【摘要】 自动压汞装置是一种特别有用的定量工具，用于测量纳米羟基磷灰石、纸、土豆、和苹果的孔径分布。

干燥操作是植物产品储藏和进一步实际应用的一项重要加工技术，微波干燥方法因其干燥时间短而被广泛应用于多种植物材料的加工，如马铃薯、胡萝卜、苹果、蘑菇、猕猴桃、草莓、菠菜、和野菜以及木材和中草药等。植物材料是一种特殊而典型的多孔介质，其孔径分布是描述多孔介质样品微观结构特征的重要参数之一。样品的微观结构特征与宏观性能、干燥机理、干燥产品质量密切相关。

 

一些研究人员已经报道了微波在干燥过程中对植物材料微观结构的影响。Di[1]等人最近用扫描电子显微镜研究了不同干燥方法对黄芪切片微观结构的影响，包括微波、真空、冷冻和热风方法。但这些扫描电子显微镜图像在可视化的基础上提供了关于结构的定性信息，而对植物组织中气孔的定量方面提供的信息很少。

 

自动压汞装置是一种特别有用的定量工具，用于测量纳米羟基磷灰石、纸、土豆、和苹果的孔径分布。Di[1]等人以黄芪饮片为例，研究了植物组织中的孔径大小和分布对植物材料干燥行为的影响。利用自动压汞装置，比较了200 W微波功率干燥样品和60 W热风干燥样品基质内部的孔径分布。研究还用扫描电子显微镜表征了基质的微观结构，并讨论了样品的干燥动力学以及干燥样品的再水化特性。

 

结果表明，自动压汞装置比扫描电子显微镜更能表征样品的基质微观结构。这项工作将有助于从微观机理和干燥产品质量两方面对干燥过程的优化进行进一步的研究。

 

图1. 用自动压汞装置测定黄芪饮片干燥样品的总孔体积曲线。[1]

 

图1为黄芪饮片的总孔体积曲线。结果表明，微波干燥样品的总孔容大于热风干燥样品。微波干燥样品的总孔容为4175.3 nm，平均孔径为4175.3 nm，孔隙率为42.41%；热风干燥样品的总孔容为0.3650 mL/g，平均孔径为853.1 nm，孔隙率为26.89%。因此，微波干燥样品的总孔体积、平均孔径和孔隙率都远高于热风干燥样品。作为进一步的表征，图2显示了用自动压汞装置测量的黄芪饮片的孔径分布。

 

结果发现，微波干燥样品中直径在6 103 nm到3.6 105 nm之间的孔容占样品总孔容的98.80%，热风干燥样品中直径在6 103 nm到3.6 105 nm之间的孔容占总孔容的54.30%。显然，这一结果意味着微波干燥样品的气孔几乎分布在与气管相同尺寸的相对较大的气孔范围内。

 

图2. 用自动压汞装置测定黄芪饮片干燥样品的孔径分布。[1]

 

尽管有其初步的特点，但他们以黄芪饮片为例，展示了不同干燥方法的植物材料的孔体积和孔径分布的差异。应用自动压汞装置对黄芪饮片进行分析，为进一步分析样品的微观结构、宏观性质、微波干燥机理和干燥产品质量之间的关系提供了定量的信息。因此，本研究对优化植物多孔介质干燥工艺，维持或提高干燥产品质量具有一定的指导意义。

 

[1] Di, Q., Yang, J., Zhao, J., & Wang, W. (2010). Application of Automatic Mercury Injection Apparatus in Study of Astragalus Slices Drying. Drying Technology, 28(5), 677–682.

 

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