6FY-22系列荞麦脱壳机的研究

李若瑗

（山西省农业机械发展中心，山西 太原 030002）

荞麦作为一种药食饲多用途小杂粮，具有生育期短，种植分散、面积较小、抗旱耐瘠的种植特点，是山西主要特色杂粮产品之一。荞麦产后及时进行产地初加工可以有效避免储藏过程中的损失，从而提高产品综合利用率，增加收益。在荞麦产后初加工中，脱壳是关键，脱壳率以及壳的破损率直接影响产品质量。目前国内荞麦脱壳机大多是价格较高的大型设备以及自动化程度不高的小型荞麦脱壳机，这2 类设备在农村小型产地上使用多有不妥。6FY-22 系列荞麦脱壳机是满足目前农村小型产地荞麦加工使用需求的小型全自动荞麦脱壳机，经其脱壳的产品成壳率逾80%，荞麦米增量20%。

1 整机结构与工作原理

6FY-22 系列荞麦脱壳机是为了解决现有荞麦脱壳设备价格过高、人工消耗大、成品脱壳率和破损率不符合要求的技术问题而研发的一种小型全自动荞麦脱壳机，它配有3 种长度分别为500 mm、400 mm、350 mm 的拉丝钢辊，可根据荞麦待加工量灵活使用，是一种适用于农村小型产地荞麦加工点使用的荞麦脱壳机。

1.1 整机结构及主要技术参数

一次性完成清理、脱壳、分选等操作。主要由对辊研磨、风运提料、风车、平筛分级等几大部分组成。从上料、风选、脱壳到筛选出成品，整个过程自动完成。结构紧凑，操作简单，综合性较高。经此设备加工产出的荞麦外壳与荞麦仁等级分明，且设备整体噪音低、能源消耗低、除尘效果好，工人工作的环境和空气质量均良好。主要技术参数见表1。

表1 主要技术参数Tab.1 The main technical parameters

1.2 工作流程

原料经立式净打设备、风力除杂后净料入磨，经特配拉丝磨辊研磨后，荞麦被脱去皮壳。脱壳后，混合物经平筛不同孔径筛理后分离出米、壳和皮，由刹克龙提升后，经闭风器口排出打包。未脱净的小粒经风选后，再入磨、脱皮。筛出大粒料经刹克龙提后，闭风器口排出打包。部分小粒料、少量细粉，由刹克龙、闭风器提入吸风分离器，提出少量碎屑经刹克龙落下净粒料，细粉经刹克龙、闭风器收集打包。分离后荞麦皮打包，大粒、小粒料可经磨粉机研磨出荞麦粉。工艺流程图见图1。

图1 工艺流程图Fig.1 The process flow chart

3 关键零部件的设计

3.1 拉丝磨辊

6FY-22 系列荞麦脱壳机的核心工作部件是一对外形相同，以不同速度相向旋转的近圆柱型拉丝钢辊。拉丝磨辊的相对运动和磨齿的挤压和剪切作用对落入两辊之间的物料进行脱壳。在荞麦加工中，由于脱壳后的荞麦米需要进一步加工为荞面，其主要副产品荞麦壳则需要保持较好的完整度才能有更好的经济价值。因此，在脱壳工艺研究中对荞麦米颗粒的完整度要求并不高，成壳率则要保持在较高水平上。拉丝磨辊的设计在保证脱壳率的基础上进一步降低了荞麦壳的破壳率，提高了荞麦面粉质量和荞麦综合利用价值。

3.2 工作原理及参数分析确定

物料进入研磨区后，在快、慢辊的共同影响下，通过研磨区的速度近似为两辊线速度的平均值，关系式如下：

式中：VW——物料通过研磨区的平均速度（m/s）；V1——快辊线速度（m/s）；V2——慢辊线速度（m/s）。

由式1可知，快辊对物料主要有向下的作用力，慢辊相对于物料的作用力方向主要朝上。拉丝磨辊表面的磨齿为螺旋形状，它的倾斜程度用斜度表示，关系式如下：

式中：a——磨齿与辊面母线的夹角；L——磨辊的工作长度（辊面母线的长度）；S——同一磨齿两端所在母线的弧线长度。

齿辊常用的斜度为1∶12～1∶8。相对于研磨区的物料，快辊、慢辊的磨齿为交叉状态，在快、慢辊的相对运动下，每个交叉点对物料产生直接的剪切作用，交叉点越多，对物料的平均破碎能力越强，关系式如下：

式中：n——齿数，磨辊端面上单位弧线长度上的磨齿数（齿/cm）。

由公式2、3可知，研磨区内交叉点数的多少与磨齿斜度、齿数、研磨区长度有关。指定物料下，斜度越大，研磨区内交叉点越多，磨辊对物料的破碎能力越强。斜度较大时，物料皮层易碎，产品质量差，但研磨动耗较低，通常生产低等级产品时，斜度一般为1∶10～1∶8。

综上所述，由于在荞麦脱壳中得到的荞麦米要继续磨成荞面，即对生产产品荞麦米的等级要求不高，被脱去的荞麦壳则要求完整度高，即要求单粒脱壳避免过度挤压致碎。经过反复试验，本机应将拉丝磨辊的斜度从1∶8 降低到1∶10，齿数从18齿/cm降低为与荞麦粒度更为匹配的14齿/cm。

4 总体性能对比

4.1 技术装备显优势

6FY-22 系列荞麦脱壳机价格实惠、体积较小、加工量可调，且其人工损耗小，满足加工厂、点连续加工的需求，适合荞麦的产地初加工使用；作为小型荞麦脱壳机，6FY-22 系列从上料、风选、脱壳到筛选出成品，整个过程自动完成，自动化程度高，操作简单，经其脱壳的产品荞麦外壳与荞麦仁等级分明，不仅实现了小型荞麦脱壳机全自动脱壳，其成壳率较传统脱壳机提高50%以上，荞麦米产量也提高了20%，可有效提高种植户收益。6FY-22 系列荞麦脱壳机涵盖了大小型荞麦脱壳机特点，在技术装备方面具有独特的优势。

4.2 经济效益显优势

以50 kg 荞麦为例进行说明：50 kg 荞麦，荞麦米质量35 kg，荞麦壳质量15 kg；传统脱壳机脱壳的成壳率为35%；6FY-22 系列荞麦脱壳机脱壳理论成壳率为85%，荞麦米产量提高20%。经其脱壳后，成壳荞麦皮12.75 kg，以8元/kg计算，成壳价值102 元；而传统脱壳机脱壳后成壳荞麦皮5.25 kg，价值 42 元。两项对比可得，每 50 kg 荞麦经 6FY-22 系列荞麦脱壳机脱壳后，荞麦壳增值60 元。由于荞麦米增加20%，50 kg荞麦可增加7 kg，可磨面4.2 kg，以0.5 kg荞麦面售价8 元计算，增值67.2 元，两项合计50 kg 荞麦可增值127.2元，增效可观。

5 结语

好的荞麦脱壳机能有效提高荞麦的综合利用率，降低荞麦产后损失，提升荞麦产品在市场中的竞争力。6FY-22 系列荞麦脱壳机利于老百姓就近、就地加工处理荞麦，并用机械代替诸多人工才能完成的工作，节约时间、人力、物力、财力，从而实现了荞麦的增产增收，为荞麦主产区农村经济的发展，带动农民脱贫致富做出了新的贡献。

此外，6FY-22 系列荞麦脱壳机的使用弥补了当前农村劳动力短缺的不足，解决了农产品初加工企业（厂、点）在运营方面存在人工稳定性低，工作效率不高等问题，是一种适用于农村小型产地荞麦加工点使用的荞麦脱壳机。