薛 榮

（山西省農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展中心，山西太原 030000）

0 引言

蕎麥起源于中國，作為一種傳統(tǒng)作物，在全世界廣泛種植。全球蕎麥種植面積每年大約700萬～800萬hm2，總產(chǎn)量約500萬～600萬t。我國是蕎麥的生產(chǎn)大國，蕎麥種植面積和總產(chǎn)量均居世界第二位。近年來農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)及食品營養(yǎng)學(xué)等方面的研究表明，蕎麥具有較高的營養(yǎng)價值、藥用價值和飼用價值。蕎麥營養(yǎng)價值很高，不僅含有豐富的膳食纖維，同時富含鐵、鋅、磷、鈣等微量元素，另外，維生素、賴氨酸、氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)也較為豐富。蕎麥具有良好的飼喂效果，可直接飼喂，也可制成青干草、調(diào)制加工成青貯料等，是我國重要的飼料資源。從藥用價值來講，蕎麥可以有效地降低人體中的血脂、血糖和膽固醇的含量，對高血壓、動脈硬化等疾病有很好的預(yù)防和治療作用。隨著人們生活水平的提高和科學(xué)膳食觀念的普及，對功能與健康食品的需求將不斷提升，我國蕎麥產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入快速發(fā)展軌道。

隨著蕎麥藥食功能的不斷開發(fā)，蕎麥枕、蕎麥茶等產(chǎn)業(yè)興起，且市場需求呈逐年增長趨勢。在美國市場上，一個蕎麥枕的價格在40～50美元之間，呈現(xiàn)出皮比米貴的有趣現(xiàn)象。剝殼是蕎麥加工的最重要環(huán)節(jié)，蕎麥剝殼技術(shù)直接決定著剝殼效果。目前我國蕎麥脫殼技術(shù)還不成熟，資源利用率較低，限制了行業(yè)的發(fā)展。在農(nóng)村，由于沒有專門的脫殼機(jī)械，在加工蕎面時，常采用立式砂輥碾米機(jī)，通過調(diào)整米刀和米輥的間隙，對蕎麥進(jìn)行脫殼處理。用碾米機(jī)脫殼可以去掉一部分殼，但破損率較大，脫去的殼多呈碎狀物，與蕎麥米混合在一起，不能很好地分離。加工出來的面粉中因殘留有與面粉顆粒度大小相等的殼皮粉碎物，色澤發(fā)黑，口感粗糙，面粉品質(zhì)較差。20世紀(jì)90年代初，內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院研制了我國第一臺蕎麥剝殼機(jī)，剝殼原理是砂盤碾搓式，后續(xù)又開發(fā)出輥筒凹板式、錐筒式剝殼機(jī)[1]，采用這些方法對蕎麥脫殼時，存在生產(chǎn)率低、能耗高等問題，且由于殼面分離不好，需要進(jìn)行多次清選，才能得到少部分較完整的殼，物料損耗高，降低了蕎麥的綜合利用價值。

目前，國內(nèi)市場上常用的蕎麥脫殼機(jī)有兩種：大型全自動蕎麥脫殼機(jī)和小型半自動蕎麥脫殼機(jī)。進(jìn)口的大型全自動蕎麥脫殼設(shè)備雖脫殼好、效率高，但價格昂貴、占地面積大，對廠房要求和資金投放有著較高的要求，不適應(yīng)于農(nóng)村小作坊使用。市場中的小型蕎麥脫殼機(jī)雖體積小、價格低，但大都是半機(jī)械化的，自動化程度低，成殼率也較低，作業(yè)時許多工序需要人工完成，加工效率低，人工成本高，成品品質(zhì)達(dá)不到出口要求。綜上所述，為解決現(xiàn)有蕎麥脫殼設(shè)備存在的一些技術(shù)問題，擬研發(fā)一種小型全自動蕎麥脫殼機(jī)。

1 加工工藝研究

蕎麥加工的主要流程是除雜、脫殼、分選。全自動蕎麥脫殼機(jī)主要由風(fēng)選設(shè)備、對輥研磨、平面篩、吸風(fēng)分離器等幾部分組成。除雜工藝中風(fēng)道的設(shè)計和風(fēng)的走向會直接影響原糧的除雜效果，風(fēng)道中風(fēng)速設(shè)計應(yīng)大于輕雜質(zhì)的懸浮速度而小于物料的懸浮速度，風(fēng)穿過物料流，原料中的雜質(zhì)隨氣流進(jìn)入袋式除塵器，凈料在重力作用下入磨。脫殼采用對輥研磨技術(shù)，為保證成殼率，對磨輥進(jìn)行了拉絲處理。相較于砂盤碾搓式、輥筒凹板式、錐筒式等脫殼工藝，該工藝更多考量脫殼中整殼率的提升。脫殼部分采用可調(diào)解式設(shè)計，可根據(jù)物料情況改變磨輥間隙，達(dá)到理想脫殼效果。蕎麥經(jīng)過磨輥脫殼后，蕎麥米、蕎麥殼、未被脫殼的蕎麥籽的混合物在風(fēng)力作用下，進(jìn)入分選流程以進(jìn)行下一步分離。根據(jù)物料特點，采用單倉平面篩對混合物進(jìn)行分選，平篩上有不同孔徑的小孔。混合物經(jīng)過篩理后，分離出的蕎麥殼、大蕎仁經(jīng)剎克龍除塵、提運(yùn)后，經(jīng)閉風(fēng)器口排出并打包，而未脫凈的小粒蕎麥籽在經(jīng)過風(fēng)選后，再次入磨脫皮[2]。未被篩選出的小蕎仁與少量細(xì)粉將被提入吸風(fēng)分離器，依據(jù)不同比重物質(zhì)的懸浮速度不同的原理進(jìn)行分離，分離出的小蕎仁經(jīng)剎克龍落下凈粒料，而細(xì)粉經(jīng)剎克龍?zhí)徇\(yùn)后，經(jīng)閉風(fēng)器口排出后被打包收集。

小型全自動蕎麥脫殼機(jī)，配備風(fēng)力輸送設(shè)備，從上料、清選、脫殼到篩選出成品整個過程可實現(xiàn)自動完成，自動化程度高，大大降低人力成本。該設(shè)備占地面積小、操作簡便、出米率高、成殼率高、殼米分離干凈，同時具備整體噪聲低、物料損耗低、除塵效果好等優(yōu)點，綜合性能優(yōu)越。加工工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程圖

2 關(guān)鍵部件設(shè)計

2.1 拉絲磨輥

全自動蕎麥脫殼機(jī)的主要設(shè)計目標(biāo)是提高蕎麥脫殼的整殼率。磨輥是蕎麥機(jī)脫殼的主要工作部件。由于蕎麥仁的后續(xù)用途主要是加工成蕎麥粉，因此對加工出的蕎麥仁顆粒的完整度要求并不高。經(jīng)過方法論證，對磨輥表面進(jìn)行拉絲處理，可以進(jìn)一步提高蕎麥整殼的完整率。拉絲后的磨輥帶有鋼而密的弱齒，在這些弱齒相向運(yùn)動產(chǎn)生的搓擦力的作用下，蕎麥殼被完整剝離。同時使用該脫殼機(jī)加工出的蕎麥米純度高，磨出的蕎面色澤青白，口感柔軟爽滑，有勁道。此項技術(shù)創(chuàng)新既能提高蕎麥面粉質(zhì)量，又能提高蕎麥殼的綜合利用價值。經(jīng)試驗，此蕎麥脫殼機(jī)脫殼完整率大于85%。

2.2 平面篩

平面篩帶有一定的傾斜角度，在偏心輪帶動下作往復(fù)運(yùn)動。篩片下面增加彈力球設(shè)計，有效減少糊孔現(xiàn)象。蕎麥脫殼后在風(fēng)力輸送作用下進(jìn)入篩箱后進(jìn)行分級篩選，分選出蕎麥殼、大粒蕎麥米、小粒蕎麥米和細(xì)粉等成品。

2.3 風(fēng)力輸送設(shè)備

成品的收集和輸送均采用氣力輸送的方式，既可以達(dá)到良好的除塵效果，又保證了物料的輸送和收集。采用這種方式大大簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，提高了加工效率。

3 效益分析

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

小型全自動蕎麥脫殼機(jī)與傳統(tǒng)脫殼機(jī)相比，成殼率提高50%，蕎麥米增加20%。按蕎麥產(chǎn)150 kg/667m2計算，蕎麥米重105 kg/667m2，蕎麥殼重45 kg/667m2。按85%的成殼率計算，150 kg蕎麥經(jīng)該設(shè)備脫殼后，成殼38.25 kg，按售價8元/kg計算，收益306元，與傳統(tǒng)蕎麥脫殼機(jī)成殼率35%相比，蕎麥殼收益可增加180元/667m2。使用該設(shè)備后，蕎麥米可增加20%，蕎麥面可增磨12.6 kg，按售價16元/kg計算，增收201.6元。兩項合計，蕎麥可增加收益381.6元/667m2，經(jīng)濟(jì)效益可觀。

3.2 社會效益

3.2.1提高蕎麥的綜合利用率，延長蕎麥產(chǎn)業(yè)鏈條。此設(shè)備生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量好，有效提高了蕎麥殼的成殼率、面粉的純凈度及其他蕎麥農(nóng)副產(chǎn)品的品質(zhì)，提升了蕎麥產(chǎn)品的附加值，推動了蕎麥種產(chǎn)銷產(chǎn)業(yè)鏈的不斷發(fā)展。

3.2.2節(jié)本增效，為蕎麥種植戶就近加工提供了便捷。由于原料的限制，蕎麥加工大部分為小型作坊式生產(chǎn)[3]。在農(nóng)村，青壯年外出務(wù)工，老人留守是常態(tài)。人工成本逐年增高、加工后產(chǎn)品質(zhì)量差、收益低，影響了農(nóng)戶種植的積極性。小型全自動蕎麥脫殼機(jī)解決了農(nóng)村蕎麥加工過程中人手不足、生產(chǎn)環(huán)境差、無法大量生產(chǎn)的問題。

3.2.3帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此設(shè)備的研發(fā)及推廣能夠有效推動蕎麥種植業(yè)、副產(chǎn)品加工業(yè)及其他相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展，對增稅創(chuàng)匯、轉(zhuǎn)移勞動力、促進(jìn)我省貧困地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展有著重要作用。

3.3 生態(tài)效益

蕎麥生長適應(yīng)性強(qiáng)、抗逆性強(qiáng)，生長發(fā)育快，在改良土壤、抑草等生態(tài)調(diào)節(jié)方面也有很好的效果，在作物布局中有著特殊的地位。蕎麥全身都是寶，從糧食資源到養(yǎng)地增產(chǎn)，從農(nóng)業(yè)到養(yǎng)殖業(yè)，從食品工業(yè)到輕化工生產(chǎn)，從食藥同源到防病療疾都有著十分重要的地位。在山西省特色農(nóng)業(yè)發(fā)展中，蕎麥占據(jù)重要位置。

4 結(jié)語

蕎麥?zhǔn)俏覈闹匾Z食資源，因其特有的營養(yǎng)保健及藥用價值日益成為雜糧開發(fā)的焦點。全自動化蕎麥脫殼機(jī)相比其它現(xiàn)有加工設(shè)備，不僅生產(chǎn)效率高，減少了因處理不當(dāng)產(chǎn)生的物料損耗，且有效提高成品品質(zhì)，增強(qiáng)了蕎麥產(chǎn)品的市場競爭力。預(yù)計該機(jī)投放市場后，將進(jìn)一步推進(jìn)蕎麥制成品的研發(fā)，延伸蕎麥系列產(chǎn)品貨架期，極大提高原蕎的商品率，對推進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)特色轉(zhuǎn)型將會起到積極有效的推動作用。