Rice continues to play a leading role in the world economy as a major source of carbohydrate for over half of the world population. Because of this vital role, one of the main secondary processing operations for rice is evaluated in this thesis. Husking which involves the removal of the husk from paddy rice as a preparation for the subsequent operations was analyzed using impeller and rubber roll husker. Due to the difference in their mode of husking which is mainly by friction and impact force in impeller husker and shear force in rubber roll husker, husking performance of the two huskers is likely to differ when grain variety difference is considered. Thus husking characteristics of three different varieties of rice namely Akitakomachi (short grain), Delta (long grain) and L201 (long grain) were used in the experiment.

　Mechanical properties of rough rice determined showed that when compressed, the three varieties of rice had relatively close bio-yield point of about 18 N with that for long grain rice being slightly higher than that for short grain rice. Bio-yield point was also found to be about twice the yield shear force of the rice husk irrespective of the size and shape of the grain. Grain dynamic analysis showed that at the rated impeller speed of 2362 rpm, the grain exited at about 45 m/s and this resulted in impact force of about 46 N. This force was sufficient to husk the grain with minimal grain damage. However, the maximum friction force experienced on the impeller blade was far below the yield shear force of the husk indicating that husking was unlikely to occur on the blade by friction force. Results also showed that the grain bounced back from the liner into the path of the oncoming blade.

　Husking by impeller husker was carried out at different impeller speed using different types of liner. Experiments were done with urethane (ABS) liner, soft polystyrene liner and without the liner. At the rated impeller speed, results showed that less than 20 % of the grain was husked without the liner. Husked ratio, broken ratio and cracked ratio curves for the three varieties of rice were generally well expressed by the Weibull's distribution function. Akitakomachi had relatively high husked ratio and cracked ratio whereas L201 has the highest broken ratio and the lowest cracked ratio. Thus husking in the impeller husker was found to be mainly by impact force on the liner and by the impeller blade. Husking energy efficiency expressed as the husked grain per the specific husking energy, was higher for short grain rice compared to long grain rice. The optimal impeller speed when energy efficiency is maximum was less than the rated impeller speed but had low system broken ratio and system cracked ratio. At the optimal impeller speed, the three varieties of rice had a husked ratio of less than 80%. There was a sharp increase in system cracked ratio and broken ratio for the three varieties of rice above the optimal impeller speed. Husking performance of the impeller husker showed that the husking characteristics of the three varieties of rice were dependent on their shape and size.

　Contact distance between the grain and the roll was derived considering the radius of curvature of the grain. This gave a better approximation of contact distance when compared to the traditional equation, which assumes that the grain is flat. Contact distance was used in the computation of, contact area, projected area and specific husking energy for single grain feed. Projected area was close to contact area below 0.5 mm roll deflection whereas the average grain speed was found to be close to the auxiliary roll speed irrespective of the grain variety and roll speed. Traditionally the peripheral velocity difference ratio (fN) has been expresses in terms of the main roll speed. However, peripheral velocity difference ratio (fn) with respect to the auxiliary roll speed was found to be close to peripheral velocity difference ratio (fg) with respect to grain velocity when considering specific husking energy. For the three varieties of rice used, maximum shear stress occurred close to the optimal roll clearance and was not dependent on the rice variety.

　Rubber roll husker performance was evaluated by varying the roll clearance at constant peripheral velocity difference ratio and vice versa. Rough rice was fed in the husker randomly, and as single grain vertically and horizontally. Husked ratio, broken ratio and cracked ratio curves were generally well expressed by the Weibull's distribution function. Short grain rice and horizontal grain feed had high husked ratio and cracked ratio whereas long grain rice and horizontal grain feed had high broken ratio. Results showed that direction of grain feed affected the husking performance of the husker.

　Maximum husked ratio occurred when the peripheral velocity difference ratio (fn) was about 0.71 irrespective the grain variety. When optimized based on the specific husking energy, short grain rice and horizontal grain feed showed high husking energy efficiency compared to long grain rice and vertical grain feed. Due to its size and shape, Akitakomachi had the highest optimal roll clearance of about 1.8 mm followed by Delta and L201. Thus optimal roll clearance was found to be dependent on the sphericity of the grain and resulted in over 90% husked ratio. There was also a sharp increase in the system cracked ratio and system broke ratio for the three varieties of rice below the optimal roll clearance.

　Optimal peripheral velocity difference ratio (fn) for the three varieties of rice at maximum husking energy efficiency was about 0.25 and showed no dependence on the rice variety. Optimal roll clearance and peripheral velocity difference ratio were also found to be optimal in terms of system cracked ratio and system broken for the three varieties of rice. This showed that optimal the values were critical in the performance of the rubber roll husker.

　Comparison of the husking performance between impeller husker and rubber roll husker showed that the later had higher husking energy efficiency for short grain rice, whereas for long grain rice there was no clear difference between the two huskers. Rubber roll husker had also lower broken ratio for the three varieties of rice. From the overall husking performance of the two huskers, it can be said that rubber roll husker has generally better husking performance compared to impeller husker.

　米は多くの国で主食であったり，食品としての用途も多岐にわたる。したがって米は世界の食料情勢のみならず世界経済をも左右する影響力をもつ。本研究は，このような米の果たす重要な役割を考慮して，米の主要第２加工工程である，「籾すり」についての評価を行ったものである。籾から籾殻をはがして玄米にして，次の精米工程につながる作業である「籾すり」について，もっとも代表的な籾すり機であるインペラ籾すり機とゴムロール籾すり機による脱ぷ特性を解析した。インペラ籾すり機では主として摩擦力と衝撃力により，ゴムロール籾すり機では主にせん断力という異なる力によって，異なる方式で脱ぷが行われるから，異なる品種，特に，長粒種と短粒種では異なる脱ぷ特性を示すと考えられる。本研究では，短粒種として，あきたこまち，長粒種としてDeltaおよびL201の３品種を供試した。

　実験的に得られた機械的特性では，圧縮生物降伏力は，長粒種がやや大きいものの，ほとんど等しく約18Nであった。籾にせん断力を加えたときの籾殻部分の降伏せん断力は，品種によらず圧縮生物降伏力の約1/2であった。穀粒の動的解析によれば，定格脱ぷファン回転数で，穀粒はファンから約45m/sの速度で飛び出し，周囲のライナーに衝突し約46Nの衝撃力を受ける。この衝撃力は穀粒の損傷を少なく抑えて脱ぷするのに十分な衝撃力である。しかし，インペラ羽根上で受ける摩擦力は籾殻部分の降伏せん断力より小さく，インペラ羽根では摩擦による脱ぷは少ないと考えられる。羽根上籾粒は滑走するだけではなく跳ね返りを起こし羽根と衝突したり，ライナーからの跳ね返った粒が羽根と衝突して衝撃力を発生しており，特に脱ぷされた玄米と羽根との衝突が損傷を起こしやすいと考えられる。

　インペラ籾すり機のライナー材質とインペラ速度を変えて籾すり実験を行った。ライナー材質としては既成のABS樹脂，衝撃力を吸収するソフトポリステレンシートおよびライナーをはずした場合と比較した。定格回転数で，ライナー無しの場合には脱ぷ率は20％以下であるが損傷粒は少なかった。脱ぷ率，砕米率および胴割れ率と回転数または比脱ぷエネルギーとの関係は，3品種ともワイブル分布関数で表せた。同じ回転数または比脱ぷエネルギーでは，あきたこまちが最も高い脱ぷ率を示し，L201は砕米率が最も高いが胴割れ率は最も低かった。これらから，インペラ籾すり機による籾すりでは，主としてライナー部での衝突による衝撃力で脱ぷされることがわかった。脱ぷ率と比脱ぷエネルギーとの比で表せる脱ぷエネルギー効率は，あきたこまちが長粒種より高く，長粒種間ではほとんど差が無かった。脱ぷエネルギー効率が最大になるときの回転数は定格回転数より低く，よって最適脱ぷ率も定格運転時より低く80％以下であった。このように，インペラ籾すり機による脱ぷ特性は籾の形や寸法によって影響を受けるとともに，エネルギー効率を上げるためには定格回転数を下げるべきことがわかった。

　ロール籾すり機については，穀粒がロールに接する部分の接触距離を，穀粒を円弧とみなして曲率半径から求める方法を提案した。この方法によれば，穀粒を平行板とした従来の式に比べてはるかに正確な接触距離を求めることができる。この接触距離を使って単粒籾すりのときの接触面積，投影接触面積および比脱ぷエネルギーを求めた。穀粒を円弧のつながりとして計算した投影接触面積は，ロールの変形が0.5mm以下では，同じ形として求めた接触面積とほぼ等しかった。また，穀粒速度の計測値は，縦（垂直）方向供給では副ロール周速度より大きく，横（水平）方向供給では副ロール周速度よりも小さいが，これらの平均値は副ロール周速度とほぼ等しかった。比脱ぷエネルギーは穀粒速度に対する周速度差率 (φg)に比例するから，従来の主ロール周速度に対する周速度差率 (φN）より，副ロールに対する周速度差率（φn）の方が，φgに近似し，合理的な値であることがわかった。いずれの品種においても，脱ぷエネルギー効率が最大となる最適ロール間隙ではせん断応力が最大値に近かった。

　周速度差率（φn）を一定にしてロール間隔を変え，あるいは，ロール間隙を一定にして周速度差率を変えてロール籾すり機の性能評価を行った。籾の供給形態と方向は，バルク・ランダム方向，単粒・垂直方向，単粒・水平方向の３供給方法をとった。インペラ籾すり機の場合と同じく，脱ぷ率，砕米率および胴割れ率とロール間隙または比脱ぷエネルギーとの関係はワイブル分布関数で表せた。短粒種で水平供給の場合が脱ぷ率と胴割れ率が最も高く，一方，砕米率は長粒種を水平供給したときに最も高かった。このように籾の供給方向と品種によって脱ぷ特性に違いが見られた。

　周速度差率（φn）については，品種によらず，φn＝0.71のときに脱ぷ率が最も高かった。　脱ぷエネルギー効率の最大値で比較すると，短粒種・水平方向供給が，長粒種・垂直方向供給よりも脱ぷエネルギー効率が高かった。最適エネルギー効率となるロール間隙はあきたこまちが約1.8mmで最も大きく，次いでDelta，L201の順であったがこれは球形度に最も依存するといえる。最適エネルギー効率では，いずれも脱ぷ率は90%以上であった。また，脱ぷエネルギー効率が最大となる周速度差率は大きさや形によらず，約0.25であった。エネルギー効率が最大となる最適ロール間隙および最適周速度差率は，籾すり機製品砕米率（システム砕米率）およびシステム胴割れ率から見ても最適値であった。

　ロール籾すり機とインペラ籾すり機を比較すると，脱ぷエネルギー効率は長粒種については顕著な差が無いが，短粒種籾についてはロール籾すり機の方が高い。胴割れ率は３品種ともインペラ籾すり機の方が低かったが，砕米率は３品種ともロール籾すり機の方が低かった。したがって，短粒種には総合的にロール籾すり機が適している。長粒種では，砕米率を少なく籾すりを行うにはロール籾すり機の方が適していると考えられる。