探究胡蘿卜真空干燥過程中系統(tǒng)壓力和溫度對胡蘿卜干燥特性的影響。結(jié)果表明：在同一系統(tǒng)壓力下，溫度越高，干燥速率越快；在同一干燥溫度下，系統(tǒng)壓力越小，干燥速率越快。通過應(yīng)用Fick 擴(kuò)散定律描述胡蘿卜的水分遷移規(guī)律，在研究的溫度范圍內(nèi)其有效水分?jǐn)U散系數(shù)在6.717 ～ 18.594 × 10^-10 之間變化。根據(jù)Arrhenius 方程得到胡蘿卜厚度為4 和6mm 的活化能分別為31.46 和33.06 kJ /mol。通過非線性回歸方法將MR 與五個薄層干燥模型進(jìn)行擬合，參照評價指標(biāo)R2、RMSE 及χ2等，對多個模型進(jìn)行綜合分析，其中Midilli and Kucuk 模型顯示出更好的擬合效果。

　　胡蘿卜具有較高的營養(yǎng)價值，含有多種人體所需的營養(yǎng)成分。隨著社會發(fā)展，人們生活物質(zhì)水平的提高，人們對胡蘿卜更加青睞。胡蘿卜干燥，加工成脫水的蘿卜片，易于保存、食用和深加工，具有良好的市場前景。胡蘿卜有很多干燥方式，但熱風(fēng)干燥仍是目前最普遍的干燥方式。然而，熱風(fēng)干燥周期長、干燥品質(zhì)較差。真空干燥提供了常規(guī)大氣干燥的替代方案，它允許在低壓下去除水分。真空使得食物中產(chǎn)生泡沫或膨化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大了熱量和質(zhì)量的傳遞體積。因此，通過真空干燥，可以具有更高的干燥速度、更低的干燥溫度及缺氧處理環(huán)境。

　　近年來，圍繞胡蘿卜的干燥特性進(jìn)行了諸多相關(guān)研究，如種翠娟等[9]進(jìn)行了胡蘿卜熱風(fēng)干燥動力學(xué)模型研究。但是，還沒有關(guān)于胡蘿卜真空干燥的數(shù)據(jù)可用于干燥工程設(shè)計。為了彌補(bǔ)這一塊的缺失，同時提高胡蘿卜真空干燥的品質(zhì)，優(yōu)化干燥工藝，有必要探究胡蘿卜真空干燥動力學(xué)；通過分析胡蘿卜內(nèi)部水分的遷移規(guī)律，確定物料內(nèi)部水分的有效擴(kuò)散系數(shù)和活化能。它不僅反映胡蘿卜內(nèi)部水分遷移規(guī)律，也可以指導(dǎo)優(yōu)化干燥工藝和干燥設(shè)備的研制。

　　本文將真空干燥技術(shù)應(yīng)用于胡蘿卜干燥，進(jìn)一步探究胡蘿卜真空干燥特性，分析溫度、系統(tǒng)壓力等參數(shù)對干燥特性的影響；利用非線性回歸分析方法，基于評價參數(shù)指標(biāo)，選出描述胡蘿卜真空干燥過程的最優(yōu)低溫干燥模型；以Fick 定律為依據(jù)，確定活化能和水分?jǐn)U散系數(shù)，為開發(fā)胡蘿卜真空干燥設(shè)備提供理論依據(jù)。

　　1、實驗實驗材料和方法

　　1.1、材料

　　胡蘿卜( 購于合肥市農(nóng)貿(mào)市場) ，并在使用前保存在室溫環(huán)境中。實驗時，將胡蘿卜去皮切片，切片厚度分別為2、4 和6 mm。胡蘿卜初始含水率為7.93( 以干基計) ，初始含水率通過將胡蘿卜放置在由天津工興實驗室儀器有限公司生產(chǎn)的電熱真空干燥箱中，在70℃下連續(xù)干燥24 h 來測定。電熱真空干燥箱為DZF-6020ABF 型，控溫范圍：RT + 10-200℃，真空度≤133 Pa，溫度波度：± 1℃，溫度傳感器測定真空室腔體中間的溫度。質(zhì)量通過由上海第二天平廠生產(chǎn)的電子天平( 精度0.001 g) 測量。

　　1.2、實驗方案

　　實驗中將物料放置在電熱真空干燥箱中進(jìn)行干燥實驗，具體實驗方案如表1 所示。干燥過程中，間隔30 min 將物料迅速取出并稱重，同時記錄下胡蘿卜的質(zhì)量，然后迅速放回，當(dāng)物料干基含水率小于0.05，即認(rèn)為已達(dá)到平衡含水率，停止干燥實驗。每組實驗重復(fù)三次，最后取其平均值進(jìn)行研究。

表1 胡蘿卜真空干燥方案

　　3、結(jié)論

　　本文探究了胡蘿卜真空干燥過程中，干燥溫度和系統(tǒng)壓力對干燥特性的影響。并對系統(tǒng)壓力為0.06 MPa 下的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行動力學(xué)分析，最終選出最優(yōu)的胡蘿卜真空動力學(xué)模型，并計算出Deff和Ea，得到的結(jié)論如下：

　　(1) 干燥溫度和系統(tǒng)壓力均對胡蘿卜的干燥特性有影響。干燥空氣溫度越高，系統(tǒng)壓力越低，胡蘿卜干燥速率越大。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以根據(jù)實際情況來選擇合適的干燥溫度和系統(tǒng)壓力來優(yōu)化干燥工藝，從而增大產(chǎn)量、降低能耗。

　　(2) 通過對水分比MR 與時間t 之間進(jìn)行回歸擬合，基于評價參數(shù)，即確定系數(shù)(R2 ) 、均方根(RMSE) 和卡方(χ2 ) ，綜合分析可得，Midilli and Kucuk模型的擬合效果最好，其R2 均高于0.9992。對工業(yè)生產(chǎn)中胡蘿卜干燥具有重要指導(dǎo)意義。

　　(3) 通過對lnMR 與t 進(jìn)行擬合，得到Deff在6.717 ～18.594 × 10 ^-10 范圍內(nèi)變化；運(yùn)用Arrhenius方程，可得活化能為31.46 和33.06 kJ /mol。