魔芋真空干燥特性及模型研究.pdf

1、魔芋是我國一種重要的植物資源，屬天南星科魔芋屬，是多年生草本植物，富含大量的葡甘聚糖，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、食品、紡織、印染、化妝、陶瓷、消防、環(huán)保、軍工、石油開采等方面。經(jīng)過30多年的發(fā)展，魔芋已成為我國一個新興的朝陽產(chǎn)業(yè)。剛收獲的魔芋初始含水率很高，一般白魔芋含水率為80％~85%，而花魔芋含水率可達91%，如果不及時處理，鮮魔芋很容易變質(zhì)、腐爛，所以必須在短時間內(nèi)對魔芋進行干制處理，使其含水量降至安全水分以下（一般15%左右），以便于包

2、裝、運輸和儲藏。
　　本文將真空干燥技術(shù)應(yīng)用于魔芋干燥，選用真空度、溫度及芋片厚度三個因素，每個因素選取三個水平，對魔芋進行了真空單因素試驗、真空正交試驗以及熱風(fēng)-真空聯(lián)合正交試驗，并對干燥后的魔芋片進行葡甘聚糖含量檢測實驗；繪制魔芋干燥特性曲線，分析魔芋干燥過程水分變化規(guī)律；選用9個數(shù)學(xué)模型對試驗數(shù)據(jù)進行擬合，以平均相對誤差、決定系數(shù)、卡方及均方根誤差四個指標對擬合結(jié)果進行評價，得出最適合描述魔芋真空及聯(lián)合干燥特性的數(shù)學(xué)方程；利

3、用極差分析、方差分析、綜合平衡法等分析方法，對魔芋真空及聯(lián)合干燥特性進行分析，得出不同干燥方式下的最佳工藝條件；對比魔芋真空與聯(lián)合干燥方式干燥速率及品質(zhì)的不同。
　　本文的主要研究結(jié)論如下：
　?。?）通過魔芋單因素試驗得出魔芋真空干燥特性曲線，試驗表明，魔芋真空干燥速率隨著真空度的增加、溫度的升高及芋片厚度的減小而增大；得出最適合魔芋真空干燥特性的模型是三項多項式模型，其決定系數(shù)、卡方、均方根誤差及平均相對誤差的平均值分別

4、為0.999、0.997、0.60%及5.20%；魔芋的有效水分擴散系數(shù)隨著真空度的增加，溫度的升高及芋片厚度的增加而增大；
　　（2）通過魔芋真空正交試驗，得出各因素對魔芋真空干燥速率影響的主次為：厚度＞溫度＞真空度；各因素對魔芋真空干燥葡甘聚糖含量影響的主次為：真空度＞厚度＞溫度。通過綜合平衡法得出魔芋真空干燥的最佳工藝條件為：魔芋的溫度為70℃，真空度為0.04Mpa，厚度為2mm，此條件下魔芋干燥時間為5.33h，葡甘聚糖

5、含量為52.64%。
　?。?）在魔芋熱風(fēng)-真空聯(lián)合正交干燥試驗中，最適合魔芋聯(lián)合干燥特性的模型是Modified Henderson and Pabis模型，其平均相對誤差、決定系數(shù)、卡方及均方根誤差的平均值分別為8.42%、0.996、0.03%及1.40%；得出各因素對魔芋聯(lián)合干燥速率影響的主次為：厚度＞溫度＞真空度；各因素對魔芋聯(lián)合干燥葡甘聚糖含量影響的主次為：溫度＞真空度＞厚度。得出魔芋聯(lián)合干燥的最佳工藝條件為：厚度為2

6、mm的魔芋片先在溫度為50℃，風(fēng)速為1.95m/s的條件下干燥15min，再在溫度50℃，真空度0.06Mpa的條件下干燥至結(jié)束，此條件下魔芋的總干燥時間為3.25h，葡甘聚糖含量為47.91%。
　?。?）對比分析魔芋熱風(fēng)干燥與真空干燥特性。在相同溫度和厚度下，魔芋熱風(fēng)干燥水分蒸發(fā)速率遠大于真空干燥，干燥至相同條件時，真空干燥所需的最短時間約是熱風(fēng)干燥所需最短時間的4.67倍；在其它條件相同時，相同厚度及溫度下魔芋熱風(fēng)干燥速率均