在人类经济活动中,各种含水多孔介质生物材料的干燥脱水有着重要的地位。干燥技术主要是用于食品、水果,中草药等方面,寻找高效、节能并能保持原生物材料的营养和药效的干燥方式是干燥领域研究的主要方向。为了研究生物材料中的水分变化规律及干制后的品质特性,利用CO2热泵干燥系统及干制品品质实验台,进行了干燥过程实验及干制品品质实验,并结合实验数据进行了干燥模型的研究与模拟分析。文章的主要工作如下:分析热泵干燥系统的运行机理及干燥原理,并对热泵干燥系统及干燥介质空气进行了热力学分析。针对CO2跨临界循环的特殊性,列出了CO2热泵干燥系统的特殊干燥形式,并分析了蒸发温度、高压压力、气体冷却器出口温度、压缩机效率、过热度等对CO2热泵干燥系统的系统性能和除湿率的影响。在干燥系统中,干燥系统的性质与热泵系统基本相同,除湿率随蒸发温度的升高而增大,随气体冷却器出口温度的增大而减小,随高压压力的增大而减小。应用CO2热泵干燥系统,进行了不同控制条件下的干燥实验。以胡萝卜为例,对影响胡萝卜干燥特性的外部条件进行对比实验,找出了影响含水率和干燥速率的因素。温度对干燥速率的影响较风速大。温度或风速升高时,干燥速率增大,但温度或风速越高,增大的幅度越小。研究了干燥过程中胡萝卜内部维生素C含量的变化、干制品显微结构的差异及复水比和饱和复原率的变化,分析了温度、风速等这些因素的影响。温度降低,维生素C的保存率增加;高温干燥的样品显微结构中细胞组织收缩紧密,而且褶皱较多,而低温干燥的样品细胞组织较疏松;降低干燥温度,提高风速,均可提高干制品的复水比和饱和复原率。以CO2热泵干燥实验数据为基础,分析干燥过程中水分比随时间的变化规律,选取对干燥过程影响的较大温度和风速,并以此为依据,建立干燥过程的数学模型。通过实验研究认为温度对胡萝卜干燥特性有较大的影响,此模型对胡萝卜热泵干燥的实际生产有重要指导意义。