中国是世界上最大的大蒜生产和消费国,大蒜产业在国际大蒜市场已具有举足轻重的地位,大蒜成为我国出口创汇额最大的单宗农产品。脱水蒜片作为大蒜的深加工产品,出口量正逐年上升。热风干燥是目前最常用的工业脱水生产技术,其生产工艺简单,对生产过程中能量消耗和产量的关系缺乏系统研究。对热风循环干燥过程的系统研究有助于设计、优化、控制生产过程,具有十分重要的现实意义。本研究以苍山蒲棵大蒜为原料,针对蒜片脱水的主要影响因素进行研究,使用二次正交旋转试验设计方法得到了恒温干燥条件下最小能耗的工艺参数,同时对常用的薄层干燥模型进行非线性回归拟合分析,建立了大蒜脱水的数学模型,并进行了工厂实际生产验证,提出了工厂生产线变温干燥的最佳生产工艺参数。1.脱水特性的研究试验研究了介质温度、切片厚度、装料量对蒜片干燥特性的影响。随着介质温度的增高,干燥时间明显缩短,这种趋势在温度较低时更加明显;随着切片厚度、装料量的增加,干燥时间逐渐增加,但装料量对干燥时间的影响较切片厚度小。2.恒温条件下工艺参数的确定选取干燥介质温度、切片厚度和装料量三个因素,运用二次正交旋转组合设计的方法,对热风循环法生产脱水蒜片的工艺参数进行优化,得到了生产条件与能量消耗及产量之间的数学关系,其最佳生产条件为干燥介质温度为62.3℃,切片厚度为2.38mm,装料量为2.69kg/m~2,预测理论最小能耗1.96kWh/kg。验证试验表明,实际生产能耗2.05kWh/kg,产量为4.11kg/h,与预测值吻合,所得方程式试验性较好。3.干燥模型通过对四种常用的薄层干燥模型进行非线性回归拟合分析,得到了四种模型在不同温度下的拟和方程。对四个方程的F值、P值、r值的比较,显示Henderson & Pabis和Two-term模型相对于Lewis和Page模型可以更好的预测蒜片脱水过程。同时通过回归分析,得到了Henderson & Pabis和Two-term模型参数与干燥温度的数学关系。4.验证试验及变温干燥研究根据工厂实际生产设备设计变温干燥试验,通过模型预测各段干燥时间,验证试验结果显示所得数学模型可以较好的预测脱水蒜片干燥过程。同时对脱水蒜片生产各阶段能量消耗进行研究,获得最佳节能干燥方式为:60℃(59.5min)-80℃(43.5min)-60℃(78.2min),此时总能耗最小为:1.729kWh//kg(不包含复烘阶段),产量为121kg/h。5.恒温干燥与变温干燥比较与恒温干燥相比,适宜的变温干燥能耗更小,且由于含水率较低的干燥阶段温度较低,温度对褐变的影响也会相对较小,更有利于优质产品的生产。