蓖麻脫殼機械發展現狀與趨勢

蓖麻作為一種重要的油料作物有著普遍的種植和應用。蓖麻油因其獨特的物理和化學特性，被廣泛應用于工業、醫藥、化妝品等領域。然而，蓖麻的加工過程相對復雜，尤其是脫殼環節，不僅勞動強度大，而且效率低下，嚴重影響了蓖麻的加工效率和經濟效益。

隨著工業4.0時代的到來，農業機械的自動化和智能化成為提高農業生產效率和降低勞動強度的重要手段。蓖麻脫殼機械的發展，對于提升蓖麻加工的整體效率、減少人力成本、提高農產品附加值具有顯著意義。此外，蓖麻脫殼機械的研究和應用，還能有效降低脫殼過程中對蓖麻籽的損傷，保證蓖麻油的品質，這對于提升蓖麻產業的競爭力至關重要。

一、國內外蓖麻脫殼機研究現狀

國外蓖麻脫殼機械的研究與開發主要集中在提升脫殼效率、降低能耗以及優化脫殼過程。SebastianRomuli等將蓖麻籽按直徑分為四組，使用改良式磨盤機，分析了脫殼率和能耗的影響。BoYuanLim等設計了擠壓式蓖麻籽脫殼機，通過兩階段的擠壓和風選裝置，實現了高脫殼率和低損失率。前蘇聯相關專利涉及蓖麻果實脫殼機和脫粒機，主要為剝去蓖麻果實外殼以準備榨油的加工機具。洪都拉斯研發的旋轉篩網式脫殼裝置，通過電機驅動圓筒形篩網旋轉，利用振動、撞擊及剪切作用實現蓖麻籽脫殼。美國市場上的立式磨盤機通過立式磨盤的碾壓作用對蓖麻籽進行脫殼處理。泰國國家金屬與材料技術中心研制了擠壓輥式蓖麻脫殼機，通過擠壓輥的擠壓作用實現脫殼。綜上所述，國外的蓖麻脫殼機械在提高脫殼率和降低能耗方面已經取得了一定的進展，但對于脫殼過程中的力學特性和碰撞損傷機理的研究仍然不足。

我國對蓖麻脫殼機械的研究起步較晚，早期的脫殼工作主要依靠手工進行，缺乏機械化設備的支持，導致脫殼效率低，無法滿足大規模生產的需要。手工脫殼不僅勞動強度大，而且脫殼質量難以保證，經常造成蓖麻籽的損傷，影響后續的油料提取和加工。隨著工業發展，市場對蓖麻的需求量逐年上升，國內種植面積擴大，蓖麻脫殼機械的研發逐漸受到重視。

自20世紀80年代末，國內相關領域人士開始研制蓖麻脫殼機械，嘗試模仿和借鑒其他農作物的脫殼技術，逐步探索適合蓖麻特性的脫殼方法。

劉汝寬等研究了蓖麻蒴果在脫殼過程中的力學性能，通過數理統計得到蓖麻蒴果基本形態結構數值。結果表明，在頂壓和中壓條件下，蓖麻蒴果的形變量遠小于殼體與蓖麻籽間的空腔距離，脫殼操作有足夠的空間保證蓖麻籽的完整率。

曹玉華等依據蓖麻蒴果的物理機械特性，改進了蓖麻蒴果剝殼裝置的關鍵部件。通過建立力與變形的數學模型，利用MATLAB計算得出擠壓力與輥筒間隙、輥筒轉速及差速等因素的關系。結果表明，輥筒轉速、輥筒間隙和輥筒差速是影響剝殼效果的主要因素。

王力捷改進了6BBS-50型蓖麻剝殼機。該機葉輪刮板設計成懸臂支撐，與凹板形成理想的楔形結構，采用揉搓和沖擊相結合的剝殼方法，實現了先破開蒴果后剝開籽粒外殼的作業過程，有效提高了剝殼效率。該機采用了雙層往復式振動篩清選與吸風機清選相結合的方式，振動篩設計成一定傾斜角度，使得籽粒清潔率提高至 95% 以上。

高銳濤等運用現代化工業設計方法和人性化設計理念，對蓖麻脫殼機進行了全面的創新設計，從外觀造型、色彩搭配到人機工程學的應用，旨在突破傳統農業機械設計局限，提出兼具實用性與美觀性、操作簡便且符合人體工程學的新型蓖麻脫殼機，為該領域發展提供了新方向。

綜上所述，國內對蓖麻蒴果的力學特性、碰撞損傷機理、群體運動規律等研究較多，但對蓖麻脫殼機的研究不夠深人。現有的蓖麻脫殼機在一定程度上提高了脫殼效率，但由于技術限制，這些機型普遍存在脫凈率低、生產率低、破損率高的問題。

二、蓖麻脫殼機發展存在的問題

（一）技術發展起步晚

蓖麻脫殼機械的技術發展起步較晚，與其他作物機械化水平相比，蓖麻脫殼機械在技術積累和創新方面仍有較大差距。研發投人不足限制了技術創新和設備升級，導致國內蓖麻脫殼機械的整體技術水平落后于其他農業機械化領域。

（二）農機農藝融合問題

我國蓖麻因品種、品系、種植環境及農藝技術的差異，其蒴果類型、外形及脫殼特性存在顯著多樣性。現有的蓖麻脫殼機面對不同品種和大小的蓖麻蒴果時，需要對參數不斷進行調整，不但影響脫殼效果和作業效率，而且容易造成蓖麻籽損傷，影響蓖麻籽的后續利用，增加生產成本。

(三)缺乏標準化

中國蓖麻機械化脫殼設備領域尚未建立起一套完善的標準化體系。這導致各生產廠家所推出的設備在性能和質量方面存在較大差異，難以實現行業內的標準化。這種狀況不僅限制了技術的廣泛傳播，也對實現設備的規模化生產和應用構成了障礙。用戶在選購時往往難以找到完全符合自己生產需求的機型，限制了機械化脫殼的普及和應用。

三、蓖麻脫殼機的發展趨勢

（一）技術創新與多功能性發展

技術創新是推動蓖麻脫殼機發展的核心動力。未來可研究開發新的脫殼原理，例如氣流脫殼和激光脫殼技術，這些技術能夠在不直接接觸蓖麻籽的情況下完成脫殼，從而減少對籽仁的損傷。同時，結構優化也是關鍵，包括對脫殼機關鍵部件的材料選擇和設計改進，使其能夠適應不同大小和硬度的蓖麻籽，提高脫殼效率和蓖麻籽的完整性。此外，多功能性的發展意味著一臺機器能夠處理多種油料作物，如蓖麻、花生和核桃等，這樣的設計可以顯著降低農戶對多種設備的投人成本，提高機械的利用率和經濟性。

(二）智能化與自動化升級

智能化和自動化是提高蓖麻脫殼機效率和精確性的關鍵。通過集成先進的傳感器技術，脫殼機能夠實時監測脫殼過程中的力度和速度，自動調整操作參數以減少蓖麻籽損傷。計算機視覺技術的集成可以提高脫殼精度，通過識別蓖麻籽的位置和狀態，實現更精確的脫殼控制。物聯網技術的應用則可以實現脫殼機的遠程監控和故障診斷，提高設備的維護效率和運行穩定性，減少停機時間，提升整體的生產效率。

（三）標準化與綠色發展

制定行業標準將有助于統一蓖麻脫殼機的設計和制造流程，提高產品的一致性和可靠性。研究低能耗和少污染的脫殼技術，將減少對環境的影響，符合綠色發展的需要。此外，研究蓖麻脫殼過程中廢棄物的回收和再利用技術，如將蓖麻殼轉化為生物質能源或有機肥料，不僅可以減少廢棄物的環境負擔，還能為農戶創造額外的經濟效益。

蓖麻脫殼機的研究和開發對于提升蓖麻產業的整體競爭力具有重要意義。雖然國內在蓖麻脫殼機的研究和應用方面取得了一定的進展，但仍需加強農機農藝的融合，優化品種選擇，加大技術研發力度，并關注智能化、自動化的發展趨勢，以適應現代農業發展的需要。通過政策支持、技術創新和市場推廣等措施，進一步推動蓖麻脫殼機械化的發展，為蓖麻產業的可持續發展提供有力支撐。

（作者簡介：劉同聰王文麗趙雷張榮彬淄博市農業機械研究所；譚德云 楊云峰劉婷婷 淄博市農業科學研究院；楊柳雪淄博市數字農業農村發展中心；胡金良淄博市農業機械事業服務中心）