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摘要：[目的]研究滇重楼热风干燥过程中不同因素水平对其干燥效果的影响，为滇重楼热风干燥工艺的优化和改进提供理论依据。[方法]以滇重楼为试验材料，设计并完成滇重楼干燥正交试验，分析在温度、风速和铺料密度等因素变化的情况下，滇重楼外观品质和水分的变化情况，探讨各种因素水平对其干燥效果的影响。[结果]影响滇重楼干燥效果的主次因素排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度，其中干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%的条件下，干燥得到的重楼外观品质最佳。[结论]采用热风干燥技术得到的重楼成品整体质量比较高，且热风干燥具有能耗低、所需设备简单等优点，在滇重楼规模化生产过程中值得推广应用。
关键词：滇重楼；热风干燥；干燥温度；正交试验
中图分类号：S567.23+9 文献标识码：A 文章编号：0517-6611（2016）07-151-03
（1. Faculty of Mechanical & Electrical Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201； 2. Xiangyun County Agricultural Machinery Training and Extension Station in Dali Prefecture， Xiangyun， Yunnan 672100）
Abstract：[Objective] The aim was to study the drying effect of different factors and levels on Paris polyphylla and provide theoretical basis for hotair drying technique optimization and improvement. [Method] With P. polyphylla as test material， drying orthogonal test was designed and completed， the variation of appearance quality and moisture was analyzed with the change of temperature， wind speed， paving density， effects of each factor on drying process were discussed. [Result] The order of main influencing factors was temperature>wind speed>paving density>relative humidity. Under the conditions of temperature 55 ℃， wind speed 0.7 m/s， paving density 4 kg/m2， relative humidity 40%， the appearance quality of P. polyphylla was best. [Conclusion] Using hotair drying technology can obtain highquality P. polyphylla with advantages of low energy consumption， simple equipment and so on， which is worthy of popularization in largescale production of P. polyphylla.
Key words：Paris polyphylla； Hotair drying； Drying temperature； Orthogonal test
滇重樓为百合科植物云南重楼Paris Polyphylla Smith var.yunnanensis（Franch.）Hara的干燥根茎，又名宽瓣重楼[1-2]，主要分布在云南、四川和贵州的部分地区。作为重要的清热解毒药，目前国家标准药品中已有65个品种使用了重楼，为著名中成药云南白药系列、季德胜蛇药等的主要原料之一[2-3]。滇重楼主要活性成分是甾体皂苷类化合物，现代医学研究表明，重楼具有抗肿瘤、止血、镇痛、免疫调节、抗菌、消炎等作用，对生殖系统、心血管也有药效[3-5]。
干燥作为滇重楼生产过程中极其重要的工艺环节之一，在其储存、运输和加工过程中占有重要地位，经干燥后的重楼可长期储存且能有效保持药用成分[6-8]。传统的滇重楼干燥方法主要是自然晾晒，这种干燥方法受人为因素的影响较大，且费时费力，有时甚至不能完全达到药品卫生和环保要求。因此，探索新的重楼干燥方法对生产重楼干品具有重要的意义和价值。目前国内对重楼干燥工艺方面的研究还很少，周浓等[2]曾采用不同干燥方法对滇重楼进行了干燥，探讨了不同干燥方法对滇重楼中薯蓣皂苷元含量的影响。国内从20世纪初开始有了热风干燥理论的研究，热风干燥技术具有成本低廉、易于操作、可实现自动控制等特点，是一种有望在重楼干燥工艺中大力推广应用的新型干燥技术[9-10]。该研究采用新鲜的滇重楼进行热风干燥正交试验，选取干燥温度、风速、铺料密度和相对湿度为试验因子，各因子分别选取3个试验水平，研究不同因素对重楼干燥效果的影响，以利于滇重楼干燥工艺的改进和优化。
1：材料与方法
1.1：试验材料与仪器：
新鲜滇重楼，产自云南省大理州祥云县。LT501型电子天平（成都一科仪器设备有限公司）、微量水分测定仪（上海双旭电子有限公司），烧杯、量筒（量程400和100 mL）、热风干燥箱（苏州华洁烘箱制造有限公司）、Master BV170E型燃油暖风机（北京远洋科创科技发展有限公司）、XMT614型智能PID温度控制仪（山东昌润电器有限公司）。甲苯、蒸馏水。 1.2：试验方法
1.2.1：
新鲜重楼的预处理和切片。用清水将新鲜重楼洗净（图1a），沥干，用剪刀剪掉须根，切除顶芽，然后再将其主根部分切成3～5 mm厚的薄片（图1b），放入干净的容器中。
1.2.2：
滇重楼热风干燥正交试验。滇重楼热风干燥正交试验因子为干燥温度、风速、铺料密度和相对湿度，各因素分别选取3个试验水平，采用L9（34）正交设计表（表1），做9次试验，重楼达到安全含水率以下（即失水率为88%）时停止干燥。每组试验开始前先启动燃油暖风机及热风干燥箱预热，并按照试验组参数的要求设置好干燥箱内的温度、风速等，当干燥箱内的温度稳定为试验组对应的参数时，再用电子天平称取100 g洗净切片的新鲜重楼，按照试验组要求的铺料密度均匀地铺放在干燥盘中，然后将干燥盘快速地放入热风干燥箱内，记下重楼开始干燥的时间，试验过程中定时称取重楼的质量并计算重楼干燥失水率，记录相关试验数据。
2：结果和分析
2.1：滇重楼热风干燥正交试验：
从重楼热风干燥正交试验结果（表3）可以看出，4个影响因素所对应的R值大小排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度，因此，影响重楼热风干燥的主次因素排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度。
从各指标评分结果来看，随着干燥温度的升高，得到的重楼色泽越好，香气也更浓一些，但并不是干燥温度越高越好，如果干燥温度太高，重楼就会被糊化，表面呈现的就不是粉质而是角质，重楼的天然香味也会变淡甚至出现焦灼异味。低温干燥得到的重楼形态较好，因为当干燥温度较高时，重楼表面容易出现裂纹。对比分析重楼干燥正交表中色泽、形态和香气3个指标所对应的综合评分发现，干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%的条件下，干燥得到的重楼外观品质最佳。
2.2：重楼干燥失水率分析：
从各试验组重楼干燥失水率（图3）可以看出，
不同因素条件下得到的重楼干燥时间存在显著差异。随着温度的升高，干燥时间不断缩短，其中干燥温度每升高10 ℃，重楼干燥时间大约缩短60～90 min，在同一干燥温度下，风速每增加0.2 m/s，重楼干燥时间大约缩短60 min，铺料密度和相对湿度对重楼干燥时间影响相对较小。
对比各试验组重楼干燥情况可以看出，9次试验中，干燥时间最短的是试验⑨，耗时480 min，干燥速率最慢的是试验①，耗时750 min，而试验⑨所对应的温度和风速均是最大值，试验①对应的温度和风速均是最小值，说明温度和风速是影响重楼干燥速率较大的2个因素。
各个试验组基本遵循了物料干燥特性曲线规律，即刚开始干燥的那段时间失水速率比较快，随着干燥时间的增加，干燥速率慢慢进入恒速期和降速期，因为刚开始干燥时水分蒸发比较容易，这部分水主要是重楼的机械结合水，随后一段时间水分蒸发比较困难，此时机械结合水慢慢蒸发结束，开始蒸发重楼内部的物理结合水[11-12]。
2.3：滇重楼热风干燥优化方案：
通过分析滇重楼热风干燥正交试验结果，同时综合考虑各试验组重楼干燥过程中其水分的变化情况及干燥时间等参数，得出重楼热风干燥的优化方案所对应的参数分别是干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%。
3：结论与讨论
采用新鲜的滇重楼进行热风干燥正交试验，选取干燥温度、风速、铺料密度和相对湿度为试验因子，研究不同因素对重楼干燥效果的影响。结果表明，影响重楼热风干燥效果的主次因素排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度；分析各因素水平对重楼热风干燥速率和干燥效果的影响得出，干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%的条件下，干燥得到的重楼外观品质最佳。采用热风干燥技术得到的重楼成品整体质量比较高，且热风干燥具有能耗低、所需设备简单等优点，在滇重楼规模化生产过程中值得推广应用。
试验过程中将重楼切割成3～5 mm厚的薄片进行干燥，而重楼实际加工过程中多是将其完整块根直接干燥，因此，试验提出的重楼干燥优化方案不能完全适应于重楼的加工工艺过程，需要进一步验证该优化方案在实际生产中的应用情况。
重楼热风干燥试验还需要建立热风干燥数学模型，从定量的角度来描述温度、风速和铺排密度等因素对重楼干燥效果的影响，分析重楼干燥过程中其水分及内部品质的变化情况[12-13]。
在对干燥后的重楼品质进行评价时，仅从外观质量进行观察，没有对其内部所含的药用成分进行检测，评价指标不够全面，因此需要进一步对其内部所含的药用成分进行检测，使得试验结论更有说服力，也才能更好地指导生产实践。
参考文献
[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[M].北京：中国医药科技出版社，2010：243.
[2] 周浓，张华琦，丁博，等.不同干燥方法对滇重楼中薯蓣皂苷元含量的影响[J].时珍国医国药，2015（2）：361-362.
[3] 周浓，张德全，孙琴，等.真菌诱导子对滇重楼中次生代谢产物甾体皂苷的影响[J].药学学报，2012（9）：1237-1242.
[4] 周浓，郭吉芬，杨丽云，等.HPLC测定不同采收期滇重楼中薯蓣皂苷元的含量[J].中国实验方剂学杂志，2010，16（18）：54-56.
[5] 刘海，张婷，陈筱清，等.云南重楼的甾体皂苷类成分[J].中国天然药物，2006（4）：264-267.
[6] 武珊珊，高文远，段宏泉，等.重楼化学成分和药理作用研究进展[J].中草药，2004（3）：344-347.
[7] 邓良平.中药材产地干燥初加工困境与对策[J].农产品加工（学刊），2012（2）：121-123.
[8] 桑迎迎，周国燕，王爱民，等.中药材干燥技术研究进展[J].中成药，2010（12）：2140-2144.
[9] 武孔云，孫超.中药材品质及提高中药材品质的途径[J].中草药，2010（7）：1210-1215.
[10] 宋春芳，覃永红，陈希，等.玫瑰花的微波真空干燥试验[J].农业工程学报，2011（4）：389-392.
[11] 区焕财，毛文菊，冯筱骁，等.三七热风干燥试验分析[J].湖南农机，2013（3）：28-31.
[12] 刘泊远，区焕财，张汝坤，等.天麻热风干燥试验分析[J].湖南农机，2014（2）：35-37.
[13] 鲁洁，孙剑锋，王颉，等.热风干燥对阜平红枣品质的影响及其数学模型的构建[J].食品工业科技，2013（1）：97-102.
责任编辑：徐丽华：责任校对：况玲玲
关键词：滇重楼；热风干燥；干燥温度；正交试验
中图分类号：S567.23+9 文献标识码：A 文章编号：0517-6611（2016）07-151-03
（1. Faculty of Mechanical & Electrical Engineering， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650201； 2. Xiangyun County Agricultural Machinery Training and Extension Station in Dali Prefecture， Xiangyun， Yunnan 672100）
Abstract：[Objective] The aim was to study the drying effect of different factors and levels on Paris polyphylla and provide theoretical basis for hotair drying technique optimization and improvement. [Method] With P. polyphylla as test material， drying orthogonal test was designed and completed， the variation of appearance quality and moisture was analyzed with the change of temperature， wind speed， paving density， effects of each factor on drying process were discussed. [Result] The order of main influencing factors was temperature>wind speed>paving density>relative humidity. Under the conditions of temperature 55 ℃， wind speed 0.7 m/s， paving density 4 kg/m2， relative humidity 40%， the appearance quality of P. polyphylla was best. [Conclusion] Using hotair drying technology can obtain highquality P. polyphylla with advantages of low energy consumption， simple equipment and so on， which is worthy of popularization in largescale production of P. polyphylla.
Key words：Paris polyphylla； Hotair drying； Drying temperature； Orthogonal test
滇重樓为百合科植物云南重楼Paris Polyphylla Smith var.yunnanensis（Franch.）Hara的干燥根茎，又名宽瓣重楼[1-2]，主要分布在云南、四川和贵州的部分地区。作为重要的清热解毒药，目前国家标准药品中已有65个品种使用了重楼，为著名中成药云南白药系列、季德胜蛇药等的主要原料之一[2-3]。滇重楼主要活性成分是甾体皂苷类化合物，现代医学研究表明，重楼具有抗肿瘤、止血、镇痛、免疫调节、抗菌、消炎等作用，对生殖系统、心血管也有药效[3-5]。
干燥作为滇重楼生产过程中极其重要的工艺环节之一，在其储存、运输和加工过程中占有重要地位，经干燥后的重楼可长期储存且能有效保持药用成分[6-8]。传统的滇重楼干燥方法主要是自然晾晒，这种干燥方法受人为因素的影响较大，且费时费力，有时甚至不能完全达到药品卫生和环保要求。因此，探索新的重楼干燥方法对生产重楼干品具有重要的意义和价值。目前国内对重楼干燥工艺方面的研究还很少，周浓等[2]曾采用不同干燥方法对滇重楼进行了干燥，探讨了不同干燥方法对滇重楼中薯蓣皂苷元含量的影响。国内从20世纪初开始有了热风干燥理论的研究，热风干燥技术具有成本低廉、易于操作、可实现自动控制等特点，是一种有望在重楼干燥工艺中大力推广应用的新型干燥技术[9-10]。该研究采用新鲜的滇重楼进行热风干燥正交试验，选取干燥温度、风速、铺料密度和相对湿度为试验因子，各因子分别选取3个试验水平，研究不同因素对重楼干燥效果的影响，以利于滇重楼干燥工艺的改进和优化。
1：材料与方法
1.1：试验材料与仪器：
新鲜滇重楼，产自云南省大理州祥云县。LT501型电子天平（成都一科仪器设备有限公司）、微量水分测定仪（上海双旭电子有限公司），烧杯、量筒（量程400和100 mL）、热风干燥箱（苏州华洁烘箱制造有限公司）、Master BV170E型燃油暖风机（北京远洋科创科技发展有限公司）、XMT614型智能PID温度控制仪（山东昌润电器有限公司）。甲苯、蒸馏水。 1.2：试验方法
1.2.1：
新鲜重楼的预处理和切片。用清水将新鲜重楼洗净（图1a），沥干，用剪刀剪掉须根，切除顶芽，然后再将其主根部分切成3～5 mm厚的薄片（图1b），放入干净的容器中。
1.2.2：
滇重楼热风干燥正交试验。滇重楼热风干燥正交试验因子为干燥温度、风速、铺料密度和相对湿度，各因素分别选取3个试验水平，采用L9（34）正交设计表（表1），做9次试验，重楼达到安全含水率以下（即失水率为88%）时停止干燥。每组试验开始前先启动燃油暖风机及热风干燥箱预热，并按照试验组参数的要求设置好干燥箱内的温度、风速等，当干燥箱内的温度稳定为试验组对应的参数时，再用电子天平称取100 g洗净切片的新鲜重楼，按照试验组要求的铺料密度均匀地铺放在干燥盘中，然后将干燥盘快速地放入热风干燥箱内，记下重楼开始干燥的时间，试验过程中定时称取重楼的质量并计算重楼干燥失水率，记录相关试验数据。
2：结果和分析
2.1：滇重楼热风干燥正交试验：
从重楼热风干燥正交试验结果（表3）可以看出，4个影响因素所对应的R值大小排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度，因此，影响重楼热风干燥的主次因素排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度。
从各指标评分结果来看，随着干燥温度的升高，得到的重楼色泽越好，香气也更浓一些，但并不是干燥温度越高越好，如果干燥温度太高，重楼就会被糊化，表面呈现的就不是粉质而是角质，重楼的天然香味也会变淡甚至出现焦灼异味。低温干燥得到的重楼形态较好，因为当干燥温度较高时，重楼表面容易出现裂纹。对比分析重楼干燥正交表中色泽、形态和香气3个指标所对应的综合评分发现，干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%的条件下，干燥得到的重楼外观品质最佳。
2.2：重楼干燥失水率分析：
从各试验组重楼干燥失水率（图3）可以看出，
不同因素条件下得到的重楼干燥时间存在显著差异。随着温度的升高，干燥时间不断缩短，其中干燥温度每升高10 ℃，重楼干燥时间大约缩短60～90 min，在同一干燥温度下，风速每增加0.2 m/s，重楼干燥时间大约缩短60 min，铺料密度和相对湿度对重楼干燥时间影响相对较小。
对比各试验组重楼干燥情况可以看出，9次试验中，干燥时间最短的是试验⑨，耗时480 min，干燥速率最慢的是试验①，耗时750 min，而试验⑨所对应的温度和风速均是最大值，试验①对应的温度和风速均是最小值，说明温度和风速是影响重楼干燥速率较大的2个因素。
各个试验组基本遵循了物料干燥特性曲线规律，即刚开始干燥的那段时间失水速率比较快，随着干燥时间的增加，干燥速率慢慢进入恒速期和降速期，因为刚开始干燥时水分蒸发比较容易，这部分水主要是重楼的机械结合水，随后一段时间水分蒸发比较困难，此时机械结合水慢慢蒸发结束，开始蒸发重楼内部的物理结合水[11-12]。
2.3：滇重楼热风干燥优化方案：
通过分析滇重楼热风干燥正交试验结果，同时综合考虑各试验组重楼干燥过程中其水分的变化情况及干燥时间等参数，得出重楼热风干燥的优化方案所对应的参数分别是干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%。
3：结论与讨论
采用新鲜的滇重楼进行热风干燥正交试验，选取干燥温度、风速、铺料密度和相对湿度为试验因子，研究不同因素对重楼干燥效果的影响。结果表明，影响重楼热风干燥效果的主次因素排序为温度>风速>铺料密度>相对湿度；分析各因素水平对重楼热风干燥速率和干燥效果的影响得出，干燥温度55 ℃、风速0.7 m/s、铺料密度4 kg/m2、相对湿度40%的条件下，干燥得到的重楼外观品质最佳。采用热风干燥技术得到的重楼成品整体质量比较高，且热风干燥具有能耗低、所需设备简单等优点，在滇重楼规模化生产过程中值得推广应用。
试验过程中将重楼切割成3～5 mm厚的薄片进行干燥，而重楼实际加工过程中多是将其完整块根直接干燥，因此，试验提出的重楼干燥优化方案不能完全适应于重楼的加工工艺过程，需要进一步验证该优化方案在实际生产中的应用情况。
重楼热风干燥试验还需要建立热风干燥数学模型，从定量的角度来描述温度、风速和铺排密度等因素对重楼干燥效果的影响，分析重楼干燥过程中其水分及内部品质的变化情况[12-13]。
在对干燥后的重楼品质进行评价时，仅从外观质量进行观察，没有对其内部所含的药用成分进行检测，评价指标不够全面，因此需要进一步对其内部所含的药用成分进行检测，使得试验结论更有说服力，也才能更好地指导生产实践。
参考文献
[1] 国家药典委员会.中华人民共和国药典：一部[M].北京：中国医药科技出版社，2010：243.
[2] 周浓，张华琦，丁博，等.不同干燥方法对滇重楼中薯蓣皂苷元含量的影响[J].时珍国医国药，2015（2）：361-362.
[3] 周浓，张德全，孙琴，等.真菌诱导子对滇重楼中次生代谢产物甾体皂苷的影响[J].药学学报，2012（9）：1237-1242.
[4] 周浓，郭吉芬，杨丽云，等.HPLC测定不同采收期滇重楼中薯蓣皂苷元的含量[J].中国实验方剂学杂志，2010，16（18）：54-56.
[5] 刘海，张婷，陈筱清，等.云南重楼的甾体皂苷类成分[J].中国天然药物，2006（4）：264-267.
[6] 武珊珊，高文远，段宏泉，等.重楼化学成分和药理作用研究进展[J].中草药，2004（3）：344-347.
[7] 邓良平.中药材产地干燥初加工困境与对策[J].农产品加工（学刊），2012（2）：121-123.
[8] 桑迎迎，周国燕，王爱民，等.中药材干燥技术研究进展[J].中成药，2010（12）：2140-2144.
[9] 武孔云，孫超.中药材品质及提高中药材品质的途径[J].中草药，2010（7）：1210-1215.
[10] 宋春芳，覃永红，陈希，等.玫瑰花的微波真空干燥试验[J].农业工程学报，2011（4）：389-392.
[11] 区焕财，毛文菊，冯筱骁，等.三七热风干燥试验分析[J].湖南农机，2013（3）：28-31.
[12] 刘泊远，区焕财，张汝坤，等.天麻热风干燥试验分析[J].湖南农机，2014（2）：35-37.
[13] 鲁洁，孙剑锋，王颉，等.热风干燥对阜平红枣品质的影响及其数学模型的构建[J].食品工业科技，2013（1）：97-102.
责任编辑：徐丽华：责任校对：况玲玲