我國蕎麥剝殼設備發展現狀及展望

劉廣碩　姜永法　杜文亮

摘 要 隨著生活水平的日益提高，蕎麥的保健和藥用作用越來越受到人們的重視。剝殼是蕎麥米加工的核心環節。生產率、整米率和碎米率是評價蕎麥剝殼設備剝殼效果的重要指標。基于此，概述我國蕎麥剝殼設備的發展歷程，總結我國蕎麥剝殼設備的研究成果，分析設備存在的一些不足，并提出了相應的改進建議。

關鍵詞 蕎麥剝殼設備;發展歷程;改進建議

中圖分類號：S226.2 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2020.05.073

近年來，隨著健康合理的膳食觀念深入人心，蕎麥突出的保健、食療及藥用價值也越來越受到人們的重視[1]。剝殼是蕎麥米加工的最重要環節，蕎麥剝殼設備的剝殼效果直接影響工廠的經濟效益。剝殼效果好壞的主要評價指標為生產率、整米率和碎米率，合適的剝殼方式和較優的剝殼參數能夠保證在得到較高生產率的同時，得到較高的整米率和較低的碎米率，從而提高工廠的經濟效益[2]。多年來，我國學者致力于探索更適合蕎麥的剝殼方式和不同剝殼方式下的最優剝殼參數，以求得到更好的剝殼效果。

1 我國蕎麥剝殼方式的發展歷程

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（6QB-150）。剝殼原理為砂盤碾搓式，上砂盤靜止，下砂盤高速轉動，兩砂盤之間留有一定的剝殼間隙;蕎麥經分級后，在合適的剝殼間隙及轉速下，受到兩砂盤的碾搓作用而剝殼[3]。經研究，該設備在最優剝殼參數的條件下，能達到生產率120 kg·h-1，整米率60%左右的同時，碎米率控制在3%以下。

1995年，內蒙古農機研究院進行了6QB-500輥筒凹板式蕎麥剝殼機的研發。蕎麥經分級后隨旋轉的輥筒流入輥筒與凹板之間的蕎麥剝殼工作區，受到二者的搓擦作用而剝殼[4]。

2003年，甘肅省平涼普業印刷機械有限責任公司對臥式錐筒剝殼機進行了研究，外錐筒固定，內錐筒轉動。蕎麥顆粒在內、外錐筒搓擦力的作用下完成剝殼[5]。

2013年，西北農林科技大學提出，將以往剝殼方式中的單一剝殼過程分解為先磨削，再剝殼的剝殼過程。提出先將蕎麥外殼上較為突出的菱角部分磨削，降低蕎麥殼的結合強度，再以較小的力和速度剝殼的剝殼方式[6]。

2015年，深圳市五朵梅電子商務有限公司發明了一種砂板、膠輥蕎麥剝殼裝置，剝殼膠輥和剝殼砂板裝置由圓柱形膠輥及平行于膠輥且成105°的兩相連砂板組成，蕎麥外殼一側粘在膠輥上，另一側與砂板相對運動實現剝殼[7]。

經過近30年的研究，我國學者對砂盤碾搓式、膠輥凹板式、雙輥式、砂板-膠輥式等剝殼方式進行了探索，剝殼方式及相應發明專利繁多，但就剝殼效果而言，目前市場上仍以砂盤碾搓式為主。

2 我國蕎麥剝殼設備的主要研究成果

2.1 剝殼設備本身結構和工作參數對剝殼效果的影響

2006年，錦州世琪機械有限公司研發了一種能夠精確、微量調整砂盤間隙的結構。將剝殼機上蓋的內圈與外圈利用螺紋連接，并調整定砂盤與動砂盤的間隙。該機構在一定程度上解決了由于砂盤間隙難以精確調整，造成的生產率低、碎米率高等問題[8]。

2013年，刁斯琴等[9]用試驗方法探究了不同蕎麥粒徑所對應的剝殼機最優工作參數，得出最優剝殼轉速為1 038.4 r·min-1;找到了4.0～5.0 mm粒徑的五級蕎麥分別對應的最佳剝殼間隙。

2017—2019年，陳偉等[10-11]改進l砂盤間隙調整機構和外圈材料，并將原有一對砂盤改進為兩對砂盤。試驗表明，改進后的出米率提高了10%～25%。

2.2 蕎麥剝殼工藝流程對剝殼效果的影響

2007年，孫曉靜等[12]對浸濕-橡膠盤式剝殼方法進行了研究，驗證了將苦蕎置于溫水中浸泡，去水后以橡膠盤剝殼的工藝是可行的。并以試驗的方式得到了對于粒徑為3.6～3.8 mm苦蕎原料的最優剝殼參數。

2011年，李紅梅等[13]研究了苦蕎米加工過程中浸泡和蒸煮時間對熟化度、熟化后苦蕎含水率、剝殼率和整米率的影響，得出苦蕎浸泡時間≥4 h、蒸煮時間≥30 min和浸泡時間≥5 h，蒸煮時間≥20 min，都能使苦蕎熟化度達到100%，且熟化后苦蕎含水率為24.0%～26.0%，此時剝殼效果最佳。

總的來說，我國學者對于蕎麥剝殼設備的研究范圍主要集中在剝殼前的預處理工藝及剝殼機工作參數等環節中，其他部分的研究工作還有待加強。

3 我國蕎麥剝殼設備發展趨勢

3.1 探究能耗更低、生產率更高的剝殼方式

經過近30年的發展，砂盤碾搓式剝殼設備已成為蕎麥加工市場的主流，但該設備存在的生產率低（120 kg·h-1）、能耗高（生產1 t蕎麥米需50～70 kW·h電）等問題，在一定程度上限制了廠家的利益。因此，突破已有的剝殼方式，探尋新的、更適合蕎麥的剝殼方式是很有必要的。如對先磨削、再剝殼的剝殼方式深入研究，通過試驗驗證該剝殼方式是否可行，并找到合適的磨削方式和磨削力的大小，或可利用高速攝影技術拍攝并記錄砂盤間隙中的蕎麥剝殼過程，統計并分析蕎麥殼的破裂方式及蕎麥米從蕎麥殼中剝出的方式，以此作為依據設計更適合的剝殼方式。

3.2 進一步完善剝殼設備的除塵效果

蕎麥剝殼成套設備中雖已加入除塵設備，但仍不能保證無塵或濃度降低到對工人無害的程度。因此，加大對除塵系統的研究，進一步降低剝殼設備的粉塵逸出是很有必要的。如將已經相當成熟的靜電除塵技術應用到蕎麥剝殼設備的除塵系統中，進一步改善除塵效果。

3.3 引入在線檢測技術，自動反饋調節剝殼設備工作參數

隨著電子控制技術的發展和應用，在線識別與檢測、智能控制調節系統等逐漸成為一些農機的重要組成部分。目前，我國蕎麥米加工過程中，仍然依靠工人憑經驗調整進料流量、剝殼轉速和剝殼間隙等工作參數，常由于工作參數調整不當，造成生產效率低、耗能高或碎米率高、損失大等問題。劉廣碩等[14]和呂少中等[15-16]分別提出了一種基于機器視覺的蕎麥剝殼效果在線檢測設備和檢測方法，采用工業相機在線拍照，圖像處理識別剝殼后混合物中整蕎麥米、未剝殼蕎麥、碎米個數來在線檢測整米率、碎米率，實現了蕎麥剝殼效果的在線檢測。今后可據此深入研究，將圖像識別等在線檢測技術引入蕎麥剝殼生產工藝中，自動反饋調節蕎麥剝殼機的工作參數。

4 結論

1）我國蕎麥剝殼設備的發展歷程中，相繼出現了砂盤碾搓式、離心撞擊式、膠輥凹板式、雙輥式和錐筒式等剝殼設備，市場上主要以砂盤碾搓式為主。

2）我國學者對于蕎麥剝殼設備的研究主要集中在剝殼設備的剝殼方式、工作參數及剝殼工藝對剝殼效果的影響上，范圍雖然不夠寬泛，但成果顯著，能夠在一定程度上指導實際生產。

3）在今后的科研工作中，應通過試驗對先磨削、再剝殼的剝殼方式的可行性加以驗證;加大蕎麥及蕎麥殼的力學特性及破壞特性等基礎研究，利用高速攝影技術統計并分析蕎麥殼的破裂方式及蕎麥米從蕎麥殼中剝出的方式;將靜電除塵技術應用到蕎麥剝殼設備的除塵系統中;將在線流量監測技術、圖像處理與識別技術等應用到蕎麥剝殼設備中，實現工作參數的精確、自動調整。

參考文獻：

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[15] 呂少中，杜文亮，陳震，等.基于機器視覺的蕎麥剝殼性能參數在線檢測方法[J].農業機械學報，2019，50（10）：35-43.

[16] 呂少中.基于機器視覺的蕎麥剝殼性能參數在線檢測方法研究[D].呼和浩特：內蒙古農業大學，2019.

（責任編輯：趙中正）

收稿日期：2020-01-17

作者簡介：劉廣碩（1989—），男，河北承德人，碩士，助教。研究方向為機電一體化技術。E-mail： liugsh201336@126.com。