茯苓真空脈動中試干燥裝置設計與試驗

張衛鵬 鄭志安 陳 暢 潘忠禮

(1.北京工商大學材料與機械工程學院， 北京 100048； 2.中國農業大學工學院， 北京 100083；3.加利福尼亞大學戴維斯分校生物與農業工程系， 戴維斯 CA 95616)

0 引言

茯苓(Poriacocos)是一種藥食兩用的中草藥，為多孔菌類植物的菌核，常寄生于赤松或馬尾松根部，又稱茯靈、萬桂靈等。新鮮茯苓采摘后需要依次經過發汗、剝皮、切制、干燥4個炮制加工環節，干燥環節直接決定茯苓丁藥材的形態、貨架期以及市場價格。新鮮茯苓切制成茯苓丁后，常通過自然晾曬和熱風干燥進行脫水。自然晾曬需3～7 d，如天氣不好，容易霉變。熱風干燥會導致茯苓丁內外水分分布不均，進而產生應力集中現象，引起茯苓丁的破裂，嚴重影響了茯苓的工業化生產。

為降低茯苓丁破碎率，間歇式熱風干燥在茯苓丁生產中也有部分應用。如茯苓丁干燥全過程都保持較高干燥溫度，物料表面脫水較快，容易導致有效成分降解和結殼等現象；而間歇式干燥通過連續的“干燥-緩蘇”，實現能量間歇式供應，有利于物料內部水分向外均勻傳遞，但干燥總時間超過24 h，干燥效率有待提高。水分沸點隨真空度的降低而降低，因此，真空干燥可在較低干燥溫度下，實現物料的快速脫水，并可有效改善物料熱應力分布狀況[1]。真空干燥全過程采用恒定真空度，容易使物料表面的水蒸氣分壓與干燥室內的水蒸氣分壓處于平衡狀態，從而降低濕度梯度和物料的脫水效率[2]。通過調控干燥室壓力，可不斷打破這種水分平衡狀態，實現干燥能量的間歇式供給，從而提高干燥效率和干燥品質[3～5]。文獻[6]提出了真空脈動干燥技術，并將其推廣到枸杞[7]、葡萄[8]等漿果類物料的干燥中。文獻[9]對比了不同干燥方式對茯苓丁干燥特性的影響，發現真空脈動干燥方式較優。文獻[10]設計了真空脈動干燥樣機，該樣機可對真空干燥時間、常壓干燥時間、干燥溫度等參數進行多樣化的設定和調控。但試驗裝置有效加熱面積僅為1 m2左右，需進一步進行中試試驗驗證，為工業化的推廣應用積累經驗。

熱輻射不需要傳遞介質，因此在真空干燥領域有廣泛應用。常見真空干燥箱多借助通有過熱蒸汽或熱水的盤管對物料進行加熱，但熱水盤管不耐腐蝕，使用壽命有限，一般3年左右需進行維修更換[11]。如采用電加熱板、電加熱管對物料進行加熱，設備投資成本過高，目前多見于真空冷凍干燥裝置。上述加熱部件結構體積較大，對應的料架層與層之間的距離通常大于80 mm，限制了裝載量的提升。紅外輻射作為熱輻射的一種，能量可直接與水分耦合，且能穿透物料表面(厚度一般小于2 mm)，可有效提高干燥效率[12]，目前已被廣泛應用于農產品加工領域[13-18]。常用紅外加熱器為石英電加熱管，輻射溫度通常高于400℃，需要對應的安全防護裝置和定向輻射裝置。工業領域所用的天然氣紅外輻射加熱器無法在真空狀態下使用，而由碳纖維制作的紅外加熱板，220 V電壓下即可激勵紅外線，目前在電采暖等民用領域有廣泛應用。文獻[19]對該發熱材料在熱風和真空干燥領域的應用進行了探索，發現其具有升溫速度快、溫度調控便捷的優勢。

為解決茯苓丁熱風干燥時間長、破碎率高的問題，本文結合真空脈動干燥技術和碳纖維紅外板加熱技術，針對茯苓丁工業化生產的加工需求，設計對應的中試干燥裝置。以茯苓丁為試驗原料，進行中試驗證試驗，并與工業生產過程中采集的熱風干燥數據相對比，分析干燥速率、能耗、茯苓丁破碎率等指標，為真空脈動干燥技術、碳纖維紅外板加熱技術的應用提供技術依據。

1 整機結構及工作原理

1.1 整機結構

真空脈動干燥中試裝置由真空系統、加熱系統、控制系統3部分組成。具體結構如圖1所示，真空系統由2BV2070型水循環式真空泵(上海萬經泵業制造有限公司)、FNF-2.8/13型冷凝器(佛山市科威力制冷設備有限公司)、JXB50型氣體捕集器(上海將星化工設備有限公司)、干燥室(南京騰飛干燥裝備有限公司)組成。其中，氣體捕集器可利用低溫冷壁來捕集物料干燥過程蒸發的可凝性蒸氣，縮短真空抽氣時間。干燥室外部管道上連接有GU-20G型破空電磁閥(上海威爾頓閥門制造有限公司)以及對應的輔助空氣加熱裝置。料架上安裝有多組加熱模塊，每個加熱模塊由碳纖維紅外板(上海熱麗科技集團總公司)、T形框架(南京騰飛干燥裝備有限公司)、PT100型溫度傳感器(深圳市華偉熱電偶有限公司，精度±0.2℃)等組合而成。控制系統采用“主-從機”模式，以MT6070iH型觸摸屏為主機(威綸通科技有限公司)；各個從機模塊、PT100型溫度傳感器、MIK-P300型壓力傳感器(杭州美控自動化技術有限公司，精度等級0.1%)、信號變送器(浙江天康電子有限公司)組成對應的從機系統。

圖1 真空干燥中試裝置結構示意圖Fig.1 Schematic diagram of infrared vacuum drying equipment1.干燥室 2.料架 3.破空電磁閥 4.輔助空氣加熱裝置 5.單向閥 6.底座 7.真空泵 8.冷凝水箱 9.冷凝器 10.水泵 11.氣體捕集器 12.排污閥 13.配電柜 14.多層警示燈

盡管箱式真空干燥室結構復雜，但內部空間利用率高，適合矩形料盤的裝卸。因此，選用4 mm厚304不銹鋼板和16號槽鋼焊接干燥箱。干燥室內部料架多層，較適合農產物料的薄層靜態干燥。干燥室右側安裝有配電柜，通過WS28-24型航空插頭(廣州市威浦機電有限公司)連接箱體內部的電源線、信號線，并保證其密封性。

1.2 工作原理

工作過程中，該裝置干燥室內壓力變化呈高低變化趨勢。如圖2所示，一個完整的脈動變化周期由常壓保持時間ta和真空保持時間tv組成。d、e分別為常壓保持時間ta起點、終點；a、d分別為真空保持時間tv起點、終點。為便于論述，具體的脈動變化過程可分為ab抽真空階段、bc真空保持階段、cd破空階段、de常壓階段。由于傳感器信號采集和信號傳遞誤差，實際工作過程中干燥室壓力在92～101 kPa和0～6 kPa之間交替變化。

圖2 真空-常壓脈動示意圖Fig.2 Schematic diagram of vacuum and atmospheric pressure

抽真空時，破空電磁閥關閉，單向閥自動打開，在ab段，干燥室內壓力迅速達到額定真空度。而后，真空泵停止工作，單向閥自動處于關閉狀態，防止真空泵內冷凝水倒吸于干燥室；bc段真空保持時間結束后進入cd段，此時，破空電子閥打開，外界空氣經過輔助空氣加熱裝置進入干燥室，干燥室壓力恢復至常壓狀態；de段常壓保持時間結束后，破空電磁閥關閉，真空泵再次啟動，開始下一個真空循環過程。其中，本文ab段、cd段時間通常需要小于2 min。

2 關鍵零部件設計與選型

2.1 加熱元件選型

如圖3a所示，碳纖維紅外板加熱元件由保護層、基質層、發熱層組成。發熱層為碳纖維導電紙，基質層為環氧樹脂玻璃布，保護層為聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂。碳纖維導電紙上下覆蓋基質層，再覆蓋保護層，在熱壓機上經高溫、高壓，并在黏合劑作用下融合而成。厚度為2～3 mm，可水洗，耐腐蝕。碳纖維導電紙兩端有金屬電極，220 V下通電可迅速激發波長為5～15 μm的紅外波。為防止加熱板過熱被擊穿，表面黏貼熱電偶溫度傳感器，用于加熱板溫度的調控。中試裝置所用加熱板尺寸如圖3b所示，總體尺寸為600 mm×900 mm，適宜輻射間距為20～50 mm。單塊發熱功率約為500 W，最高發熱溫度為120℃，但周圍有20 mm寬的非加熱區域。

圖3 碳纖維紅外板實物圖與溫度場分布圖Fig.3 Photos of carbon crystal infrared plate1.基質層和保護層 2.電極 3.電極結點 4.碳纖維導電紙 5.溫度傳感器

2.2 加熱模塊設計與安裝

碳纖維紅外板厚度較小，長時間加熱，容易產生形變，引起干燥不均。因此，加熱模塊的設計既要保證料盤裝卸方便、又要兼顧物料受熱均勻性，同時便于后期的安裝和維護。將碳纖維紅外板和料盤通過支撐架集成為一體，構成一個完整的干燥模塊。具體有橫向安裝、縱向安裝兩種方案供選擇。

橫向安裝方案如圖4a所示，支撐架上部空間有效寬度604 mm×904 mm，碳纖維紅外板沿圖中虛線方向垂直嵌入支撐架，通過框架邊框和中間橫梁的支撐，避免其受熱后在重力作用下向內凹陷。單個料盤尺寸為430 mm×560 mm，可橫向推進支撐架內。

圖4 橫向安裝與縱向安裝模塊設計Fig.4 Design of horizontal installation module and longitudinal installation module1.碳纖維紅外板 2.支撐架 3.料盤 4.主支撐架 5.懸掛支撐架 6.加強板 7.長擋塊 8.短擋塊

縱向安裝如圖4b所示，料架的主支撐架由10 mm×20 mm的304不銹鋼扁管焊接而成，懸掛支撐架、長擋塊由304不銹鋼鈑金折彎而成，其中懸掛支撐架為U形，左右對稱焊接在主支撐架上，懸掛支撐架的U形開口間距不同，輻射距離也不同。料盤為矩形，兩邊帶有“擔邊”。料盤的“擔邊”與懸掛支撐架貼合，可沿料盤虛線箭頭所示方向，手動推進主支撐架內，短擋塊限定料盤的移動位置；碳纖維紅外板與主支撐架上表面貼合，可沿實線箭頭所示方向，手動推進支撐架內，長擋塊限制碳纖維紅外板的移動位置。加強板焊接在主支撐架中心線處，避免碳纖維紅外板受熱向下凹陷，保證與料盤的平行度。碳纖維紅外板和料盤沿相反方向推進，保證二者裝卸時互不干擾，二者之間的間距為30 mm。結合干燥室的具體結構，本文中試裝置選用縱向安裝模塊。將制作好的縱向模塊，共10層，以25 mm的間距逐層焊接在料架上。

2.3 輔助熱風加熱裝置的設計

真空脈動循環過程中，外界干空氣連續進入干燥室，當進氣溫度低于干燥室內部空氣對應的飽和壓力時，干燥室內部會產生冷凝水，不利于干燥進行。輔助熱風裝置，一方面可加熱進入干燥室內的冷空氣，另一方面過濾空氣中的灰塵等雜質。具體結構如圖5所示，主要由空氣過濾器、電加熱管、保溫殼體組成。外界空氣經空氣過濾器和進氣口進入加熱室，沿著箭頭所示方向，依次經過各個U形加熱管表面，經出氣口排進干燥室。開啟時，可將外界冷空氣加熱到30℃以上。U形加熱管間隔布置，延長空氣流過加熱管的路徑和時間，促進空氣升溫，加熱管選配功率為2 kW。

圖5 輔助熱風加熱裝置Fig.5 Assist-hot air heating device1.空氣過濾器 2.進氣口 3.出氣口 4.電加熱管 5.隔板 6.保溫殼體

2.4 真空泵和冷凝器的選型

該真空干燥系統對抽氣時間要求較為嚴格，干燥室抽真空時間應小于2 min，真空泵的選型根據有效抽速Sey確定[20-21]，公式為

(1)

式中Q——總氣流量，Pa·m3/s

Pg——干燥室額定真空度，kPa

若實際抽速Se>KeSey，Ke為主泵抽速損失系數，取2～2.5，則選用合理。經計算，本裝置選用2BV2070型水環式真空泵。

該中試裝置冷凝器傳熱面積可根據冷凝負荷和單位面積熱負荷確定，傳熱面積計算公式[22-23]為

(2)

式中A——冷凝器換熱設備面積，m2

Qh——換熱設備傳熱量，約等于碳纖維紅外板的總額定功率，取5 000 W

Δtm——對數平均溫差，取18.03 K

K——冷凝壁傳熱系數，取29～35 W/(m2·K)

A′——冷卻風機補償面積，m2

最終求出換熱面積在3.57～4.3 m2之間。因此，確定冷凝器型號FNH4.4，換熱面積4.4 m2，可滿足系統需求。

3 控制系統設計

3.1 硬件設計

控制系統是該干燥裝置的核心部分，需要有干燥室壓力調控、溫度調控等功能。如圖6a所示，將控制系統的硬件按照功能，劃分為加熱板溫度控制模塊、溫濕度監測模塊、溫度/壓力參數采集模塊、質量監測模塊、脈動控制模塊等。對應的數據采集卡、稱量儀表、從機模塊等，分別設定不同的從機地址(0x01～0x0B)。觸摸屏MT6070iH通過RS485串口依據MODBUS協議與從機進行通訊。

溫度、壓力傳感器信號經過變送器轉換成0～5 V標準電壓信號。再經A/D轉換、軟件濾波后轉換成標準數據。主機向各個從機循環發送“讀取”指令。主機對采集到的溫度數據進行綜合邏輯判斷，發送指令到溫控模塊，執行PID控制程序調控加熱板溫度。主機根據讀取的干燥室壓力和設定的真空保持時間、常壓保持時間，發送指令到從機模塊，控制真空泵和冷凝器的運行。主機向稱量儀表發送“讀取”指令，獲取干燥過程物料質量變化。同時，采集真空干燥室內的溫度和濕度變化。

3.2 軟件設計

3.2.1界面設計

控制系統具體包括系統界面及宏指令程序兩部分，干燥裝備通過觸摸屏人機交互界面輸入、顯示試驗參數，觸摸屏主界面使用Easybuilter 8000 軟件編制。主界面如圖6b所示，界面可顯示干燥過程中碳纖維紅外板溫度、干燥時間等參數；并可以設置真空保持時間、常壓保持時間、干燥總時間等參數。宏指令庫具體包括干燥計時、壓力脈動控制等程序。

圖6 控制系統硬件組成和觸摸屏界面Fig.6 Structural diagrams of control system

3.2.2脈動壓力變化過程的實現

觸摸屏控制系統基于干燥室內壓力狀態監測，對裝備進行時序控制，具體邏輯判斷過程如圖7所示。通過讀取狀態標準位以及相關的邏輯判斷語句，控制破空電磁閥的開關/閉合，完成壓力的調控。

主機首先獲取干燥室內壓力參數及設定的循環次數N，并判斷處于何種狀態。當N≥0時，狀態標志位設置為ab抽真空狀態，破空電磁閥關閉，真空泵、冷凝器開始工作，干燥室內真空度持續上升；達到額定真空度時，狀態標志位切換為bc真空保持階段；bc段結束時，狀態標志位切換為cd破空階段，真空泵、冷凝器停止工作，破空電磁閥打開，干燥室壓力快速恢復到額定常壓狀態；當de常壓階段計時結束，狀態標志位再循環切換為ab抽真空狀態，并將總循環次數減1，執行循環判斷語句，直至總循環次數N變為0。

4 試驗驗證

4.1 試驗材料與方法

試驗所用的茯苓采自安徽省金寨縣。如圖8所示，新鮮茯苓經過兩次人工去皮、切制后，選取無邊角破損的茯苓丁作為試驗原料。其中，人工去除褐色外皮，最終切制為邊長為12 mm的立方體。初始濕基含水率為(51.0±0.4)% (干燥法，105℃干燥24 h)。所用真空脈動紅外干燥裝置如圖9所示，通過自動稱量系統檢測干燥過程物料質量變化，當茯苓丁濕基含水率小于18%時停止干燥試驗；每組試驗重復3次，取平均值作為結果。具體試驗方案如表1所示，結合預試驗結果，設定干燥溫度為65℃，試驗分為A、B組，分別研究真空保持時間、常壓保持時間對茯苓丁干燥過程的影響，以及干燥室內部相對濕度變化規律。

圖7 真空脈動控制系統流程圖Fig.7 Flow-process diagram of pulsed vacuum control system

圖8 茯苓丁切制過程Fig.8 Cutting process of Poria cocos cubes1.茯苓 2.一次去皮 3.二次去皮 4.切片部分 5.切丁部分 6.茯苓片 7.茯苓丁

圖9 真空脈動干燥箱Fig.9 Pulsed vacuum drying equipment1.干燥箱 2.冷凝器 3.料架 4.真空泵 5.控制箱

試驗編號試驗條件加熱板溫度/℃真空保持時間/min常壓保持時間/min6524A65546515465(恒真空)06552B65546558

注：茯苓丁裝載密度為8 kg/m2。

4.2 參數計算

4.2.1水分比

干燥過程中的干燥曲線采用水分比隨干燥時間變化的曲線。不同干燥時間水分比的計算可簡化為[24]

(3)

式中M0——物料初始干基含水率，g/g

Mt——物料在t時刻的干基含水率，g/g

干基含水率計算公式[25-26]為

(4)

式中Wt——在任意干燥t時刻的總質量，g

WG——干物質質量，g

4.2.2破碎率

干燥后的茯苓丁采用LSSM-150型振動篩(安徽順天機械制造有限公司)區分為3個等級，具體結果如圖10所示，一級、二級、三級產品特點如下：一級品，立方體外形基本完整、質地緊實、邊角有部分缺陷，切面有凸凹洼點或少量裂隙，部分茯苓丁顏色黃白、間或有黃斑，長、寬、高在12 mm 以內，無不規則碎片、粉末、雜質、霉變；二級品，為在干燥過程中產生的不完整茯苓塊、破碎的邊角等，白色或灰白色的大小碎塊或碎屑，無粉末、雜質；三級品，為茯苓篩選后殘余的細小碎粒及粉末、無大塊碎片，顏色潔白。人工稱量后，計算各個等級產品所占百分比。

圖10 茯苓等級劃分及類別Fig.10 Types and grades of dried Poria cocos cubes

5 結果與分析

5.1 壓力參數對干燥過程的影響

干燥溫度65℃，常壓保持時間4 min，真空保持時間2、5、15 min以及恒真空條件下茯苓丁干燥曲線如圖11a所示。不同干燥條件達到目標含水率的干燥時間分別為500、480、520、560 min。真空保持時間5 min時，茯苓丁干燥時間最短，干燥總時間比恒真空縮短80 min，這首先證明了真空保持時間過長，不利于干燥效率的提高。真空保持時間2 min時，干燥總時間也會增加，這表明真空脈動干燥過程中，起主導作用的依然是真空干燥；常壓保持時間一定時，過短的真空保持時間也不利于干燥進行。從這個角度來說，真空脈動干燥可被認為是真空干燥的特例。

圖11 不同真空保持時間和常壓保持時間下茯苓丁水分比變化曲線Fig.11 Drying curves of Poria cocos cubes at different vacuum duration and atmospheric duration

真空保持時間5 min，常壓保持時間2、4、8 min，65℃干燥條件下，干燥曲線如圖11b所示。干燥時間分別為510、480、545 min。表明過長或過短的常壓保持時間，均會增加干燥總時間。與常壓保持時間4 min相比，8 min干燥條件下，茯苓丁干燥總時間增加約65 min。這是因為常壓保持時間過長，外界濕度較低的干空氣進入箱體后，箱體與外界無氣流流動，茯苓丁蒸發的水蒸氣積聚在箱體內，減緩干燥速率。當常壓保持時間縮短為2 min時，干燥時間也會增加。一方面因為常壓保持時間過短，茯苓丁未吸收足夠多的熱量，茯苓丁內部溫度較低。當下一個真空階段來臨時，茯苓丁內部水分不能快速蒸發。另一方面，當常壓時間過短時，箱體內部的空氣尚未飽和，就被真空泵抽走，干燥室內部頻繁的氣流更替不利于干燥進行。表明真空脈動干燥需要合適的常壓保持時間，既能維持物料升溫，又能適時打破箱體內部水蒸氣的平衡狀態。因此，常壓保持時間4 min、真空保持時間5 min，干燥時間最短。

最佳真空保持時間、常壓保持時間的選擇，可從另外一個角度解析。如圖12所示，該曲線為干燥溫度65℃、真空保持時間15 min、常壓保持時間4 min時，干燥室內部溫度、相對濕度變化曲線；其中，e、f點分別對應真空保持時間5、10 min干燥室壓力切換時間點。在破空階段cd段，由于外界的不飽和干空氣進入干燥室，相對濕度明顯下降；抽真空階段ab段，干燥室內高濕的熱空氣被真空泵抽出，溫度、相對濕度也會下降；在常壓階段de段、真空保持階段bc段的前期，相對濕度均快速增加，表明切換干燥室壓力后可提高水分蒸發速率；后期相對濕度變化趨勢平緩，表明茯苓丁經歷快速脫水后進入濕度平衡狀態。此時需切換干燥室壓力，可再次提高水分蒸發速率。如果在e、f點切換干燥室壓力，會縮短干燥總時間；沿a′點繼續延長真空保持時間，相對濕度依然處于平衡狀態，會延長干燥總時間。同理，沿c點繼續延長常壓保持時間，依然會延長干燥總時間。因此，干燥室壓力的切換與干燥過程中相對濕度變化有關。微觀時間尺度內干燥室內部相對濕度變化，可實時反映干燥過程物料水分蒸發情況。但關于干燥過程相對濕度變化的報道主要集中在熱風干燥領域，相對濕度變化對真空干燥過程質熱傳遞的影響機理，需進一步研究[27-28]。

圖12 壓力參數對干燥室內部溫度、相對濕度變化曲線的影響Fig.12 Effect of pressure parameters on drying chamber temperature and relative humidity changing curves

5.2 脈動過程對干燥室內部溫度、相對濕度的影響

干燥溫度65℃、真空保持時間5 min、常壓保持時間4 min時，干燥全過程中干燥室內部溫度、相對濕度曲線如圖13所示，干燥室內部溫度變化范圍30～62℃，干燥室內部相對濕度升高到約60%后開始快速下降。這是因為干燥前期，茯苓丁內部水分充足，受熱后快速蒸發，干燥室內部濕度也隨之升高。而隨著干燥進行，茯苓丁含水率逐漸降低，脫水困難，相對濕度逐漸降低。由此可知，真空干燥室內部相對濕度變化可反映物料脫水狀況，但進氣溫度應不能低于干燥室溫度對應的飽和蒸汽壓力，以避免干燥室內部產生冷凝水。

圖13 干燥全過程中干燥室內部溫度、相對濕度變化曲線Fig.13 Chamber temperature and relative humidity changing curves during whole drying process

5.3 破碎率對比分析

如圖14所示，真空脈動紅外干燥技術下，一、二、三級所占百分比分別為83.63%、13.40%、2.97%；而熱風干燥的產品，其一、二、三級產品所占百分比分別為55.12%、31.93%、12.95%。這表明真空脈動紅外干燥可顯著提高干燥茯苓丁完整性和成品率，降低二、三級產品百分比，并提高一級產品百分比。裝載密度均為8 kg/m2，真空脈動紅外干燥、熱風干燥技術下，干燥單位新鮮茯苓的時間分別約為7、10 h，能耗分別約為1.27、0.85 kW/kg。盡管真空脈動紅外干燥能耗較高，但干燥時間和干燥品質明顯高于熱風干燥，而且產品等級明顯提升，證明該干燥技術的可行性。該試驗裝置的裝載量同熱風干燥相比，依然差距較大，后期需進一步優化各個零部件的功率配比，降低能耗。圖14b為新鮮茯苓，由于水分充足，表面平整，圖14c、14d分別為真空脈動紅外干燥、熱風干燥后茯苓丁的典型代表，圖14c中茯苓丁表面無裂紋，質地緊實；圖14d中茯苓丁呈現出貫穿到表面的裂紋，導致產品硬度下降，影響其外觀。

圖14 不同干燥技術下茯苓丁加工狀況Fig.14 Processing status of Poria cocos cubes by different drying methods

6 結論

(1)所設計的橫向安裝、縱向安裝模塊，將碳纖維紅外板和料架相結合，有效提高物料裝載率，并可有效克服碳纖維紅外板加熱過程中的變形、凹陷問題，保證發熱面與茯苓丁之間輻射間距的一致性，碳纖維紅外板到料盤的輻射間距30 mm、上下模塊間距25 mm時，干燥效果較佳。

(2)基于“主-從機”模式設計控制系統，將各從機模塊和上位機觸摸屏集成為一體，基于干燥室內真空度狀態監測，對裝備進行時序控制，實現干燥室內“真空-常壓”的連續轉換?；趯μ祭w維紅外板溫度的監測，結合對干燥溫度的有效調控，對真空干燥室內部溫度、相對時間變化進行檢測。

(3)以12 mm×12 mm×12 mm的茯苓丁為試驗原料對干燥中試裝置進行試驗驗證。結果表明，該干燥裝備設計方案和控制方案可靠，可有效實現茯苓丁的干燥。真空保持時間、常壓保持時間分別為5、4 min時，干燥時間最短，約為480 min，真空脈動干燥后茯苓丁一級品占比83.63%，破碎率明顯降低。研制的中試干燥裝置可應用于茯苓丁等物料的干燥，并可為紅外干燥技術、真空脈動干燥技術的聯合應用提供理論依據。