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二至丸热风干燥动力学及干燥过程数学模拟研究
目的 以二至丸为研究对象,探索丸剂热风干燥过程水分的变化规律,进行薄层干燥特性及模型研究,为改善裂丸、结壳、假干燥等现象提供理论依据.方法 研究二至丸在不同热风干燥温度50、60、70、80、90℃下丸剂的水分比、干基含水率、干燥速率随干燥时间的变化曲线及干基含水率与干燥速率间的关系.利用经验模型Henderson&Pabis模型、Newton模型、Page模型、Logarithmic模型、Two term Exponential模型、Wang&Singh模型、Midilli et al.模型对丸剂干燥过程中水分比与时间的关系进行模型拟合与验证;以Fick扩散定律为依据,确定不同热风干燥温度丸剂的水分有效扩散系数(Deff)及活化能(Ea).结果 二至丸干燥曲线结果表明二至丸的水分比、干燥速率与干燥介质的温度密切相关,随着干燥时间的延长,物料的水分不断减少;由干燥速率曲线可知,随着热风温度的升高,干燥速率增加,加速水分的迁移.通过比较各模型的相关系数(R2)、卡方(x2)和标准误差(RMSE),可知Midilli et al.模型的R2平均值大、x2及RMSE平均值小,分别为0.996 86、2.43×10-4及1.93×10-4,结果表明Midilli et a1.模型能够很好地描述与预测丸剂的干燥过程;实验数据得到Deff值在8.6×10-11～3.13×10-10m2/s,Ea为30.97 kJ/mol.结论 二至丸的热风干燥过程可以进行模型拟合并得到了验证,该研究为探索丸剂的干燥特性和品质提供新的思路.
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基于Weibull分布函数的枸杞真空脉动干燥过程模拟及动力学研究
目的 以枸杞为研究对象,探索枸杞的真空脉动干燥过程中水分变化规律及动力学模型,为改善表面结壳,缩短干燥时间提供理论依据.方法 将真空脉动干燥技术应用于枸杞的干燥,研究不同干燥温度(50、55、60、65℃)、真空时间(5、10、20、30 min)和常压时间(2、4、8 min)对枸杞干燥动力学、水分有效扩散系数(Deff)和干燥活化能(Es)的影响,利用Weibull分布函数对干燥过程进行模拟与分析.结果 干燥温度、常压时间和真空时间均对枸杞的干燥有显著影响,当干燥温度60℃,常压时间4 min,真空时间10 min时,干燥时间为284 min;Weibull分布函数能很好地描述枸杞的真空脉动干燥过程;尺度参数α与干燥时间有关,并随干燥温度的升高而降低;干燥温度、真空时间和常压时间对形状参数β的影响较小,β值和干燥方式相关;水分Deff在2.02×10-8～3.56×10-8 m2/s,干燥Ea为36.27 kJ/mol.结论 Weibull分布函数可预测枸杞药材真空脉动干燥过程中的水分脱除规律,对于枸杞干燥过程的预测、调控和工艺优化具有重要意义.
