方式下浸出物质量分数最高，为4.54%～4.75%；综合评价结果表明茯苓块的干燥宜采用真空脉动干燥技术。该研究探索了不同干燥技术下茯苓块的干燥特性和品质，为选择合适的干燥工艺提供了理论依据。