黎斌，彭桂蘭，羅傳偉，孟國(guó)棟，楊玲

(西南大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院,重慶,400715)

基于Weibull分布函數(shù)的花椒真空干燥動(dòng)力學(xué)特性

黎斌，彭桂蘭*，羅傳偉，孟國(guó)棟，楊玲

(西南大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院,重慶,400715)

為了縮短花椒真空干燥時(shí)間，提高其干制品品質(zhì)，降低能耗，選取真空度V(0.02、0.04、0.06MPa)和干燥溫度T(50、60、70℃)進(jìn)行全面試驗(yàn)。對(duì)花椒尺度參數(shù)α、形狀參數(shù)β、有效擴(kuò)散系數(shù)Deff及幾何參數(shù)Rg進(jìn)行研究，利用Weibull分布函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，計(jì)算花椒真空干燥平均干燥活化能Ea，通過(guò)加權(quán)評(píng)分法對(duì)各干燥條件下干制品品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。研究表明，干燥溫度(T)和真空度(V)與干燥時(shí)間均呈正相關(guān)性；花椒形狀參數(shù)β值為1.336 9～1.613 2，接近于1，即干燥特性曲線嚴(yán)格服從指數(shù)分布；有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff值為0.715×10-8-2.244×10-8m2/s，不同干燥條件下，幾何參數(shù)Rg值均接近于1，即估算有效系數(shù)Dcal與試驗(yàn)所得有效擴(kuò)散系數(shù)Deff非常接近，有效水分?jǐn)U散系數(shù)線性擬合方程擬合度較高。對(duì)花椒真空干燥活化能Ea求解，其值為24.36 kJ/mol，易于干燥；花椒色澤受溫度影響較大，溫度越低所得△E*值越小，即色澤變化越小，破殼率μ與干燥溫度和真空度均呈正相關(guān)性。

Weibull；花椒；真空；干燥；品質(zhì)

花椒(Chinesepricklyash)是蕓香科植物，又稱秦椒，主要分布于我國(guó)陜西、四川、甘肅等地[1]?；ń肥且环N經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的油料植物，其果皮芳香油含量為4%～9%，香味獨(dú)特，是東方人烹調(diào)中著名的調(diào)味品[2]。除了用做傳統(tǒng)食用材料之外，花椒在保健、環(huán)保、醫(yī)療等領(lǐng)域的開發(fā)利用也引起了國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者的廣泛關(guān)注[3]。干燥處理可以很好地降低新鮮花椒的含水率，以延長(zhǎng)其貯藏期、增加其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前，花椒干燥方式主要有自然晾曬、熱風(fēng)干燥兩種。自然晾曬因受天氣因素影響較大、效率低下限制了其規(guī)模化生產(chǎn)的可能。熱風(fēng)干燥所得產(chǎn)品品質(zhì)較低，干燥制品極易出現(xiàn)油胞破裂、色澤灰暗、黑粒焦糊等情況。關(guān)于花椒干燥的研究也越來(lái)越多，趙超等[4]采用微波干燥方式對(duì)花椒進(jìn)行干燥，鄭嚴(yán)等[5]將花椒微波干燥和熱風(fēng)干燥進(jìn)行對(duì)比，但是這些研究多集中于其真空干燥工藝的探討，對(duì)其干燥特性研究較少。對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品真空干燥特性的研究，已有多種經(jīng)典數(shù)學(xué)模型被廣泛應(yīng)用于描述干燥過(guò)程[6-10]。但是這些模型中的各個(gè)參數(shù)的意義不明確，而且不能同干燥工藝、干燥效率和傳熱傳質(zhì)有效結(jié)合，降低了模型的使用價(jià)值和意義[11]。近年來(lái)，Weibull 分布函數(shù)在農(nóng)產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用也愈加廣泛，尹慧敏[12]、曾目成等[13]、張衛(wèi)鵬等[14]利用Weibull函數(shù)分別對(duì)馬鈴薯、獼猴桃切片、茯苓的干燥動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行研究，并取得了相應(yīng)的進(jìn)展，這些研究表明，尺度參數(shù)α、形狀參數(shù)β可以與干燥方式、傳熱傳質(zhì)進(jìn)行有效結(jié)合，有助于對(duì)干燥過(guò)程的深入解析。真空干燥技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域，具有操作簡(jiǎn)單、成本低、污染小等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥相比，真空干燥過(guò)程中，溫度梯度、壓強(qiáng)梯度以及濃度梯度同時(shí)作用于物料內(nèi)部水分的遷移，使干燥樣品能在相對(duì)較低的溫度條件下進(jìn)行脫水，其所得干制品品質(zhì)更高[15]。香蕉[16]、花椰菜[17]、油菜籽[18]等物料的真空干燥結(jié)果表明，該技術(shù)獲得的產(chǎn)品品質(zhì)更高。

為了解決花椒干燥中存在的油胞破損率嚴(yán)重、干燥時(shí)間長(zhǎng)、品質(zhì)低等突出問題，本文采用低溫真空干燥技術(shù)對(duì)新鮮花椒進(jìn)行干燥處理，結(jié)合Weibull分布函數(shù)對(duì)其干燥動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行深入解析，并測(cè)定不同干燥條件下所得花椒干制品的色澤(L*、a*、b*)以及破殼率μ，計(jì)算花椒真空干燥過(guò)程的有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff和干燥活化能Ea。

1 材料與方法

1.1材料與設(shè)備

新鮮花椒(江津九葉青)，2016年9月購(gòu)置于北碚區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

智能型溫度控制器DZF型電熱真空干燥箱，北京科偉永興儀器有限公司；電子天平(METILER TOLEDO AL204)，上海梅特勒-托利儀器有限公司(精度0.000 1 g)；KW-2型旋片式真空泵，北京科偉永興儀器有限公司；HunterLab UltraScan PRO 全自動(dòng)多功能色差儀。

直徑100 mm的篩網(wǎng)9只，規(guī)格1 mm(用于承載花椒)；自封袋若干，規(guī)格(10×15) cm(用于貯存花椒干燥樣本)；濾紙若干，用于對(duì)花椒表面水分進(jìn)行干燥處理。

1.2方法

1.2.1 花椒真空干燥工藝流程

1.2.2 花椒真空干燥特性

每次真空干燥實(shí)驗(yàn)前30 min開啟干燥箱對(duì)其進(jìn)行預(yù)加熱，減小熱慣性對(duì)干燥溫度造成的影響，根據(jù)前期干燥預(yù)實(shí)驗(yàn)，選取大小均勻、沒有質(zhì)量缺陷的新鮮花椒用濾紙將表面水分吸干，準(zhǔn)確稱取(30±0.5)g置于篩網(wǎng)上然后放在真空干燥箱內(nèi)進(jìn)行干燥處理，干燥溫度采用50、60、70 ℃，真空度選取0.02、0.04、0.06 MPa進(jìn)行全面實(shí)驗(yàn)。采用間歇式稱量，每隔20 min記錄1次物料的質(zhì)量，當(dāng)干燥至前后2次稱量質(zhì)量差不超過(guò)0.05 g時(shí)即認(rèn)為物料達(dá)到安全含水率Me，停止干燥，每組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定與方法

(1)試驗(yàn)采用花椒初始含水率為：測(cè)定參照GB5009.3—2010[19]。

(2)干基含水率Mt的測(cè)定。干基含水率計(jì)算式如式(1)：

Mt=(mt-mg)/mg

(1)

式中：mt為干燥時(shí)間為t時(shí)干燥樣品的質(zhì)量，g；mg為該樣品干物質(zhì)質(zhì)量，g。

(3)含水率比MR及干燥速率DR。 試驗(yàn)過(guò)程中，不同時(shí)間點(diǎn)花椒含水率比計(jì)算方法如式(2)：

MR=Mt/M0

(2)

式中：M0，試樣初始含水率,%.d.b；Mt，試樣在t時(shí)刻的含水率，%.d.b。

干燥速率計(jì)算式如式(3)：

(3)

式中，Mt+△t為試樣在t+△t時(shí)刻的含水率，%.d.b;△t為時(shí)間差值，min。

(4)基于Weibull分布函數(shù)的含水率比表達(dá)式[20-23]：

(4)

式中:α為尺度參數(shù)，min，表示干燥過(guò)程中的速率常數(shù)，約等于干燥過(guò)程中物料脫水63%時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間；β為形狀參數(shù)，其值與干燥過(guò)程中干燥曲線的形態(tài)有關(guān);t為干燥時(shí)間，min。

(5)有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff。在降速干燥階段，生物制品的干燥特性可以用Fick擴(kuò)散方程來(lái)描述，方程的解法由Crank提出，適用于長(zhǎng)方形、圓柱形和球形等形狀的物料。當(dāng)所有的花椒樣品都有相同的初始含水率時(shí)，其有效水分?jǐn)U散系數(shù)可用下式來(lái)計(jì)算[24]：

(5)

式中:Deff為有效水分?jǐn)U散系數(shù)；L0為花椒顆粒半徑，L0=2 mm。

有效擴(kuò)散系數(shù)的估算值Dcal可根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算[25]：

Dcal=r2/α

(6)

式中:Dcal為有效水分?jǐn)U散系數(shù)估算值，m2/min;r為花椒等效半徑，取r值為2×10-3m;α為其尺度參數(shù)。

幾何參數(shù)Rg表示Deff與Dcal之間的關(guān)系，其計(jì)算式如下[26]：

Deff=Dcal/Rg

(7)

(6)活化能Ea。有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff與溫度T的相關(guān)性遵循Arrhenius關(guān)系[27],關(guān)系式如下所示：

(8)

式中:D0為物料中的擴(kuò)散基數(shù)，m2/s；Ea為物料干燥活化能，J/mol；R為氣體常數(shù)，R=8.314J/(mol·K)；Ta為絕對(duì)溫度，K。

1.2.4 破殼率μ及色澤的測(cè)量

1.2.4.1 破殼率μ的計(jì)算

破殼率按式(9)進(jìn)行計(jì)算：

μ=n/N

(9)

式中:n為破殼顆粒數(shù)目；N為干燥樣品顆?？倲?shù)。

1.2.4.2 色澤的測(cè)定

使用HunterLab UltraScan PRO 全自動(dòng)多功能色差儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量中使用CIEL*a*b*表色空間。表上空間的L*、a*、b*值在三維色度坐標(biāo)系上，L*軸垂直于a*、b*軸組成的平面[28]。每組干燥樣品取3份進(jìn)行測(cè)定，每份測(cè)定5次取平均值?？偵睢鱁*的計(jì)算方法參照國(guó)際ASTME308-99標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算式如下所示：

(10)

(11)

(12)

(13)

2 結(jié)果與分析

2.1花椒真空干燥動(dòng)力學(xué)曲線

試驗(yàn)樣品初始含水率為(102±0.5)%(d.b.)，將樣品干燥至其安全含水率12%(d.b.)以下。干燥溫度為50 ℃時(shí)，不同真空度條件下花椒真空干燥含水率比MR以及干燥速率DR隨時(shí)間變化曲線如圖1所示。

圖1 溫度為50 ℃時(shí)不同真空度條件下花椒真空干燥特性曲線Fig.1 Drying curves in different vacuum degrees with a constant temperature of 50℃ for Chinese prickly ash

從圖1-a可以看出，真空度越大，干燥時(shí)間越短，其中0.02、0.04、0.06 MPa真空度條件下達(dá)到安全含水率的時(shí)間分別為1 083,860和696 min。從圖1-b中可以看出，0.02、0.04、0.06 MPa真空度條件下，其干燥速率分別在120、103、192 min時(shí)達(dá)到各自的最大值，其最大值分別為0.028、0.040 1、0.061 2 g/min。不同真空度條件下，花椒真空干燥均無(wú)明顯的恒速干燥階段，從升速階段直接進(jìn)入降速干燥階段，這是因?yàn)楦稍锍跗诨ń分杏坞x結(jié)合水較多。這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明花椒真空干燥過(guò)程中，花椒內(nèi)部水分的遷移方式主要為內(nèi)部擴(kuò)散，類似現(xiàn)象出現(xiàn)在魔芋[29]等物料干燥過(guò)程中。

圖2為真空度為0.04 MPa時(shí)，不同干燥溫度條件下，花椒真空干燥特性曲線。

圖2 真空度為0.04 MPa時(shí)不同溫度條件下花椒真空干燥特性曲線Fig.2 Drying curves in different temperatures with a constant vacuum degree of 0.04 MPa for Chinese prickly ash

由圖2-a可以看出，花椒真空干燥特性受溫度影響較大，溫度越高，其干燥時(shí)間越短。50、60、70℃條件下其達(dá)到安全含水率的時(shí)間分別為860、513、394 min。這是因?yàn)楦稍餃囟仍礁?，物料和干燥介質(zhì)之間的溫度梯度越大，物料內(nèi)部水分子獲得的動(dòng)能越大，傳熱和傳質(zhì)速率加快[30]。由圖2-b可以看出，50、60、70 ℃條件下花椒干燥速率從0到達(dá)最大干燥速率時(shí)間分別為92、105、168 min，其最大值分別為0.040 1、0.051 2、0.083 5 g/min。干燥過(guò)程無(wú)明顯的恒速干燥階段，為典型的降速干燥過(guò)程，類似發(fā)現(xiàn)曾在尹慧敏等[12]關(guān)于馬鈴薯熱風(fēng)干燥中報(bào)道過(guò)。

顧客互動(dòng)指顧客和員工的交流在多大程度上是雙向的、參與式的以及共同解決問題的。本研究采用Bonner[22]對(duì)顧客互動(dòng)的測(cè)量量表，根據(jù)調(diào)研情境進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，包括雙向性、參與和共同解決問題3方面的內(nèi)容，共10個(gè)題項(xiàng)。如“我會(huì)向顧客提供很多反饋信息”(雙向性)，“顧客和員工之間有著很多面對(duì)面的互動(dòng)”(參與)，“解決方案是由顧客和員工共同開發(fā)制定的”(共同解決問題)。

2.2基于Weibull函數(shù)的花椒真空干燥特性曲線擬合

將9組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用Weibull模型進(jìn)行擬合，不同干燥條件下其尺度參數(shù)α、形狀參數(shù)β、決定系數(shù)R2、均方根RMSE及離差平方和χ2均列于表2中。從表中可以看出，9組試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合所得決定系數(shù)R2值均不低于0.994，均方根RMSE值在1.182×10-4-5.587×10-4之間，χ2值為0.003 71～0.020 22，說(shuō)明用Weibull 分布函數(shù)描述花椒真空干燥特性效果很好。

表2 不同干燥條件下試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)

2.2.1 尺度參數(shù)α的影響

從表2分析可知，不同干燥條件下Weibull分布函數(shù)中的尺度參數(shù)α值在185.985～564.521 min，當(dāng)真空度為0.02 MPa時(shí)，尺度參數(shù)α在50 ℃和70 ℃分別取得最大值與最小值，分別為564.521 min和185.985 min?？梢钥闯龈稍餃囟葘?duì)α值影響很大，干燥溫度越高，α值越大。而相同溫度條件下，真空度對(duì)α值影響不顯著，當(dāng)溫度為60 ℃和70 ℃時(shí)，各自的3個(gè)壓強(qiáng)梯度所對(duì)應(yīng)的α值均相差較小，因此可以得出真空度對(duì)尺度參數(shù)α影響較小。

2.2.2 形狀參數(shù)β的影響

從表2可知，花椒真空干燥的形狀參數(shù)β受溫度影響較大，溫度越高，β值越大。真空度對(duì)其影響不顯著。形狀參數(shù)β在干燥條件為70 ℃，0.02 MPa時(shí)取得最大值為1.613 2，9種干燥條件下所得形狀參數(shù)β值在1.336 9～1.613 2之間，均接近于1，由此可見，花椒真空干燥前期存在明顯的升速干燥階段，且MR與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系為指數(shù)分布，嚴(yán)格符合Weibull分布函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。因此，Weibull分布函數(shù)非常適合描述花椒真空干燥動(dòng)力學(xué)特性。

2.2.3 Weibull模型的求解

以尺寸參數(shù)α形狀參數(shù)β為因變量，將花椒真空干燥影響因素干燥溫度T和真空度V作為自變量按下式進(jìn)行一次多項(xiàng)式擬合[12]。

α=a+blnT+clnV

(14)

(15)

式中：a、b、c和a1、b1、c1為待定模型系數(shù)。

利用Origin 8.0 對(duì)模型系數(shù)進(jìn)行求解得：

α=-4 582.525 9+2 047.259 5lnT-955.318 8lnV

(16)

β=-61.407 2+22.430 1lnT-8.308 7lnV

(17)

將式(16)、(17)帶入式(4)得到Weibull 分布函數(shù)模型方程為:

(18)

2.2.4 Weibull模型的驗(yàn)證

追加實(shí)驗(yàn)條件為干燥溫度65 ℃,真空度0.045 MPa。將試驗(yàn)數(shù)據(jù)用式(15)進(jìn)行擬合，得到Weibull模型預(yù)測(cè)值。在此干燥條件下，Weibull模型平均相對(duì)誤差為9.25%，擬合度較高。預(yù)測(cè)值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比如圖3所示。

圖3 Weibull模型預(yù)測(cè)值與試驗(yàn)值對(duì)比Fig.3 The comparison values of predictive and experimental based on Weibull model

2.3花椒真空干燥有效擴(kuò)散系數(shù)Deff

根據(jù)式(5)對(duì)花椒真空干燥數(shù)據(jù)利用Origin 8.0軟件進(jìn)行非線性擬合，不同干燥條件下的有效擴(kuò)散系數(shù)Deff及其對(duì)應(yīng)的線性擬合方程、決定系數(shù)均列于表3。從表3中可以看出，不同干燥條件下有效擴(kuò)散系數(shù)Deff值范圍為(0.715×10-8～2.244×10-8)m2/s，溫度對(duì)其影響顯著，溫度越高，有效擴(kuò)散系數(shù)越大，說(shuō)明當(dāng)溫度越高時(shí)，花椒樣品內(nèi)部水分子平均遷移速度越快，干燥速率越大，結(jié)果與圖2所得結(jié)果一樣。曾目成等[13]在獼猴桃微波真空干燥特性研究中也發(fā)現(xiàn)了類似現(xiàn)象。

利用式(6)和(7)對(duì)估算有效水分?jǐn)U散系數(shù)Dcal和幾何參數(shù)Rg進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果如圖3所示。

從表3中可以看出不同干燥條件下，所得Dcal值為0.709×10-8～2.151×10-8，Rg最大值為1.001，最小值為0.928 8。可見，幾何參數(shù)Rg值接近于1，即估算有效系數(shù)Dcal與試驗(yàn)所得有效擴(kuò)散系數(shù)Deff非常接近，不同干燥條件下，有效水分?jǐn)U散系數(shù)線性擬合方程擬合度較高。這與Marabi等[31]的研究較為吻合。

將式(8)取對(duì)數(shù)可得：lnDeff=lnD0-Ea/(RTa),將lnDeff和 1/Ta的曲線進(jìn)行線性擬合，根據(jù)擬合直線的斜率-Ea/R計(jì)算出魔芋真空干燥平均活化能Ea值為24.36 kJ/mol。表明花椒真空干燥過(guò)程中，樣品蒸發(fā)1 mol水時(shí)所需要的啟動(dòng)能量為24.36 kJ，這就意味著花椒真空干燥較為容易，利于推廣應(yīng)用。

表3 不同干燥條件下有效水分?jǐn)U散系數(shù)及其估算值

2.4不同干燥條件下花椒的色澤變化及破殼率

不同干燥條件下花椒色澤及破殼率試驗(yàn)結(jié)果及歸一結(jié)果如表4所示。從表4中可以看出不同干燥條件下花椒的明度L*與干燥溫度和真空度均呈負(fù)相關(guān)性，而彩度差a*和b*隨著溫度的增大而增加，真空度對(duì)其無(wú)顯著影響。這是由于溫度的升高使水分遷移速率低于表面水分蒸發(fā)速率，花椒表面蒸發(fā)界面的不斷向內(nèi)收縮造成其表面產(chǎn)生褐點(diǎn)影響其彩度差所導(dǎo)致的。

表4 不同干燥條件下花椒色澤及破殼率

總色差△E*是指新鮮青花椒與干燥所得花椒制品色澤變化差異的指標(biāo)，△E*值越大表示色澤差異越大[32]。從表4中可以看出，溫度越高時(shí)，所得花椒干制品△E*值越大，即色澤變化越大。說(shuō)明干燥溫度對(duì)花椒色澤變化影響較大。為了獲得高品質(zhì)的花椒制品，在進(jìn)行花椒干燥時(shí)盡量采用低溫干燥。此外，當(dāng)干燥溫度和真空度越高時(shí)，破殼率μ也越高。溫度和真空度越高，隨著表面水分的蒸發(fā)，其水分梯度從表面指向中心，導(dǎo)致外部收縮變形，內(nèi)部起著阻礙表層收縮的作用，表層受拉伸力作用產(chǎn)生裂縫。

3 結(jié)論

(1)對(duì)花椒真空干燥特性進(jìn)行分析可知，花椒真空干燥速率與溫度和真空度均呈正相關(guān)性，真空度、溫度越高，干燥速率越快。

(2)利用Weibull分布函數(shù)對(duì)花椒真空干燥試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析，形狀參數(shù)β值范圍為1.336 9～1.613 2，說(shuō)明花椒真空干燥前期存在明顯的升速干燥階段，且MR與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系為指數(shù)分布，嚴(yán)格符合Weibull分布函數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式。因此，Weibull分布函數(shù)非常適合描述花椒真空干燥動(dòng)力學(xué)特性。

(3)對(duì)花椒真空干燥有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff求解分析，Deff值范圍為(0.715×10-8～2.244×10-8) m2/s，且Dcal值范圍為(0.709～2.151)×10-8。不同干燥條件下，幾何參數(shù)Rg值均接近于1，即估算有效系數(shù)Dcal與試驗(yàn)所得有效擴(kuò)散系數(shù)Deff非常接近，有效水分?jǐn)U散系數(shù)線性擬合方程擬合度較高。對(duì)花椒真空干燥活化能Ea求解，其值為24.36 kJ/mol，說(shuō)明對(duì)花椒真空干燥較為容易。

(4)對(duì)真空干燥所得花椒干制品的色澤變化以及破殼率進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)花椒真空干燥過(guò)程中其色澤變化主要受溫度影響，溫度較低時(shí)所得△E*值較小，即色澤變化越??；破殼率μ與干燥溫度和真空度均呈正相關(guān)性，為進(jìn)一步的花椒真空干燥工藝研究打下理論基礎(chǔ)。

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VacuumdryingkineticscharacteristicsofChinesepricklyashbasedonWeibulldistribution

LI Bin, PENG Gui-lan*, LUO Chuan-wei, MENG Guo-dong, YANG Ling

(College of Engineering and Technology,Southwest University,Chongqing 400715,China)

The goal of this study is going to shorten the drying time,improve the quality and reduce the energy consumption of Chinese prickly ash for its vacuum drying. Weibull distribution was adopted to analysis the drying kinetics characteristics of Chinese prickly ash for its Scale parameter α, Shape parameterβ, Moisture effective diffusion coefficientsDeffand Geometric factorRgunder the varied drying conditions of vacuum (0.02,0.04,0.06 MPa) and temperatures(50,60,70℃). And the quality of dried product was investigated by Weight Grade Method. The result showed that there is a positive correlation between drying time and vacuum(V) and drying temperatures(T); The value ofβranged between 1.336 9 and 1.613 2, the values are closed to 1 and that means the drying curves obeys the exponential distribution. The values ofDeffare 0.715×10-8-2.244×10-8m2/s, and the value ofRgunder varied drying conditions are closed to 1,and that means the model ofDeffhave a good fitness. The average value ofEais 24.36 kJ/mol. Besides, the color of the product was significant affected by drying temperature,and there was a positive correction between breakage rate and vacuum, drying temperature.

Weibull; Chinese prickly ash;vacuum;drying;quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014013

碩士研究生(彭桂蘭教授為通訊作者,E-mail:pgl602@163.com)。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31301575)

2017-02-09，改回日期：2017-03-16