全自動化蕎麥脫殼機械設備的研究

薛 榮

（山西省農業機械發展中心，山西太原 030000）

0 引言

蕎麥起源于中國，作為一種傳統作物，在全世界廣泛種植。全球蕎麥種植面積每年大約700萬～800萬hm2，總產量約500萬～600萬t。我國是蕎麥的生產大國，蕎麥種植面積和總產量均居世界第二位。近年來農業、醫學及食品營養學等方面的研究表明，蕎麥具有較高的營養價值、藥用價值和飼用價值。蕎麥營養價值很高，不僅含有豐富的膳食纖維，同時富含鐵、鋅、磷、鈣等微量元素，另外，維生素、賴氨酸、氨基酸等營養物質也較為豐富。蕎麥具有良好的飼喂效果，可直接飼喂，也可制成青干草、調制加工成青貯料等，是我國重要的飼料資源。從藥用價值來講，蕎麥可以有效地降低人體中的血脂、血糖和膽固醇的含量，對高血壓、動脈硬化等疾病有很好的預防和治療作用。隨著人們生活水平的提高和科學膳食觀念的普及，對功能與健康食品的需求將不斷提升，我國蕎麥產業將進入快速發展軌道。

隨著蕎麥藥食功能的不斷開發，蕎麥枕、蕎麥茶等產業興起，且市場需求呈逐年增長趨勢。在美國市場上，一個蕎麥枕的價格在40～50美元之間，呈現出皮比米貴的有趣現象。剝殼是蕎麥加工的最重要環節，蕎麥剝殼技術直接決定著剝殼效果。目前我國蕎麥脫殼技術還不成熟，資源利用率較低，限制了行業的發展。在農村，由于沒有專門的脫殼機械，在加工蕎面時，常采用立式砂輥碾米機，通過調整米刀和米輥的間隙，對蕎麥進行脫殼處理。用碾米機脫殼可以去掉一部分殼，但破損率較大，脫去的殼多呈碎狀物，與蕎麥米混合在一起，不能很好地分離。加工出來的面粉中因殘留有與面粉顆粒度大小相等的殼皮粉碎物，色澤發黑，口感粗糙，面粉品質較差。20世紀90年代初，內蒙古農牧學院研制了我國第一臺蕎麥剝殼機，剝殼原理是砂盤碾搓式，后續又開發出輥筒凹板式、錐筒式剝殼機[1]，采用這些方法對蕎麥脫殼時，存在生產率低、能耗高等問題，且由于殼面分離不好，需要進行多次清選，才能得到少部分較完整的殼，物料損耗高，降低了蕎麥的綜合利用價值。

目前，國內市場上常用的蕎麥脫殼機有兩種：大型全自動蕎麥脫殼機和小型半自動蕎麥脫殼機。進口的大型全自動蕎麥脫殼設備雖脫殼好、效率高，但價格昂貴、占地面積大，對廠房要求和資金投放有著較高的要求，不適應于農村小作坊使用。市場中的小型蕎麥脫殼機雖體積小、價格低，但大都是半機械化的，自動化程度低，成殼率也較低，作業時許多工序需要人工完成，加工效率低，人工成本高，成品品質達不到出口要求。綜上所述，為解決現有蕎麥脫殼設備存在的一些技術問題，擬研發一種小型全自動蕎麥脫殼機。

1 加工工藝研究

蕎麥加工的主要流程是除雜、脫殼、分選。全自動蕎麥脫殼機主要由風選設備、對輥研磨、平面篩、吸風分離器等幾部分組成。除雜工藝中風道的設計和風的走向會直接影響原糧的除雜效果，風道中風速設計應大于輕雜質的懸浮速度而小于物料的懸浮速度，風穿過物料流，原料中的雜質隨氣流進入袋式除塵器，凈料在重力作用下入磨。脫殼采用對輥研磨技術，為保證成殼率，對磨輥進行了拉絲處理。相較于砂盤碾搓式、輥筒凹板式、錐筒式等脫殼工藝，該工藝更多考量脫殼中整殼率的提升。脫殼部分采用可調解式設計，可根據物料情況改變磨輥間隙，達到理想脫殼效果。蕎麥經過磨輥脫殼后，蕎麥米、蕎麥殼、未被脫殼的蕎麥籽的混合物在風力作用下，進入分選流程以進行下一步分離。根據物料特點，采用單倉平面篩對混合物進行分選，平篩上有不同孔徑的小孔。混合物經過篩理后，分離出的蕎麥殼、大蕎仁經剎克龍除塵、提運后，經閉風器口排出并打包，而未脫凈的小粒蕎麥籽在經過風選后，再次入磨脫皮[2]。未被篩選出的小蕎仁與少量細粉將被提入吸風分離器，依據不同比重物質的懸浮速度不同的原理進行分離，分離出的小蕎仁經剎克龍落下凈粒料，而細粉經剎克龍提運后，經閉風器口排出后被打包收集。

小型全自動蕎麥脫殼機，配備風力輸送設備，從上料、清選、脫殼到篩選出成品整個過程可實現自動完成，自動化程度高，大大降低人力成本。該設備占地面積小、操作簡便、出米率高、成殼率高、殼米分離干凈，同時具備整體噪聲低、物料損耗低、除塵效果好等優點，綜合性能優越。加工工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

2 關鍵部件設計

2.1 拉絲磨輥

全自動蕎麥脫殼機的主要設計目標是提高蕎麥脫殼的整殼率。磨輥是蕎麥機脫殼的主要工作部件。由于蕎麥仁的后續用途主要是加工成蕎麥粉，因此對加工出的蕎麥仁顆粒的完整度要求并不高。經過方法論證，對磨輥表面進行拉絲處理，可以進一步提高蕎麥整殼的完整率。拉絲后的磨輥帶有鋼而密的弱齒，在這些弱齒相向運動產生的搓擦力的作用下，蕎麥殼被完整剝離。同時使用該脫殼機加工出的蕎麥米純度高，磨出的蕎面色澤青白，口感柔軟爽滑，有勁道。此項技術創新既能提高蕎麥面粉質量，又能提高蕎麥殼的綜合利用價值。經試驗，此蕎麥脫殼機脫殼完整率大于85%。

2.2 平面篩

平面篩帶有一定的傾斜角度，在偏心輪帶動下作往復運動。篩片下面增加彈力球設計，有效減少糊孔現象。蕎麥脫殼后在風力輸送作用下進入篩箱后進行分級篩選，分選出蕎麥殼、大粒蕎麥米、小粒蕎麥米和細粉等成品。

2.3 風力輸送設備

成品的收集和輸送均采用氣力輸送的方式，既可以達到良好的除塵效果，又保證了物料的輸送和收集。采用這種方式大大簡化了設備結構，提高了加工效率。

3 效益分析

3.1 經濟效益

小型全自動蕎麥脫殼機與傳統脫殼機相比，成殼率提高50%，蕎麥米增加20%。按蕎麥產150 kg/667m2計算，蕎麥米重105 kg/667m2，蕎麥殼重45 kg/667m2。按85%的成殼率計算，150 kg蕎麥經該設備脫殼后，成殼38.25 kg，按售價8元/kg計算，收益306元，與傳統蕎麥脫殼機成殼率35%相比，蕎麥殼收益可增加180元/667m2。使用該設備后，蕎麥米可增加20%，蕎麥面可增磨12.6 kg，按售價16元/kg計算，增收201.6元。兩項合計，蕎麥可增加收益381.6元/667m2，經濟效益可觀。

3.2 社會效益

3.2.1提高蕎麥的綜合利用率，延長蕎麥產業鏈條。此設備生產效率高，加工質量好，有效提高了蕎麥殼的成殼率、面粉的純凈度及其他蕎麥農副產品的品質，提升了蕎麥產品的附加值，推動了蕎麥種產銷產業鏈的不斷發展。

3.2.2節本增效，為蕎麥種植戶就近加工提供了便捷。由于原料的限制，蕎麥加工大部分為小型作坊式生產[3]。在農村，青壯年外出務工，老人留守是常態。人工成本逐年增高、加工后產品質量差、收益低，影響了農戶種植的積極性。小型全自動蕎麥脫殼機解決了農村蕎麥加工過程中人手不足、生產環境差、無法大量生產的問題。

3.2.3帶動相關產業的發展。此設備的研發及推廣能夠有效推動蕎麥種植業、副產品加工業及其他相關行業的快速發展，對增稅創匯、轉移勞動力、促進我省貧困地區經濟快速發展有著重要作用。

3.3 生態效益

蕎麥生長適應性強、抗逆性強，生長發育快，在改良土壤、抑草等生態調節方面也有很好的效果，在作物布局中有著特殊的地位。蕎麥全身都是寶，從糧食資源到養地增產，從農業到養殖業，從食品工業到輕化工生產，從食藥同源到防病療疾都有著十分重要的地位。在山西省特色農業發展中，蕎麥占據重要位置。

4 結語

蕎麥是我國的重要糧食資源，因其特有的營養保健及藥用價值日益成為雜糧開發的焦點。全自動化蕎麥脫殼機相比其它現有加工設備，不僅生產效率高，減少了因處理不當產生的物料損耗，且有效提高成品品質，增強了蕎麥產品的市場競爭力。預計該機投放市場后，將進一步推進蕎麥制成品的研發，延伸蕎麥系列產品貨架期，極大提高原蕎的商品率，對推進鄉村產業發展和農業特色轉型將會起到積極有效的推動作用。