荞麦具有丰富的营养品质和较高的防病保健价值,发展荞麦加工产业对改善居民饮食结构和提高种植区农民收入水平均具有积极意义。但是,目前荞麦米生产中,单台剥壳机组成的荞麦米加工成套机器平均成品米生产率仅为120kg/h,占地面积高达近20m2,加工荞麦米的吨米耗电高达50～70 kW·h/t,严重制约着荞麦米加工产业的健康发展,故深入研究荞麦籽粒的剥壳规律及损伤特点,寻求最佳的剥壳方式,对改善荞麦米的质量,提高荞麦米加工机器的效率,降低吨米耗电量等均具有良好的促进作用。为实现荞麦籽粒的低损高效剥壳,对目前课题组所采用的6QB-150型荞麦剥壳机进行了深入的理论分析和试验研究,主要研究内容及结果如下:试验测试了荞麦籽粒的初始含水量、荞麦籽粒三维结构尺寸、千粒重及容重等基本物理特征,并利用TMS-Pro食品物性分析仪对荞麦籽粒和荞麦米剪切力学特性进行研究,为其脱壳机器的研制提供理论基础。根据荞麦籽粒的结构特征,改进砂盘搓擦式荞麦籽粒脱壳机器,降低试验误差。对剥壳过程进行麦克斯威尔模型[M]流变学解析,确定剥壳参数对荞麦籽粒脱壳的影响机理,为验证模型的适用性,借助高速摄影,对剥壳过程中的荞麦进行运动及力学分析,分析结果表明:三大经典物料破碎假说中,裂纹假说最符合实际情况。探究荞麦剥壳过程中砂盘转速、沙盘倾斜程度、喂入量、砂盘结构参数和外圈对荞麦剥壳出米率与相对碎米率的影响规律,并通过试验验证表明:①砂盘转速的增加会导致出米率和碎米率同时增加,当转速到达950r/min附近时,碎米显著增加,不利于荞麦米的生产加工;②砂盘在生产或安装中造成的剥壳间隙周向不均现象对出米率的影响较小,对碎米影响相对较大;③低速时,剥壳机的极限工作流量会随着转速快速增加,但在正常工作转速附近,转速的改变并不会引起工作流量的较大变化;④粗糙的砂盘表面更易剥壳,但同时易产生碎米。下砂盘的影响较上砂盘略大;⑤剥壳机外圈可通过更换弹性材料以降低其对碎米的影响。对荞麦籽粒在剥壳机内的入料、碾搓、挤压和流出四个过程进行DEM仿真分析,得出在剥壳过程中籽粒运动轨迹与受力的变化规律。在对剥壳后荞麦的破损情况进行观察的基础上,结合力学性能测试所得到的破损特点对荞麦的破碎过程进行了探讨,再次肯定裂缝假说更接近于揭示荞麦的破碎情况。在对剥壳间隙周向分布进行理论分析的基础上提出了采用更换间隙调整方式的方法改善周向间隙的波动性,消除了部分由于制造和安装造成的间隙不均性现象;在剥壳机外圈的内侧通过黏贴弹性的橡胶材料,使得因侧壁撞击而导致的碎米相对减小,改善了出米效果;对双层剥壳结构进行了设计,在不改变原有剥壳机尺寸的基础上,增加了工作砂盘数,使工作流量大幅增加。对改进后的剥壳机进行正交试验,结果表明:①剥壳间隙对出米率影响的显著性大于砂盘转速,±0.4mm内的间隙周向误差对出米率的影响未达到显著水平;砂盘转速对相对碎米率的影响大于剥壳间隙,间隙周向误差对相对碎米率有显著性影响;②综合后较优参数组合为A1B2C1。此时剥壳间隙4.8mm,砂盘转速950r/min,间隙误差为零,出米率为35.4%,相对碎米率为5.8%,出米率高于目前生产水平10%～25%。