三七为我国传统名贵中药材,近几年,随着种植量与需求量的不断增加,传统的人工加工方法已经不能满足其需求,需要进行机械化加工,所以需研究其加工工艺。本文以云南三七主根为研究对象,首先对其基本物理参数进行了统计,包括主根质量、长度、直径与体积,并研究了这些基本物理参数随含水率的变化情况；其次,开展了三七主根干燥特性的研究,利用自然晾晒、烘箱干燥以及对流热风干燥三种干燥方法对新鲜三七主根进行干燥试验,通过高效液相色谱法测定了不同干燥方法下干燥成品的皂苷含量,并以此作为评价指标,以三七皂苷含量作为目标函数、干燥温度及干燥时间作为影响因素,建立其数学模型,优化工艺参数；同时,分别用四种传统干燥模型Lewis模型、Page模型、Henderson-Pabis模型以及Wang-Singh模型对主根干燥过程进行拟合,对结果进行对比分析,找到最适宜描述三七主根干燥的动力学模型,并建立其动力学方程；最后,通过分形理论,建立三七主根内部传质模型,并求解、验证。通过以上试验以及数据分析研究,可得到如下结论：(1)新鲜三七主根个体差异显著。新鲜三七主根质量、长度、直径、体积的平均值分别为25.39g、68.58mm、26.74mm、9.77cm3。在干燥过程中,随着含水率的下降,质量、长度、直径、体积逐渐减小；同时,得到了各基本物理参数与含水率之间的回归方程,为进一步探讨主根内部传质规律奠定了基础。(2)相对于自然晾晒,利用人工干燥方法干燥云南三七,其干燥速率得到提高,且三七的皂苷含量(PNS)得到了较好地保留。在三七主根的干燥过程中,干燥温度和干燥时间对PNS含量均有较大的影响。通过响应面优化,在保证产品达到安全含水率的前提下,主根干燥温度宜选择在50℃～60℃之间,此时干燥成品的PNS含量较高。在试验条件下,主根干燥成品的PNS含量均比主根切片干燥成品的PNS含量要高,即主根药性保持比切片要好,所以在实际的工业化生产中,建议尽量不选用主根切片进行干燥。(3)通过传统的四个干燥模型(Lewis模型、Page模型、Henderson-Pabis模型以及Wang-Singh模型)对三七主根的干燥过程进行拟合,并利用相关系数R2、均方根误差RMSE以及卡平方χ2评价其拟合结果,可知Page模型的R2值均在0.97以上,均方根误差及卡平方的值均相对较小,故云南三七主根的干燥过程适于用Page模型进行描述；通过模型拟合,及参数计算,可以得到云南三七主根的干燥模型：MR=exp[-0.0037exp(0.0623T)t1.5336exp(-0.0156T)],通过方差分析可知,温度对模型中的各参数值影响非常显著；通过模型验证及相应的方差分析,可得试验值与模型参数值较接近,且相互间影响显著,从而验证了模型的可信度。(4)分别对主根的中心木质部及外层皮部进行建模,获得三七主根干燥过程中内部传质的一维数学模型方程组；采用石蜡切片法制得不同干燥温度下主根成品的石蜡切片样本,通过显微镜观察成品石蜡切片样本的细胞组织结构图,获取其细胞间隙,并根据公式计算得到面积分形维数与迂曲分形维数,进而求得不同温度(40℃、50℃、60℃、70℃、80℃)下,主根中心木质部的有效水分扩散系数分别为0.52×10-10m2/s、0.76×10-10m2/s、5.34×10-10m2/s、8.17×10-10m2/s、11.23×10-10m2/s,主根外层皮部的有效水分扩散系数分别为0.89×10-10m2/s、6.21×10-10m2/s、8.86×10-10m2/s、12.01×10-10m2/s；通过55℃进行验证,发现其值与理论值接近,说明该模型能较好描述主根干燥过程中的内部传质过程,该结果对深入探究主根的干燥特性提供了一定理论基础。