谷子是属传统的优势杂粮作物,营养价值极高,富含多种人体所需的多种维生素与氨基酸,且对多种疾病有食疗作用。谷子清选是谷子收获工作中的关键环节,谷子清选装置性能的好坏直接影响到谷子清选的效率和产量。目前谷子清选装置存在籽粒含杂率高、清选损失率高等问题,由于谷子初脱后物料中残留较多谷码,且谷子与谷码的连接力强,分离较为困难,导致谷子清选装置清选性能明显下降,因此,谷子初脱后物料中残留谷码是导致谷子清选性能较低的重要原因之一。为了通过实现先脱谷码后清选的功能,降低谷子清选的籽粒含杂率和清选损失率,本文研究分析了谷子初脱后各成分生物学及力学性质,设计并验证了一种新的谷子清选装置。主要内容如下:1.确定了谷子清选的技术方案。主要进行了国内外技术资料的搜集、实地调研和相关理论分析,得出了初脱物料各成分的悬浮速度,各成分形态参数,依据谷子初脱物料各成分的差异和谷子初脱物料的特点,确定了相应的技术方案。2.为了提高清选性能,设计开发了一种先分离谷码后清选的新型谷子清选装置,阐述了工作原理以及工艺流程,进行了整体装置结构和关键部件的设计,确定了谷码辊搓装置和圆筒筛装置等主要工作部件的结构和性能参数。3.进行了高速摄影拍摄。采用高速摄影方法对从分离谷码装置抛出的辊搓物料的抛扬分层过程以及进入清选室内辊搓物料各成分清选分层的运动过程进行了观察分析,同时对该清选技术方案以及所研制的谷子清选装置进行了初步的高速摄影试验验证,并分析了谷子初脱物料各成分清选分层机理,为后续清选装置的优化试验提供分析参考依据。4.开展了新型谷子清选装置清选性能试验。通过单因素和正交试验,得到了初脱物含水率、喂入量以及谷码辊搓装置主动辊、离心风机、横流风机和大、中、小3个圆筒筛的运动对清洁效果的影响规律,获得了清洁装置的最佳清选效果参数组合。5.优化分析了谷子清选装置的作业参数。采用四元二次回归正交旋转组合设计和响应面法进行了该新型谷子清选装置的结构和性能参数的优化试验设计,构造了各部件结构与运动参数和清选性能指标(籽粒含杂率和清选损失率)之间的数学模型,优化试验结果得出实际的清选性能。该新型谷子清选装置具有籽粒含杂率低、清选损失率低高且消除残留谷码、适应性强等特点。本研究使得谷子低损失、低含杂清选机理进一步完善、清选技术进一步创新、清选性能进一步提高。