油菜籽壳(皮)中含有植酸、单宁、色素、芥子碱等有碍物质。传统的制油工艺采用带壳压榨,既降低油的质量、加重毛油色泽,造成精炼困难,也使菜籽饼粕的品质变差,影响进一步开发利用。所以油菜籽脱壳制油新工艺备受关注,其中,破壳(脱皮)、分选技术与设备的开发,成为新工艺的关键。本论文在研究了油菜籽基本物理力学特性的基础上,分析了油菜籽破壳的基本原理;设计试制了破壳机,并进行了破壳性能试验,分析了油菜籽含水率,转速等因素对破壳率、粉末率的影响;根据破壳油菜籽的物料组成及特性,分析了破壳油菜籽分选原理,设计试制了分选样机;采用二次正交旋转试验对影响分选机性能的因素进行了研究,得到了喂入量、前风道风速、后风道风速等因素与性能指标—壳中含仁率和仁中含壳率的关系。取得的主要研究结论如下:(1)白菜型、芥菜型和甘蓝型油菜籽的体积形状系数分别为0.493、0.468和0.513,接近0.5238球形的体积形状系数;三种油菜籽的粒径分布分别服从正态分布X～N(1.49,0.1483~2)、X～N(1.25,0.1483~2)和X～N(1.589,0.2417~2)。(2)单粒油菜籽在挤压过程的受力与变形关系具有明显的双峰特征,且第一次峰值具有脆性物料的特性;随着油菜籽粒径的增加,两个屈服点和破裂点的力值增加;随着油菜籽含水率的增加,屈服点的力值减小,第一屈服点的变形量减小,第二变屈服点的变形量增加;随着变形加载速度的增加,屈服点的力值增加。(3)随着油菜籽粒径增加,剪切力增加而剪切强度减小;随着含水率的增加,剪切力和剪切强度均减小;随着剪切速度的增加,剪切力和剪切强度均增加。(4)两次撞击的油菜籽破壳方法,能够实现对油菜籽进行破壳加工,其脱壳率大于75%,粉末率小于5%。(5)给出了油菜籽颗粒在离心甩盘加速作用下的运动学及动力学方程;提出了油菜籽破裂所需功为弹性变形和塑性变形所需功之和,得出了油菜籽破壳所需功的计算方程。(6)随着油菜籽含水率的增加,破壳率和粉末率均降低;随着破壳机喂入量的增加,破壳率和粉末率减少。(7)增加破壳机离心甩盘的转速,能增大破壳率,同时粉未率也增大,壳、仁分选的难度增加。(8)在破壳机离心甩盘下方安装复脱打板,能提高脱壳机的脱壳性能,但打板数量不应太多,应以两个为宜;复脱打板安装位置和高度最佳值分别为:15cm、5cm。(9)依据利用气流、振动和筛选相结合的原理设计了破壳油菜籽分选机,采用筛面前后段筛孔直径不等的方法,能够对破壳油菜籽进行有效分选。(10)给出了破壳油菜籽分选机的喂入量、前吸风道和后风道风速对分选性能指标影响的回归方程;影响壳中含仁率的主次因素为:前吸风道风速、后吸风道风速、喂入量;影响仁中含壳率的主次因素为:前风道风速、喂入量、后风道风速。(11)破壳油菜籽分选机操作参数的最佳组合为:喂入量:650～750kg/h、前风道风速:1.5m/s、后风道风速:5.14m/s。(12)喂入量、前风道风速、后风道风速对壳中含仁率和仁中含壳率的影响存在交互作用,特别是后风道风速与前两者的交互作用明显。本论文的创新之处:(1)提出了两次撞击的油菜籽破壳原理;(2)提出利用气流,振动和筛选相结合的破壳油菜籽分选原理,且筛面采用前后段筛孔直径不同的方法能有效的对破壳油菜籽进行分选;(3)提出了油菜籽破裂所需的功计算方法;(4)建立了喂入量、前吸风道和后风道风速和壳中含仁率、仁中含壳率的回归模型。