CN108578463B - 一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，属于农产品加工技术领域。该加工方法包括如下操作步骤：甘草的挑选、清刷、切片、气体射流冲击干燥、真空脉动微波干燥和真空充氮包装。本发明具有以下优点：(1)气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，显著缩短了生产周期，一次干燥周期在2～3个小时；(2)真空脉动微波干燥方法，加快了甘草内部水分和热量向表面迁移的速度，该技术加快了干燥速度，提高了干燥均匀度，又降低了干燥温度，具有热敏性成分损失小、能耗低的优点，从而显著提高了甘草的干燥品质；(3)真空脉动微波干燥能够杀菌杀卵，甘草干制后可直接包装储藏。

Description

一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法
技术领域
本发明涉及一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，属于农产品加工技术领域。
背景技术
甘草为豆科植物甘草(学名：Glycyrrhiza uralensis Fisch)的根及根茎，始载于《神农本草经》，性平，味甘。中医认为，甘草有清热解毒、止咳祛痰、补脾和胃、调和诸药等功效(于辉，李春香，宫凌涛，等.甘草的药理作用概述[J].现代生物医学进展，2006，6(4)：77～79)。中医处方离不开甘草，俗称“十方九草”，兼有“国老”的尊称，是医疗上具有广泛用途的一种常见中药材(张利.甘草的药理作用及现代研究进展[J].中医临床研究，2014(10)：147～148)。
我国的甘草广泛分布于西北干旱区域的温带荒漠区和温带草原区域，中心区在新疆、内蒙古、宁夏。甘草收获后，在储存过程中容易发霉，特别是切口和表皮破损部位，每年3～7月是甘草的发霉高峰期，甘草一经发霉，即使经加工处理，也会使药草的气味、色泽、品质下降，影响疗效及销售(李继平.甘草霉变原因及保管方法探讨[J].中药材，1993(3)：25～26)。在甘草的加工过程中，干燥是其中最关键的步骤。目前甘草的干燥仍然以自然晾晒和烘干的方法，不仅劳动强度大、效率低，而且产品质量不稳定。自然晾晒法所需空间大、周期长、费工费时，期间易受蚁虫等昆虫和空气中的灰尘、病原体等污染，同时受自然环境和天气影响严重。除上述自然晾晒方法外，传统甘草干燥还普遍采用烘干的方式，在这个过程中，甘草容易受热不均匀，且煤炭或木材燃烧的有害物质会残留到药材中。同时，为达到缩短干燥时间、快速装箱贩卖的目的，传统干燥过程中多采用硫磺熏制的处理方法，虽然硫磺熏蒸有干燥、防霉、防虫、防腐的功能，但是大量研究表明该加工方法会降低甘草药用质量，且大量食用硫磺会引起人体肝、肺、肾、心等器官严重损伤(毛春芹，季琳，陆兔林，等.中药材硫磺熏蒸后有害物质及其危害研究进展[J].中国中药杂志，2014，39(15)：2801～2806)。另外，硫磺熏蒸会使药材产生异味，降低药材的商品价值。
中国发明专利(CN 102429213A)公开了一种用干香菇制作香菇脆片的负压微波联合干燥方法，包括干香菇的预处理、负压微波喷动干燥、真空微波干燥、包装。该方法属于果蔬加工领域，不适用于质地坚硬、干燥时水分和温度难以扩散的中药材根部，有一定局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，以解决我国传统甘草干燥中所面临的干燥时间长、效率低、卫生条件差、干燥品质差且不均匀问题。
为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为4～6mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为60～70℃，风速为10～25m/s，当甘草的湿基含水率降低至30～40％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为200～300W，干燥室真空度在0和0.088～0.096MPa之间以2～4分钟：4～7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥：
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
所述步骤(4)中干燥温度为62～66℃，风速为15～20m/s，当甘草的湿基含水率降低至30～40％时停止气体射流冲击干燥。
所述步骤(5)中微波功率为240～280W，干燥室真空度在0和0.092～0.096MPa之间以2～4分钟：4～7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥。
所述步骤(4)中干燥温度为65℃，风速为18m/s，当甘草的湿基含水率降低至35％时停止气体射流冲击干燥。
所述步骤(5)中微波功率为260W，干燥室真空度在0和0.092MPa之间以3分钟：5分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥。
所述甘草为3～4年生的甘草。
本发明将气体射流冲击干燥和真空脉动微波干燥有机结合，充分发挥了气体射流冲击和真空脉动微波干燥各自优势，前期采用气体射流冲击干燥的方式，气体射流冲击干燥是指将气体通过一定形状的喷嘴喷射到待干燥物料表面进行加热干燥的方法，由于喷嘴喷出的气体速度极高、流体流程短，气流与物料表面之间产生非常薄的边界层，因此传热系数很高，且气体射流冲击干燥对于质地较硬的甘草有一定软化作用；后期采用真空脉动微波干燥的方式，将加工对象置于密闭的干燥室内，在设置有一定功率微波的同时，使得干燥室内的真空度达到相应值并保持一段时间，然后使干燥室恢复到常压状态并保持一定时间，如此交替循环，使加工对象一直处于真空和常压的交变状态下，直至干燥过程完成。采用的低功率微波可以减少因加热过快、温度过高导致的甘草中甘草酸、甘草苷等有效成分的损失，同时避免甘草切块内部尚未干燥充分、但外部已经焦化的干燥不均匀现象；由于真空和常压的脉动循环变化能够使得物料的微观孔道不断被挤压和扩张，这个过程可以将一些不相连的微孔连通，形成微孔间的通道，显著提高水分迁移速率，特别是加快了物料内部温度向外扩散的速率，避免局部过热而影响干燥均匀度，提高了干燥效率、保证了甘草的品质。本发明具有重要的应用前景和推广使用价值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明针对甘草质地坚硬、易发霉、干燥时水分和温度扩散慢、内外干燥不均匀的特点，采用先以气体射流冲击干燥、后以真空脉动微波干燥的联合干燥方法，在保证甘草品质的前提下，显著缩短了生产周期，一次干燥周期在2～3个小时；(2)根据甘草干燥的特性采用的真空脉动微波干燥方法，使其处于真空和常压的交替脉动循环状态，从而加快了甘草内部水分和热量向表面迁移的速度，该技术加快了干燥速度，提高了干燥均匀度，又降低了干燥温度，具有热敏性成分损失小、能耗低的优点，从而显著提高了甘草的干燥品质；(3)真空脉动微波干燥能够杀菌杀卵，甘草干制后可直接包装储藏。
具体实施方式
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为4～6mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为60～70℃，风速为10～25m/s，当甘草的湿基含水率降低至30～40％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为200～300W，干燥室真空度在0和0.088～0.096MPa之间以2～4分钟：4～7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，以下实施例仅用以详细说明本发明一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法而非限制本发明。
实施例1
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为4mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为60℃，风速为10m/s，当甘草的湿基含水率降低至30％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为200W，干燥室真空度在0和0.096MPa之间以2分钟：4分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
实施例2
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为6mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为70℃，风速为25m/s，当甘草的湿基含水率降低至40％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为300W，干燥室真空度在0和0.088MPa之间以4分钟：7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至11％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
实施例3
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为5mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为65℃，风速为18m/s，当甘草的湿基含水率降低至35％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为260W，干燥室真空度在0和0.092MPa之间以3分钟：5分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至10％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
实施例4
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为4.5mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为68℃，风速为20m/s，当甘草的湿基含水率降低至36％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为240W，干燥室真空度在0和0.086MPa之间以2分钟：6分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
实施例5
一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去泥土和污物等杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为5.5mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为63℃，风速为15m/s，当甘草的湿基含水率降低至32％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为280W，干燥室真空度在0和0.090MPa之间以3分钟：7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至11％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
结果表明：采用本发明方法所需时间为2～3个小时，干燥速度快、干燥内外均匀度好、工作效率高，采用液相色谱法测定甘草中各物质的含量(测定方法参见：刘雅茜，王梦月，史海明，等.高效液相色谱法测定甘草及其炮制品中5种活性成分的含量[J].中国药学杂志，2008，43(16)：1268～1271)，测得干燥后甘草中的甘草苷含量在2.14～2.36％，甘草酸含量在1.72～1.95％。采用本发明所得的甘草品质好，且干燥成本低、卫生条件好、后期贮藏时间更长。

Claims (3)

1.一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，其特征在于，包括如下操作步骤：
(1)挑选无质变、新鲜的3～4年生的甘草；
(2)用清水和刷子将甘草表面清洗干净，除去杂质；
(3)将清刷干净后的甘草通过切片机沿横向切成厚度为4～6mm的薄片；
(4)将切好的甘草单层均匀平铺在托盘上，进行气体射流冲击干燥，其中，干燥温度为65℃，风速为18m/s，当甘草的湿基含水率降低至35％时停止气体射流冲击干燥；
(5)将气体射流冲击干燥后的甘草进行真空脉动微波干燥，其中，微波功率为200～300W，干燥室真空度分别为0和0.088～0.096MPa时，以2～4分钟：4～7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥；
(6)将干燥后的甘草进行真空充氮包装。
2.根据权利要求1所述一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，其特征在于，所述步骤(5)中微波功率为240～280W，干燥室真空度分别为0和0.092～0.096MPa时，以2～4分钟：4～7分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥。
3.根据权利要求1或2所述一种甘草气体射流冲击与真空脉动微波联合干燥的方法，其特征在于，所述步骤(5)中微波功率为260W，干燥室真空度分别为0和0.092MPa时，以3分钟：5分钟的脉动比进行脉动，当甘草的湿基含水率降低至9～11％时停止真空脉动微波干燥。
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