山药是一种药用和食用价值很高的“药食同源”作物,在我国的种植和食用历史悠久,种植面积和产量位居世界前列。新鲜收获的山药含水率高达80%左右,在运输和贮藏过程中极易受环境条件和微生物的影响而发生腐烂、霉变等品质恶化现象,造成较大的资源浪费和经济损失。干燥是山药贮藏和深加工过程中的重要环节之一,通过降低山药的水分活性来延长贮藏时间和保持品质稳定,然而传统的山药干燥方式无论是在干燥效率上,还是在干燥品质上均存在较大问题。真空干燥是一种新兴的绿色干燥技术,与传统干燥方式相比在干燥品质、节能和环保方面具有较强优势,发展前景十分广阔。本文利用真空干燥技术对山药进行干燥处理,首先,以干燥温度、真空度和切片厚度为试验因素,进行干燥试验,分别利用9种薄层干燥数学模型和BP神经网络模型拟合试验数据,对山药切片的真空干燥特性和数学模型进行探究;其次,利用Weibull分布函数对山药切片的真空干燥过程进行解析,探讨Weibull模型的适用性,并以复水比、白度指数和褐变指数为指标对干燥品质进行评价;再次,固定干燥温度60℃、真空度0.05MPa、切片厚度4mm,选用热烫、柠檬酸、焦亚硫酸钠、氯化钠4种果蔬干燥常用的预处理方式对山药切片进行预处理,探究预处理方式和处理时间对山药切片真空干燥特性和品质的影响;最后,设计Box-Behnken响应面优化试验,以平均干燥速率、单位能耗、复水比和白度指数为指标,分别利用加权评分法和多目标遗传算法对山药切片真空干燥工艺进行优化,并对优化结果进行对比分析。本文主要研究结论如下:（1）山药切片真空干燥特性和数学模型研究表明,山药切片真空干燥过程属于降速干燥过程,干燥温度和切片厚度对干燥时间影响较大,真空度影响对其影响较小,有效水分扩散系数在4.004×10-9～3.465×10-8 m~2/s之间,随温度升高、真空度增加和切片厚度增加而增大;山药切片真空干燥活化能为33.802 k J/mol,在一般农产品的活化能范围之内;9种薄层干燥数学模型中Midilli模型对试验数据的拟合效果最好;BP神经网络模型网络结构为4-11-1,传递函数依次为Tansig函数和Purelin函数时拟合效果最好,与Midilli模型相比BP神经网络模型在应用范围上更广泛,为山药切片真空干燥的最佳模型。（2）通过运用Weibull分布函数对山药切片的真空干燥过程进行解析,发现Weibull分布函数对山药切片在干燥过程中的水分变化规律具有较高的模拟精度,所有条件下的决定系数均在0.99以上;通过对干燥品质进行分析,发现真空度和切片厚度对复水比影响显著,干燥温度对其无显著影响,分别在50℃、0.05MPa和4mm时取得最大值;干燥温度、真空度和切片厚度对白度指数和褐变指数均有显著影响,白度指数分别在60℃、0.05MPa和2mm时取得最大值,褐变指数分别在50℃、0.05MPa和2mm时取得最小值。（3）通过对预处理后山药切片的真空干燥过程和干燥品质进行分析,发现预处理后山药切片的干燥过程仍属于降速干燥过程,预处理最高可将有效水分扩散系数提升1.13倍;预处理对干燥时间的影响主次顺序为:焦亚硫酸钠（29）柠檬酸（29）氯化钠（29）热烫,最高可将干燥时间缩短13.51%;预处理对复水比的影响主次为:氯化钠（29）焦亚硫酸钠（29）柠檬酸（29）热烫,最高可将复水比提高62.07%;预处理对白度指数和褐变指数的影响主次为:热烫（29）焦亚硫酸钠（29）柠檬酸（29）氯化钠,白度指数最高可提升10.30%,褐变指数最大可降低38.86%。（4）通过对比多目标遗传算法和加权评分法的优化结果,发现在单位能耗、复水比和白度指数相接近的情况下,多目标遗传算法优化得到平均干燥速率相较于加权评分法提升了24.57%,优化结果更为合理;山药切片真空干燥的最优工艺参数为:热烫3min、干燥温度63.76℃、真空度0.0532MPa和切片厚度2.46mm,所对应的指标值为:平均干燥速率0.00897g/（g·min）、单位能耗14.205k W·h/kg、复水比2.078和白度指数81.22;各指标优化值与试验值相对误差小于5%,基于多目标遗传算法得到的最优工艺参数具有较高可靠性。