基于Weibull分布函數的百合真空遠紅外干燥過程模擬及應用

黃 敬

朱文學

劉云宏

羅 磊

(河南科技大學食品與生物工程學院，河南 洛陽 471003)

基于Weibull分布函數的百合真空遠紅外干燥過程模擬及應用

黃 敬

朱文學

劉云宏

羅 磊

(河南科技大學食品與生物工程學院，河南 洛陽 471003)

為了探究百合的真空遠紅外輻射干燥的干燥特性，研究紅外輻射板溫度、干燥室壓力和物料厚度三因素對百合真空遠紅外輻射干燥品質的影響。結果表明：提高輻射板溫度、減小干燥室壓力和物料厚度，均能明顯縮短干燥時間，提高干燥速率；Weibull分布函數能夠很好地模擬百合的真空遠紅外干燥過程(R2=0.995 3～0.999 7)；尺度參數α與輻射板溫度極顯著相關(P<0.01)，并隨輻射板溫度的升高而降低；形狀參數β與干燥室壓力及物料厚度有關；百合在干燥過程中的水分擴散系數Dcal在0.401 3×10-9～1.307 5×10-9m2/s，干燥的活化能Ea為55.130 3 kJ/mol，小于熱風干燥的活化能86.911 2 kJ/mol；降低干燥室壓力有利于總酚含量的保持。輻射板溫度140 ℃、干燥室壓力12 kPa時百合干制品色澤良好。研究結果可為百合真空遠紅外輻射干燥加工提供理論依據。

百合；真空遠紅外干燥；Weibull分布函數

百合(LiliumbrowniiF.E.Browniivar.ViridulumBaker.) 為百合科百合屬植物的干燥肉質鱗葉[1]，是藥食兩用植物，具有較高的藥食用價值[2-3]。新鮮百合極易褐變腐敗，不易長期貯藏，而干燥可以減緩腐敗微生物的生長和化學反應的發生，從而延長百合的保質期，利于運輸和貯藏。百合的傳統干燥方法為熱風干燥，干燥耗時長且干燥過程中極易發生褐變。干燥時間長短主要取決于物料內部傳質傳熱的難易程度，加快干燥過程中的質熱傳遞速率、降低水分擴散的阻力，將有利于縮短干燥時間、提高干燥速率[4]。

遠紅外干燥是一種輻射干燥，其發射的紅外線可穿入物料表面1～3 mm，使高分子和水等物質共振吸收，其內能顯著增加，從而達到快速干燥的目的。且紅外干燥具有高效、節能、環保等優點[5-6]。真空干燥技術是利用低壓迫使物料中的水分在較低的溫度下沸騰而蒸發，可使加工后的物料保持良好的色、香、味，但真空干燥速率慢，排濕困難[7]。真空遠紅外輻射干燥結合了真空的無氧和遠紅外的非接觸加熱、物料受熱均勻的優點，使物料中具有氧敏性和熱敏性的有效成分得以保持，并能顯著提高干燥速率、縮短干燥時間[8-9]。目前，已有洋蔥[10]、荔枝[11]、玉米[12]的真空遠紅外輻射干燥的研究，研究結果表明真空遠紅外干燥技術能較好地保持產品的色澤和品質。目前，未見關于百合真空遠紅外輻射干燥的相關報道。

Weibull分布函數具有適用性廣、覆蓋性強的特點，近年來多被用來描述物料的干燥過程[13-15]。為提高百合的干燥速率和干制品品質，本研究擬采用真空遠紅外輻射干燥技術對新鮮百合進行干燥處理，探討輻射板溫度與真空度對百合干燥特性及其總酚含量與色澤的影響，利用Weibull分布函數建立百合真空遠紅外輻射干燥的動力學模型，計算百合干燥過程的有效水分擴散系數和活化能，以期為新鮮百合干燥加工的預測、調控提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗所用百合為蘭州百合，購買于河南省洛陽市欒川縣，剝片后根據百合片狀大小分為邊片、中片、心片，其平均厚度分別為(3.13±0.12)，(2.74±0.08)，(2.05±0.11) mm，百合干基含水率采用105 ℃烘箱法測量，初始干基含水率平均值為(4.19±0.05) g/g。試驗前將百合置于(4.0±0.5) ℃的冰箱中保存；

沒食子酸：HPLC≥98%，上海源葉生物科技有限公司；

福林酚試劑：分析純，上海藍季科技發展有限公司；

甲醇：分析純，天津市德恩化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

真空遠紅外干燥試驗裝置：自制；

數控超聲波清洗儀：KQ-500DE型，昆山市超聲儀器有限公司；

電子分析天平：FA1004型，美國雙杰兄弟集團有限公司；

紫外-可見分光光度計：UV2400型，上海舜宇恒平科學儀器廠；

色差儀：colori5型，美國 X-rite 愛色麗公司；

高速離心機：DZ30-32C6型，上海安亭科學儀器廠。

1.3 方法

新鮮百合鱗莖剝片除去外層、清洗，取大小均勻的鱗片作為試驗原料。將試驗用的百合于100 ℃沸水中燙漂45 s進行滅酶，隨后取出于冷水中冷卻并瀝干水分。干燥時，每組試驗取200 g百合，均勻平鋪在真空遠紅外干燥箱中的物料盤上。試驗中物料盤距離輻射板10 cm，百合的干燥方式有3種：① 固定干燥室壓力為12 kPa，物料厚度為2.74 mm，輻射板溫度分別為100，120，140，160，180 ℃；② 固定輻射板溫度為140 ℃，物料厚度為2.74 mm，干燥室壓力分別為0.8，12.0，40.0 kPa；③ 固定輻射板溫度為140 ℃，干燥室壓力為12 kPa，物料厚度分別為2.05，2.74，3.13 mm。每次試驗前均預熱30 min。每隔30 min測一次質量，直至百合干基含水率降到0.15 g/g以下時，結束干燥。每組試驗重復3次。

1.4 試驗參數計算

1.4.1 水分比的計算方法 干燥過程中百合含水率按式(1)進行計算：

(1)

式中：

M——百合含水率，g/g；

mt——t時刻百合的總質量，g；

md——絕干物質的質量，g。

1.4.2 Weibull函數對干燥曲線的模擬 Weibull分布函數表達方式見式(2)。

(2)

式中：

MR——水分比，%；

α——尺度參數，min；

β——形狀參數；

t——干燥時間，min。

用決定系數R2、均方根誤差RMSE、離差平方和χ2來衡量擬合程度，計算公式：

(3)

(4)

(5)

式中：

MRexp,i——干燥試驗的第i個水分比；

MRpre,i——模型預測的第i個水分比；

N——試驗數據個數；

z——函數中參數的個數。

1.4.3 有效水分擴散系數及活化能的計算 運用Fick擴散方程計算干燥過程中有效水分擴散系數時，由于樣品的平衡含水率很小，在水分比計算中可忽略不計，所以(Mt-Me)/(M0-Me)可近似為Mt/Me。

(6)

式中：

MR——水分比，%；

Mt——t時刻含水率，g/g；

Me——平衡含水率，g/g；

M0——初始含水率，g/g。

將式(7)左右兩端分別求對數，可得：

(7)

式中：

MR——水分比，%；

Deff——有效擴散系數， m2/s；

L——樣品厚度，m；

t——時間，s。

Weibull分布函數可以估算水分有效擴散系數Dcal，其對水分遷移特點可不計，計算公式：

(8)

式中：

Dcal——有效擴散系數，m2/min；

L——百合的厚度，m；

α——尺度參數，min。

估算水分有效擴散系數Dcal和水分擴散系數Deff的關系式：

(9)

式中：

Rg——幾何參數。

有效水分擴散系數Deff與溫度(T+273.15)的相關性遵循Arrhenius關系，計算公式為：

(10)

式中：

D0——Arrhenius方程的指數前因子，m2/s；

Ea——活化能，kJ/mol；

R——氣體常數，kJ/(mol·K)；

T——物料干燥溫度，℃。

將式(9)代入式(10)中，然后取對數，可得到：

(11)

在不同的干燥溫度下，對lnDcal與1/(T+273.15)進行擬合，根據擬合直線的斜率來計算活化能Ea。

1.5 總酚含量的測定

參照文獻[16]，修改如下：取0.1 mL樣品于試管中，隨后加入4.9 mL福林酚試劑(用蒸餾水稀釋10倍)，反應30 min，加入1.5 mL質量分數為20%的碳酸鈉，在760 nm處測量吸光度。用mg沒食子酸/g干基表示樣品中總酚含量。

1.6 色差值的測定

利用色差儀檢測[17]。在每個待測樣品表面上選取3個不同點進行檢測，根據測量數據的平均值可得到亮度(L*)值、紅綠(a*)值及黃藍(b*)值。色澤變化通常用色差ΔE表示，按式(12)計算：

(12)

式中：

ΔE——樣品的色差值；

L*、a*、b*——干燥樣品的色澤值；

1.7 數據處理與分析

所有試驗均平行3次，利用Origin 8.5軟件進行數據處理與分析。利用DPSv 7.05軟件，采用新復極差法分析顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 輻射板溫度對百合干燥的影響

由圖1可知，隨著輻射板溫度的增加，百合干燥到所需含水率耗時逐漸減小，干燥速率逐漸增大。輻射板溫度分別為100，120，140，160，180 ℃時干燥耗時分別為660，570，480，300，240 min，干燥耗時縮短幅度分別為13.64%，27.27%，54.54%，63.64%。遠紅外輻射的能量透過干燥介質作用到被加熱干燥的物料，使其內部分子因吸收遠紅外輻射能而運動加劇，物料內部溫度因此快速上升，同時物料內部的水分在溫度梯度的推動下，由內向外移動，即物料內部水分的熱擴散與濕擴散處于正向的最佳狀態，從而加速水分的蒸發與擴散[18]。由斯蒂芬-玻爾茲曼定律可知，遠紅外輻射板發射能力與其熱力學溫度的四次方成正比[19]。因此，輻射板溫度越高，遠紅外輻射板的發射能力越強，傳遞給物料的熱流量越大，干燥時間越短。張靜等[11]和徐鳳英等[10]的真空遠紅外輻射干燥研究也表明增加輻射強度或升高輻射溫度有利于提高干燥速率、縮短干燥耗時，與本文結果一致。

圖1 不同輻射板溫度下百合的干燥曲線Figure 1 Drying curves of lily at different radiation heater’s temperature

在物料初始溫度相同的情況下，干燥結束時測量物料的表面溫度可知，遠紅外輻射板溫度分別為100，120，140，160，180 ℃時對應的物料表面溫度分別為(51.0±0.9)，(55.0±1.2)，(60.0±0.7)，(64.0±0.5)，(70.0±1.0) ℃，進一步說明升高遠紅外輻射板溫度有利于物料的受熱。當輻射板溫度升為180 ℃時，需240 min就能達到干燥終點，但部分干制品邊緣開始出現焦化現象，說明遠紅外輻射板溫度升高能夠實現快速干燥，但會加劇物料的酶促褐變和美拉德反應等生化反應的發生[20]。當輻射板溫度為100 ℃時，傳給物料的熱流量減少，導致干燥速率較低，干燥耗時需660 min。即降低板溫，干燥耗時延長。因此輻射板溫度最好在100～180 ℃。

2.2 干燥室壓力對百合干燥的影響

由圖2可知，隨著干燥室壓力的降低，干燥速率增加，但干燥室壓力的影響不如輻射板溫度顯著。壓力從40 kPa降到0.8 kPa時，干燥時間從420 min縮短到360 min，縮短幅度為14.28%，即干燥室壓力對干燥速率的影響較小，說明百合真空遠紅外輻射干燥的過程中內部擴散阻力為水分遷移和汽化的主要影響因素。干燥過程中百合內部的水分先擴散到表面，在真空條件下，水的沸點降低，易變成蒸汽，再依靠物料內外蒸汽壓差進入空間并被抽走[18]。雖然干燥室壓力越低，水的沸點溫度越低，越易蒸發，但實際生產中壓力越低，干燥時消耗的能量越多，百合干制品的生產成本越高，因此，可確定隨后試驗的壓力范圍為12～40 kPa。

圖2 不同干燥室壓力下百合的干燥曲線Figure 2 Drying curves of lily at different pressure

2.3 物料厚度對百合干燥的影響

由圖3可知，隨著物料厚度的增加，干燥速率較小，干燥時間變長。物料厚度越大，溫度梯度變化越大，且傳熱傳質路徑加大，所以干燥時間也增加，但由于遠紅外單向輻射加熱技術發射的遠紅外線一般只能穿入物料1～3 mm[19]，因此真空條件下，透過穿透厚度以下熱量傳遞需通過傳導，而物料越厚，熱傳導的阻力越大，傳導速率越低，干燥耗時越長。所以，為有效地利用干燥設備及保持干制品的品質，在百合真空遠紅外輻射干燥中，要將不同厚度的百合分開干燥。

圖3 不同物料厚度下百合的干燥曲線Figure 3 Drying curves lily bulbs atdifferent material thickness

2.4 基于Weibull分布函數的干燥過程模擬

利用Weibull函數對百合真空遠紅外干燥數據進行回歸分析，結果見表1～3。由表1可知，函數擬合的決定系數R2的范圍為0.995 3～0.999 7，均方根誤差RMSE的范圍為4.71×10-4～8.01×10-3，離差平方和χ2范圍為2.62×10-5～3.82×10-4。因此，Weibull分布函數可準確描述百合的真空遠紅外干燥過程。

尺度參數α的數值約等于干燥過程中水分比降低到37%時所用的時間，可以用來表示干燥過程的快慢[21]，α值

表1 不同輻射板溫度條件下Weibull模擬結果?Table 1 Weibull model simulation result at different infrared radiation heater’s temperature

? 干燥室壓力為12 kPa，物料厚度為2.74 mm。

表2 不同干燥室壓力條件下Weibull模擬結果?Table 2 Weibull model simulation result at different pressure of drying chamber

? 輻射板溫度為140 ℃，物料厚度為2.74 mm。

表3 不同物料厚度條件下Weibull模擬結果?Table 3 Weibull model simulation result at different thickness of materials

? 輻射板溫度為140 ℃，干燥室壓力為12 kPa。

越小，干燥時間越短。由表1可知，不同輻射板溫度條件下α在95.696 3～311.794 3，且輻射板溫度與α值極顯著相關(P<0.01)，輻射板溫度越高α值越小，當輻射板溫度從100 ℃升到180 ℃時，α值減少69.3%，說明增加輻射板壓力可以明顯提高干燥速率；由表2可知，干燥室壓力從40 kPa降到0.8 kPa時，α值從163.363 5 min降到141.851 7 min，可見尺度參數α值隨著干燥室壓力的降低而減小，但干燥室壓力對α值影響不顯著(P>0.1)；由表3可知，物料厚度減小，α值也相應減小，且物料厚度對α值影響不顯著(P>0.1)。

形狀參數β與物料在傳質過程中開始階段的速率有關。由表1～3可知，本研究中β值的范圍為1.108 5～1.230 8，β值稍大于1，說明百合真空遠紅外干燥存在前期延滯階段；不同參數對β值影響均不顯著(P>0.1)，且無明顯規律，說明不同輻射板溫度、干燥室壓力和物料厚度下百合真空遠紅外輻射干燥具有相同的水分擴散機制。這與白竣文等[13]和劉云宏等[22]的研究結果一致。

2.5 百合真空遠紅外干燥過程中有效水分擴散系數和干燥活化能的計算

干燥過程中水分的遷移過程較為復雜，通過試驗方法測量和計算干燥過程中的有效水分擴散系數Deff，對描述物料干燥特征及優化干燥工藝有重要的意義。常用的Fick第二定律計算有效水分擴散系數僅限于始終處于降速的物料干燥過程，因此限制了其使用范圍。而Weibull分布函數應用在干燥中可估算出過程中的有效水分擴散系數，且不用考慮物料水分遷移的特點。Madamba等[23]認為大多數食品材料的有效擴散系數在10-11～10-9m2/s。有效水分擴散系數是表征干燥過程中水分遷移速度快慢的參數，其值越大，表明水分擴散能力越強、干燥速率越快。不同干燥條件下百合真空遠紅外輻射干燥過程的Deff和Dcal值見表4～6。由表4～6可知，Deff值在0.522 2×10-10～1.686 6×10-10m2/s，Dcal值在0.401 3×10-9～1.307 5×10-9m2/s，且輻射板溫度與Deff、Dcal極顯著相關(P<0.01)，輻射板溫度越高，有效水分擴散系數越大，與劉云宏[20]研究結果一致。物料厚度對Deff影響不顯著，對Dcal影響顯著(P<0.05)。而干燥室壓力減小Deff、Dcal均增大，但影響不大。

干燥活化能表示物料在干燥過程中脫除單位水分所需的能量。干燥活化能可反應物料干燥難易程度、估算干燥能耗。有研究[24]表明，干燥活化能與物料的品種、成分和組織狀態等有關，而與干燥方式和干燥參數等外界條件無關。百合真空遠紅外干燥的活化能Ea見圖4。由式(11)計算出其活化能為55.130 3 kJ/mol(R2=0.996 6)，小于百合熱風干燥的活化能86.911 2 kJ/mol。出現這種現象的原因，可能是不同的干燥方法及工藝對百合的組織狀態、內部結構等有不同影響，從而間接影響干燥活化能。

表4 百合干燥過程中不同輻射板溫度下的有效水分擴散系數和干燥活化能?

Table 4 Effective moisture diffusion coefficient and activation energy of lily drying at different infrared radiation heater’s temperature

輻射板溫度/℃Deff/(10-10m2·s-1)Dcal/(10-9m2·s-1)Ea/(kJ·mol-1)1000.52220.40131200.65790.56431401.05360.827155.13031601.37261.05461801.68661.3075

? 干燥室壓力為12 kPa，物料厚度為2.74 mm。

表5 百合干燥過程中不同干燥室壓力下的有效水分擴散系數和干燥活化能?

Table 5 Effective moisture diffusion coefficient and activation energy of lily drying at different pressure of drying chamber

干燥室壓力/kPaDeff/(10-10m2·s-1)Dcal/(10-9m2·s-1)0.81.16200.882112.01.05360.827140.00.93800.7659

? 輻射板溫度為140 ℃，物料厚度為2.74 mm。

表6 百合干燥過程中不同物料厚度下的有效水分擴散系數和干燥活化能?

Table 6 Effective moisture diffusion coefficient and activation energy of lily drying at different thickness of materials

物料厚度/mmDeff/(10-10m2·s-1)Dcal/(10-9m2·s-1)2.050.68860.51032.741.05360.82713.131.16190.9733

? 輻射板溫度為140 ℃，干燥室壓力為12 kPa。

圖4 水分擴散系數與干燥溫度的關系曲線Figure 4 Relation curves of calculated moisture diffusion coefficient and drying temperatures

2.6 總酚含量的變化

酚類化合物是百合鱗莖主要的有效成分之一，具有保護組織免受氧化作用的損害、增強免疫功能、抗衰老、抑制膽固醇升高等作用，在干燥過程中應盡可能地提高總酚的保持率。不同輻射板溫度及干燥室壓力下百合片干燥產品中總酚含量見圖5。由圖5可知，總酚含量的范圍在1.82～2.72 mg/g。固定物料厚度為2.74 mm，在相同的干燥室壓力下，總酚含量隨輻射板溫度的升高呈現先增加后減小的趨勢。在新鮮百合中，細胞組織中的酚類物質較穩定，在真空遠紅外干燥過程中，輻射板溫度較低(100 ℃)時，較長的干燥時間導致酚類物質發生氧化分解；隨著輻射板溫度的升高，干燥時間明顯縮短，酚類物質發生氧化和降解的時間也相應減少，最終表現為含量升高；但當輻射板溫度過高(160，180 ℃)時，高溫易導致酚類物質的變性，也不利于酚類物質的保持。從圖5還可以看出，輻射板溫度一定時，干燥室壓力降低一定程度上有利于百合干制品中酚類物質的保留，但干燥室壓力對百合干制品中酚類物質的保留影響不顯著。

2.7 色澤的變化

干燥后的色度對農產品有很實際意義[25]。在不同輻射板溫度、干燥室壓力條件下百合色澤參數見表7～8，其中L*值反映百合干亮度值，a*值反映百合干的紅綠度，b*值反映百合干的黃藍度，在一定范圍內L*值越大越好，a*、b*值越小越好。由表7可知，干燥室壓力一定時，輻射板溫度對百合的亮度L*值有顯著影響，輻射板溫度為120 ℃時，L*值最大；由表8可知，輻射板溫度一定時，亮度L*值隨干燥室壓力的增加呈現先增大后減小的趨勢，干燥室壓力為0.8 kPa和12 kPa時亮度L*值差異顯著，40 kPa時L*值較小。隨著輻射板溫度和干燥室壓力的上升，a*值和b*值都逐漸增大，可能是百合中多酚氧化酶引起的酶促褐變反應速率隨溫度的升高而增加，所以溫度越高，褐變越嚴重，同時輻射板溫度及干燥室壓力的增加，也促進非酶褐變，加劇百合的褐變。ΔE為總色差，其值越小表示干制品色澤與鮮樣色澤差異越小，由表7可知，當干燥室壓力相同時，輻射板溫度為100 ℃和140 ℃時ΔE值較小且差異不顯著；由表8可知，當輻射板溫度相同時，干燥室壓力升高，ΔE值逐漸增大，但12 kPa和40 kPa時總色差ΔE差異不顯著。所以在百合的真空遠紅外干燥過程中，輻射板溫度在140 ℃左右，干燥室壓力在12 kPa左右時，可保證百合干制品色澤良好。

圖5 不同輻射板溫度及干燥室壓力下百合的總酚含量Figure 5 Total phenol content of lily at different radiation heater’s temperature and pressure表7 不同輻射板溫度條件下百合色澤參數?Table 7 Color parameter of lily at different radiation heater’s temperature

輻射板溫度/℃L*a*b*ΔE10077.72±0.66c-0.92±0.14c1.73±0.09d19.91±0.66d12083.36±0.05a-0.18±0.16b4.26±0.29c25.75±0.08a14077.77±0.03c-0.10±0.02b4.40±0.20c20.26±0.06d16081.72±0.64b0.03±0.03b6.57±0.01b24.56±0.63b18078.00±0.11c1.43±0.03a10.44±0.06a22.40±0.07c

? 干燥室壓力為12 kPa，物料厚度為2.74 mm；不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

表8 不同干燥室壓力條件下百合色澤參數?Table 8 Color parameter of lily at different pressure

? 輻射板溫度為140 ℃，物料厚度為2.74 mm；不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

3 結論

(1) 干燥速率與紅外輻射板溫度及干燥室壓力密切相關，升高輻射板溫度與降低干燥室壓力均可加快物料內部水分擴散，從而提高物料干燥速率，縮短干燥時間。

(2) 通過Weibull分布函數對干燥曲線進行模型擬合，擬合的決定系數R2值均在0.995以上，RMSE、χ2值均較小，說明Weibull分布函數能夠較好地預測百合的真空遠紅外干燥過程中水分比變化規律。尺度參數α隨著輻射板溫度的升高和干燥室壓力的降低而相應減小，形狀參數β隨干燥室壓力的降低和物料厚度的減小而增大，但對其的影響均不顯著。估算水分擴散系數Dcal在0.401 3×10-9～1.307 5×10-9m2/s，有效水分擴散系數Deff在0.522 2×10-10～1.686 6×10-10m2/s，且均隨輻射板溫度的升高、干燥室壓力的降低及物料厚度的減小而增大，根據阿倫尼烏斯公式計算出在干燥室壓力為12 kPa、物料厚度為2.74 mm時，百合真空遠紅外干燥的活化能為55.130 3 kJ/mol，小于熱風干燥的活化能(86.911 2 kJ/mol)。

(3) 在相同干燥室壓力和物料厚度下，隨著輻射板溫度的升高，總酚含量基本呈現先升高后下降的趨勢，在相同輻射板溫度下，降低干燥室壓力會提高總酚含量。輻射板溫度為140 ℃、干燥室壓力為12 kPa時總色差ΔE值較小。本試驗為百合的真空遠紅外干燥模型提供理論支撐，同時也可為其干燥條件的選擇和干燥設備設計提供依據。

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Siroulation and application on Vacuum Far-Infrared Radiation Drying of Lily Based on Weibull Distribution Function

HUANGJing

ZHUWen-xue

LIUYun-hong

LUOLei

(CollegeofFoodandBioengineering,HenanUniversityofScienceandTechnology,Louyang,Henan471003,China)

To research the influence factors of each parameter in the Weibull distribution function, with lily at different infrared radiation heater’s temperature, different pressure of drying chamber and different thickness of materials being taken as subjects, Weibull distribution function was used to simulate and analyze the dynamic curve of lily. The results showed that Weibull distribution function could simulate the vacuum far-infrared drying process well (R2=0.995 3～0.999 7 ); the size parameterαof the model was significantly correlated with the infrared radiation heater’s temperature (P<0.01). The scale parameterβof the model was related to the pressure of the drying chamber and the materials’ thickness, while temperature did not have significant influence on it; the diffusion coefficient of moisture during drying process ranges was between 0.401 3×10-9～1.307 5×10-9m2/s and the activation energy of lily during vacuum far-infrared drying process was calculated, equal to 55.130 3 kJ/mol, less than the hot air drying 86.911 2 kJ/mol. Reducing the pressure of the drying chamber does good to keeping the content of the total phenol; both the infrared lily can keep good color in radiation heater’s temperature of 140 ℃ and the pressure of the drying chamber of 12 kPa.

Lily; Vacuum far-infrared radiation drying; Weibull distribution model

國家自然科學基金項目(編號：31171723)

朱文學(1967—)，男，河南科技大學教授，博士。 E-mail：zwx@haust.edu.cn

2017—03—04

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.05.014