苦荞麦是一种药食两用的传统小杂粮,其制品因蕴含有巨大的健康价值而越来越受到消费者的青睐。但由于苦荞麦的仁与壳紧贴且脆而易碎,脱壳加工后的整仁率较低,已制约了苦荞精深加工的发展。现阶段所使用的热脱壳技术在一定程度上提高了苦荞麦脱壳的整仁率,但也同时使苦荞麦特有的活性营养成分降低75%以上。因此,研制一台具有较高整仁率的苦荞麦非热脱壳设备对苦荞麦加工业的发展意义重大。在苦荞麦脱壳特性试验分析的基础上,结合国内外在荞麦脱壳方面的研究,本文研制了一款集“磨削”和“揉搓”过程相结合的苦荞麦非热脱壳机,其主要研究内容和取得的成果有:(1)对“川荞4号”苦荞麦样品的相关脱壳特性进行试验研究:a.测得表征其物理特性参数的千粒重为19.4g、容重为668g、含水率为12.14%;b.该样品的临界破损压力值在其含水率为15%~20%之间达到最大值为85N,且长轴方向的抗压性优于短轴方向;c.该样品的粒径分布在Ф2.7~Ф3.0mm范围之间占比最高为54.35%;d.对该样品的皮壳显微结构进行观测,确定了苦荞麦外壳结合强度最薄弱的位置为苦荞麦外壳棱脊处;e.针对苦荞麦皮壳结构特征,提出了集“磨削”和“揉搓”过程相结合的苦荞麦非热脱壳方法,并通过初步试验,验证了该脱壳方法的可行性。(2)设计了苦荞麦非热脱壳机一台,该机由进料装置、磨削装置、揉搓装置、出料装置及动力传动装置组成。其主要工作过程包括“磨削”和“揉搓”两个环节,磨削阶段磨除苦荞麦外壳棱脊,揉搓阶段使壳与仁剥离。脱壳机的磨削压力、磨削间隙、揉搓压力、磨削间隙及工作转速均可根据需求进行调整。(3)在设计的脱壳机上进行单因素脱壳试验,结果表明各因素对应的较优水平范围分别是:磨削间隙为3~4mm,磨削气囊胎压为15~22.5kPa,揉搓间隙为5~6.5mm,揉搓气囊胎压为10~15kPa,磨辊转速为450~550rpm。(4)以单因素试验中所获取的各因素较优水平范围作为二次正交旋转组合设计的上下水平值并安排试验。对试验数据进行分析处理,求取了整仁率和脱壳率的最优预测值,并进行试验验证。结果表明,在脱壳机磨削间隙为2.6mm,磨削气囊胎压为22.3kPa,揉搓间隙为4mm,揉搓气囊胎压为5.1kPa,磨辊转速为470rpm,脱壳指标达到最优,其中整仁率为31.84%,脱壳率为88.11%。