苦荞麦具有很高的食用和药用价值,其市场前景广阔。我国具有丰富的苦荞麦资源,但现有的苦荞麦脱壳设备和脱壳工艺基本是借鉴甜荞麦或者其他谷物脱壳的经验,使得苦荞麦脱壳设备和工艺存在整仁率低和营养活性成分损失严重等问题。为了提高苦荞麦的脱壳效率,本文以―迪苦一号‖苦荞麦为研究对象,在分析苦荞麦脱壳特性相关物理特性和力学特性的基础上,提出一种苦荞麦仁表层硬化的脱壳方法,研究出一套脱壳工艺,进而对第一代脱壳样机进行改进,并对该样机的脱壳性能进行测试和验证。本论文的主要研究内容及结论如下:(1)对与苦荞麦脱壳特性相关的物理特性和力学特性进行了测量,结果如下:当样品的湿基含水率为13.32±0.07%时,苦荞麦籽粒的长度为4.652±0.125mm,宽度为3.200±0.045 mm,厚度为2.982±0.065 mm;苦荞麦壳的厚度为0.20±0.01 mm;粒径在Ф3.0~Ф3.3 mm之间的苦荞麦占总量的41.4%;苦荞麦籽粒中苦荞麦仁的质量分数为75.43±0.48%;籽粒的体积膨胀系数为1.72;籽粒的最大破坏力为77.26±5.89 N,麦仁的最大破坏力为9.385±0.83 N。(2)通过比较不同热处理方式下苦荞麦仁的硬化层厚度和壳与仁之间的间隙,提出一种表层硬化技术及脱壳工艺。通过比较微波、沸水短浸和常压汽蒸三种热处理方式下苦荞麦最大截面处的硬化层厚度以及壳与仁之间间隙的大小,发现常压汽蒸不仅能有效地提高苦荞麦仁表层的硬度,而且还可以增大壳与仁之间的间隙。进而确定了苦荞麦脱壳前的加工工艺为:首先采用温水(温度30±2℃)浸泡40 min,使苦荞麦仁的浸润深度达到0.43±0.19 mm,然后沥干表面水分,进而采用常压汽蒸20 min,使苦荞麦仁的表层硬化厚度为0.53±0.14mm,最后在65℃热风下烘干90 min使湿基含水率降到15%~22%之间。(3)针对第一代苦荞麦脱壳机存在漏料和磨削能力小的问题,对第一代样机的结构进行了改进。主要改进是:分别将磨削磨片之间以及揉搓磨片之间的连接方式改为滑槽式连接;增大了卸料毛刷的工作半径以促进下料;添加了吸尘结构;在进料装置内添加了过滤筛过滤坚硬杂质。(4)对影响脱壳机的主要因素进行分析,确定了最佳脱壳参数。以磨削气囊压强(15.0~55.0 kPa),磨削室间隙(3.2~6.4 mm),揉搓气囊压强(15.0~35.0 kPa),揉搓室间隙(3.0~7.0 mm)和主轴转速(350~750 r/min)为试验因素,以脱壳率和整仁率为试验指标,先进行单因素试验,然后进行正交试验,分析试验结果并分别建立脱壳率和整仁率与试验因素之间的回归方程,对该回归方程的最优参数进行了优化和验证。结果表明,当磨削气囊压强为15.0 kPa,磨削室间隙为6.4 mm,揉搓气囊压强为15.0 kPa,揉搓室间隙为3.3 mm,主轴转速为729 r/min时,脱壳效果最好,此时脱壳率为84.44±1.04%,整仁率为80.83±0.87%。与第一代脱壳机相比,脱壳率降低了5.67%,但整仁率提升了48.99%。