魔芋是我国一种重要的植物资源,属天南星科魔芋属,是多年生草本植物,富含大量的葡甘聚糖,广泛应用于医学、食品、纺织、印染、化妆、陶瓷、消防、环保、军工、石油开采等方面。经过30多年的发展,魔芋已成为我国一个新兴的朝阳产业。刚收获的魔芋初始含水率很高,一般白魔芋含水率为80%~85%,而花魔芋含水率可达91%,如果不及时处理,鲜魔芋很容易变质、腐烂,所以必须在短时间内对魔芋进行干制处理,使其含水量降至安全水分以下(一般15%左右),以便于包装、运输和储藏。本文将真空干燥技术应用于魔芋干燥,选用真空度、温度及芋片厚度三个因素,每个因素选取三个水平,对魔芋进行了真空单因素试验、真空正交试验以及热风-真空联合正交试验,并对干燥后的魔芋片进行葡甘聚糖含量检测实验;绘制魔芋干燥特性曲线,分析魔芋干燥过程水分变化规律;选用9个数学模型对试验数据进行拟合,以平均相对误差、决定系数、卡方及均方根误差四个指标对拟合结果进行评价,得出最适合描述魔芋真空及联合干燥特性的数学方程;利用极差分析、方差分析、综合平衡法等分析方法,对魔芋真空及联合干燥特性进行分析,得出不同干燥方式下的最佳工艺条件;对比魔芋真空与联合干燥方式干燥速率及品质的不同。本文的主要研究结论如下:(1)通过魔芋单因素试验得出魔芋真空干燥特性曲线,试验表明,魔芋真空干燥速率随着真空度的增加、温度的升高及芋片厚度的减小而增大;得出最适合魔芋真空干燥特性的模型是三项多项式模型,其决定系数、卡方、均方根误差及平均相对误差的平均值分别为0.999、0.997、0.60%及5.20%;魔芋的有效水分扩散系数随着真空度的增加,温度的升高及芋片厚度的增加而增大;(2)通过魔芋真空正交试验,得出各因素对魔芋真空干燥速率影响的主次为:厚度>温度>真空度;各因素对魔芋真空干燥葡甘聚糖含量影响的主次为:真空度>厚度>温度。通过综合平衡法得出魔芋真空干燥的最佳工艺条件为:魔芋的温度为70℃,真空度为0.04Mpa,厚度为2mm,此条件下魔芋干燥时间为5.33h,葡甘聚糖含量为52.64%。(3)在魔芋热风-真空联合正交干燥试验中,最适合魔芋联合干燥特性的模型是Modified Henderson and Pabis模型,其平均相对误差、决定系数、卡方及均方根误差的平均值分别为8.42%、0.996、0.03%及1.40%;得出各因素对魔芋联合干燥速率影响的主次为:厚度>温度>真空度;各因素对魔芋联合干燥葡甘聚糖含量影响的主次为:温度>真空度>厚度。得出魔芋联合干燥的最佳工艺条件为:厚度为2mm的魔芋片先在温度为50℃,风速为1.95m/s的条件下干燥15min,再在温度50℃,真空度0.06Mpa的条件下干燥至结束,此条件下魔芋的总干燥时间为3.25h,葡甘聚糖含量为47.91%。(4)对比分析魔芋热风干燥与真空干燥特性。在相同温度和厚度下,魔芋热风干燥水分蒸发速率远大于真空干燥,干燥至相同条件时,真空干燥所需的最短时间约是热风干燥所需最短时间的4.67倍;在其它条件相同时,相同厚度及温度下魔芋热风干燥速率均大于魔芋真空干燥速率;(5)在温度,厚度以及真空度相同的条件下,魔芋真空干燥所需时间平均约是联合干燥时间的1.98倍,魔芋真空干燥的葡甘聚糖含量与联合干燥的葡甘聚糖含量最大相差1.40倍。