【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于中药加工，尤其涉及一种中药材川贝的干燥方法。
技术介绍
1、中药材川贝是一种珍贵的中草药，具有广泛的药用价值，特别是在呼吸系统疾病的治疗中。然而，川贝的保存和加工一直是一个具有挑战性的问题。川贝的保鲜和干燥过程对其药用成分的保存至关重要，同时也会影响到最终产品的品质和市场竞争力。
2、传统的川贝干燥方法通常采用太阳晾晒或传统烘干等方式，这些方法存在一些明显的不足之处。首先，它们受到季节和天气条件的限制，不适用于所有地区和季节。其次，这些方法通常需要较长的时间，导致干燥时间不稳定，影响产品的批量生产。此外，传统方法可能会导致川贝的不均匀干燥，使得其中的药用成分难以保持一致性。最重要的是，传统干燥方法无法有效地控制川贝的温度和湿度，这可能导致药用成分的损失和质量下降。
3、随着科学技术的不断发展，尤其是在过去几十年里，热工程、微波技术和数学建模等领域的进步，为改进川贝的干燥方法提供了新的机会。本申请旨在解决传统方法的不足之处，以确保药用成分的最大保留和产品质量的提高。从而实现高效、均匀、质量稳定的川贝干燥。
技术实现思路
1、为了克服现有技术存在的一系列缺陷，本专利技术的目的在于针对上述问题，提供一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
2、步骤1，将新鲜川贝置于0-5℃的环境中进行初步晾干，并在样品川贝的中心部位安装探针式温湿度传感器以实时监测样本中心部位的温度及湿度变化；
3、步骤2，待探针式温湿度传感器检测
4、步骤3，冷冻干燥一段时间后，启动微波系统，同时，开启红外辐射系统以辅助提高表面水分蒸发速率，进一步促进干燥，此时，应确保空气排出系统仍在运行，以维持真空状态；
5、步骤4，通过plc程序控制系统精确调节微波与红外线功率，以确保样品川贝的中心温度不超过25℃，实现均匀干燥，同时，确保空气排出系统仍在维持真空状态。
6、步骤5，当样品川贝的中心湿度降至10％以下时，关闭微波系统和红外辐射系统，但继续维持真空冷冻干燥状态和空气排出系统，以防止成分损失；
7、步骤6，采用热成像技术检查样本干燥均匀性，确保整个样本在干燥过程中没有出现不均匀的现象；
8、步骤7，采用综合评价方法评定川贝品质等级并进行分级包装。
9、进一步的，步骤1中，所述探针式温湿度传感器的测量精度不低于±0.5℃、±3％rh。
10、进一步的，步骤2中，将真空冷冻干燥系统的温度设置在-50℃，压力设置在2pa。
11、进一步的，步骤2中，在冷冻干燥过程中，冷冻速率维持在≥2℃/min以便于快速制成冷冻品此时。
12、进一步的，步骤2中，安装于空气排出系统管路上的质谱仪实时监测水蒸气组分变化,以便于优化干燥工艺参数。
13、进一步的，步骤3中，微波系统采用功率10kw、输出频率为2.45ghz的微波发生器，微波发生器进行脉冲式照射，设置微波脉冲周期为10s,每个脉冲周期内,微波照射时间设置为2s,间歇暂停时间设置为8s；在微波发生器内部,使用pid控制器精确控制每个脉冲的照射时间；通过plc程序控制系统,实现对微波控制器的联动控制,完成自动化地脉冲照射，利用光电开关探测微波照射区的微波强度,反馈给pid控制器,实时调节微波输出功率,保证每个脉冲峰值功率精准控制。
14、进一步的，步骤3中，微波系统的初期功率应设为5kw/m2，然后逐步升高至15kw/m2；微波系统逐步升高功率的过程，升高功率的速率每分钟不超过1kw/m2，以确保温度变化逐渐而均匀。
15、进一步的，步骤4中，根据样品特性和设备参数建立数学模型预测水分蒸发规律，实现模型预测控制，从而在监测温度、湿度、压力、质量的基础上，根据数学模型预测川贝样品中水分蒸发速率，并根据模型的预测结果，自动调整微波与红外线功率以维持川贝的中心温度在安全范围内，从而实现均匀干燥。
16、进一步的，建立数学模型预测水分蒸发规律的步骤包括；
17、假设水分蒸发过程符合fick的扩散定律，其中水分的蒸发速率与水分质量梯度成正比，同时考虑到温度和压力对水分蒸发速率的影响，水分的蒸发速率表示为：
18、
19、d表示水分的扩散系数，取决于的因素包括川贝的特性、温度和压力；
20、a表示样品的表面积；
21、cw(t)表示时间t时刻的川贝样品中水分的浓度；
22、x表示川贝样品的厚度方向数值；
23、mw(t)表示在时间t时刻的川贝样品的水分质量。
24、本申请的目的还在于提供一种测定干燥川贝品质的综合评价方法，包括如下步骤：
25、设置评价指标体系:含水率w,表示干燥程度；重金属含量mi,表示安全性；维生素c含量vc,表示营养保留率；脆性值cr,表示口感；色差δe,表示色泽；
26、设定各指标的评分函数:
27、w评分函数为:f1(w)＝100*(1-w/w0)，其中，w0为川贝允许的最大含水率,w表示实际含水率，其中，当w为0时,评分为100分，当w在0到w0之间时,评分按比例减少，当w超过w0时,评分为0；
28、mi评分函数为:f2(mi)＝100*(1-mi/mi0),mi表示实际重金属含量，mi0表示允许的最大重金属含量，其中，当mi超过阈值mi0时,评分为0分当mi为0时,评分为满分100分；mi在0～mi0之间时,评分按比例减少；
29、vc评分函数:f3(vc)＝80+20*(vc/vc0),vc表示实际维生素c含量，vc0表示川贝的理想维生素c含量，其中，当vc＝0时,f3(vc)＝80；当vc＝vc0时,f3(vc)＝100；当vc>vc0时,f3(vc)＝100；
30、cr评分函数:f4(cr)＝80+20*(cr/cr0),cr表示实际脆性值，cr0表示川贝的理想脆性值，其中，当cr＝0时,评分为80；当cr＝cr0时,评分为满分100；cr超过cr0时,评分为满分100；
31、δe评分函数:f5(δe)＝100*(1-δe/δe0)，δe表示实际色差值，δe0表示川贝的理想色差值，其中，当δe＝0时,f5(δe)＝100；当δe＝δe0时,f5(δe)＝0。
32、进行指标评分并求均值q并根据q值的大小评定川贝品质等级:
33、q＝(f1(w)+f2(mi)+f3(vc)+f4(cr)+f5(δe))/5，其中，90<＝q<＝100为优；80<＝q<90为良；70<＝q<80为合格；q<70为不合格。
34、与现有技术相比，本专利技术具备以下有益效果：
35、本申请克服了传统方法的限制，满足川贝加工业本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，所述探针式温湿度传感器的测量精度不低于±0.5℃、±3％RH。
3.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤2中，将真空冷冻干燥系统的温度设置在-50℃，压力设置在2Pa。
4.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤2中，在冷冻干燥过程中，冷冻速率维持在≥2℃/min以便于快速制成冷冻品此时。
5.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤2中，安装于空气排出系统管路上的质谱仪实时监测排出水蒸气的组分变化,以优化干燥工艺参数。
6.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤3中，微波系统采用功率10kW、输出频率为2.45GHz的微波发生器，微波发生器进行脉冲式照射，设置微波脉冲周期为10s,每个脉冲周期内,微波照射时间设置为2s,间歇暂停时间设置为8s；在微波发生器内部,使用PID控制器精确控制每个脉冲的照射时间；通
7.根据权利要求6所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤3中，微波系统的初期功率应设为5kW/m2，然后逐步升高至15kW/m2；微波系统逐步升高功率的过程，升高功率的速率每分钟不超过1kW/m2，以确保温度变化逐渐而均匀。
8.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤4中，根据样品特性和设备参数建立数学模型预测水分蒸发规律，实现模型预测控制，从而在监测温度、湿度、压力、质量的基础上，根据数学模型预测川贝样品中水分蒸发速率，并根据模型的预测结果，自动调整微波与红外线功率以维持川贝的中心温度在安全范围内，从而实现均匀干燥。
9.根据权利要求8所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，建立数学模型预测水分蒸发规律的步骤包括：
10.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤7中，综合评价方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，所述探针式温湿度传感器的测量精度不低于±0.5℃、±3％rh。
3.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤2中，将真空冷冻干燥系统的温度设置在-50℃，压力设置在2pa。
4.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤2中，在冷冻干燥过程中，冷冻速率维持在≥2℃/min以便于快速制成冷冻品此时。
5.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤2中，安装于空气排出系统管路上的质谱仪实时监测排出水蒸气的组分变化,以优化干燥工艺参数。
6.根据权利要求1所述的一种中药材川贝的干燥方法，其特征在于，步骤3中，微波系统采用功率10kw、输出频率为2.45ghz的微波发生器，微波发生器进行脉冲式照射，设置微波脉冲周期为10s,每个脉冲周期内,微波照射时间设置为2s,间歇暂停时间设置为8s；在微波发生器内部,使用pid控制器精确控制每个脉冲的照射时间；通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨涛，
申请(专利权)人：上修堂武汉生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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