天麻熱風干燥試驗分析

劉泊遠，區煥財，夏宇，李宏濤，甘夢陽，喻自榮，張汝坤

（云南農業大學工程技術學院，云南 昆明 650201）

天麻屬蘭科植物，是我國名貴中草藥之一，主產于云南、四川、陜西及貴州等地。早在二千多年前就已入藥，以云南昭通產者為優。功能主治平肝息風止痙，臨床應用證明，對血管性神經性頭痛、腦震蕩后遺癥和預防老年癡呆癥等有顯著療效。

干燥作為保證天麻品質的重要措施，經干燥的天麻可保持藥用成分且不易變質，干燥的好壞將直接影響產品的質量。從20世紀初開始有對熱風干燥理論的研究，由于熱風干燥有操作方便，耗能低、可在常壓下操作等特點，在工農業生產應用中已十分普遍。對天麻熱風干燥進行試驗分析，在減低干燥能耗，提高干燥速率和天麻干燥品質方面有著重要的意義。

1 試驗

1.1 試驗材料與儀器

（1）試驗材料。新鮮天麻:產于云南昭通小草壩。

（2）試驗儀器，如表1所示。

表1 試驗儀器表

1.2 試驗過程

（1）熱風干燥試驗設計。本次熱風干燥試驗因子為煮制時間、溫度、鋪排密度和濕度，取4個水平。下表為試驗因子水平表。

（2）試驗方法。新鮮天麻用自來水進行泥土的清洗后，首先放進開水鍋按實驗要求時間煮制，將煮制后的天麻切成厚度為3mm的片塊，用電子天平稱取100g天麻，將其按照每組試驗的鋪排密度均勻地平鋪在干燥盤里，然后將干燥盤放置于干燥箱內，再根據試驗組參數的要求設置好干燥箱的溫度和濕度。干燥過程中，根據試驗設計方案定時稱取天麻質量，并認真記錄試驗數據。

1.3 試驗指標測定

表2 熱風干燥試驗因子水平表

（1）干燥后質量。待天麻完成試驗組干燥的加熱時間后，稱量各階段天麻干燥后的質量，并記錄實驗數據。

（2）干燥后天麻外觀。待天麻試驗組干燥結束后，觀察天麻的外觀，如色澤、形態等，并做好記錄。

（3）干燥后含水率。待完成天麻的干燥試驗后，將干燥后的片狀天麻利用微量水分測定儀進行水分的測定，記錄干燥后天麻的含水量。

表3 天麻感官評分標準

2 試驗結果和分析

2.1 干燥失水率分析

根據各個試驗組每個階段時間干燥后的質量，計算出天麻各個試驗組干燥時期失水率，其曲線圖如下（縱坐標為天麻重量，單位g，橫坐標為干燥時間，單位min）。

從各個干燥試驗天麻失水率曲線圖可以看出:

圖1 溫度60℃試驗組

圖2 溫度70℃試驗組

圖3 溫度80℃試驗組

圖4 溫度90℃試驗組

（1）溫度與干燥時間的關系:隨著溫度的升高，干燥的時間不斷縮短。天麻的干燥溫度每升高10℃，天麻的干燥時間就會縮短60～90min。

（2）各試驗組干燥時間比較:16組試驗中，達到干燥安全含水率以下最快的是試驗16，耗時100min，最慢的為試驗1和試驗9，耗時300min。

（3）各個試驗組基本遵從了干燥特性曲線特點，即干燥的前段時間失水率的速率最大，然后干燥的速率慢慢的進入恒速期和降速期，說明了前段時間水分的蒸發比較容易，這部分水分主要是天麻的機械結合水，后段時間水分的蒸發比較困難，因為此時機械結合水慢慢蒸發結束，開始蒸發天麻內部的物理結合水。

2.2 天麻熱風干燥指標結果和分析表

天麻熱風干燥采用L16(45)正交設計表，表中設計一個空列，做16次試驗，天麻達到安全含水率或以下（即失水率為88%）時停止干燥。表3為天麻的感官評分標準[9-10]和結果分析表。表中的Ki為各因素同一水平試驗指標之和；為各因素同一水平試驗指標的平均數；R為最大平均數與最小平均數的差值，用來反應該因素水平變動對試驗的影響。

由天麻熱風干燥結果直觀分析表可以看出，影響天麻干燥的主次因素排序為:溫度→煮制時間→濕度→鋪料密度。

3 天麻熱風干燥優化方案

根據主要因素擇優選取，次要因素適合選取的原則，再考慮干燥時間長短和耗能情況，天麻干燥的優化方案如表5所示。

表4 天麻熱風干燥結果和分析表

表5 天麻熱風干燥優化方案

4 結語

在天麻熱風干燥試驗和分析中，既發現了天麻干燥物理變化的規律，也發現了試驗過程中的不足之處。

（1）通過研究和分析熱風干燥條件，提出天麻熱風干燥優化方案，分析和比較天麻熱風干燥失水率，指導天麻熱風干燥過程，提高天麻干燥品質，保證天麻質量。

（2）鑒于天麻原料的珍貴性，試驗采取天麻片狀進行干燥，試驗提出的干燥優化方案，不能完全適應于實際生產加工中。因此，需要進一步驗證該優化方案在實際生產中的應用情況。

（3）天麻熱風干燥試驗還需要建立熱風干燥數學模型，從定量的角度分析和研究天麻熱風干燥水分和內部品質變化情況。

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