1、木質(zhì)纖維的組成和制粒特性初步分析
木質(zhì)纖維主要包含：纖維素、半纖維素、木質(zhì)素。
纖維素：植物細(xì)胞壁的主要成分之一，它是由葡萄糖組成的線形高分子。纖維素的含量越高，說明植物的細(xì)胞機(jī)械組織越發(fā)達(dá)，顆粒成型就需要更大的壓力。纖維素的含量決定了常溫成型的難易程度。
半纖維素：是植物細(xì)胞壁中使纖維素和木質(zhì)素相互貫穿的多糖聚合物。
木質(zhì)素：植物細(xì)胞中一類復(fù)雜的芳香聚合物，它是纖維素的粘合劑，以增加植物體的機(jī)械強(qiáng)度，木質(zhì)素屬于非晶體，它沒有熔點(diǎn)但有軟化點(diǎn)，當(dāng)溫度達(dá)到70～110℃，開始軟化，粘合力增加，當(dāng)溫度達(dá)到200～300℃熔融l64l。
括號(hào)內(nèi)數(shù)據(jù)出自《生物質(zhì)顆粒燃料成型條件研究>，姜洋等，研究與實(shí)驗(yàn)。對(duì)于有些樹種含有其他特殊物質(zhì)積壓特性和對(duì)制粒的影響有待于進(jìn)一步研究。
2、木質(zhì)纖維的壓縮成型特性分析
影響木質(zhì)纖維成型的主要因素有：纖維成分含量、物料壓力（壓縮比）、物料顆粒大小、物料水分、制粒溫度110℃。
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顆粒機(jī)、
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通常木質(zhì)纖維壓縮成型分為兩個(gè)階段。第一階段，在壓縮初期，較低的壓力傳遞至木質(zhì)纖維顆粒中，使原先松散堆積的固體顆粒排列結(jié)構(gòu)開始改變，生物質(zhì)內(nèi)部空隙率減少。第二階段，當(dāng)壓力逐漸增大時(shí)，木質(zhì)纖維大顆粒在壓力作用下破裂，變成更加細(xì)小的粒子，并發(fā)生變形或塑性流動(dòng)，粒子開始充填空隙，粒子間更加緊密地接觸而互相嚙合，一部分殘余應(yīng)力貯存于成型塊內(nèi)部，使粒子間結(jié)合更牢固。
同時(shí)，在壓縮過程中，原料的體積會(huì)不斷減小。粒子在垂直于最大主應(yīng)力的平面上延展，面積增大，因此，在厚度上，即沿著最大主應(yīng)力的方向就必須變小變薄。
根據(jù)以上結(jié)論，可以得到粒子在受壓縮以后變形及結(jié)合的模型如下；
在垂直于最大主應(yīng)力的方向上，粒子向四周延展，相鄰粒子間以相互嚙合的形式結(jié)合；在沿著最大主應(yīng)力的方向上，粒子變薄，粒子層之間以相互貼合的形式結(jié)合。依照該結(jié)合模型，木質(zhì)材料壓縮成型中的一些現(xiàn)象可以得到合理解釋。倒如：棒狀成型燃料及顆粒成型燃料在進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試時(shí)，都可以看到，其徑向的拉伸強(qiáng)度比軸向大；而且，軸向的壓縮強(qiáng)度比拉伸強(qiáng)度大。這種力學(xué)特性可以認(rèn)為是來源于其徑向和軸向粒子結(jié)合形式不同。在半徑方向，粒子以相互嚙合的形式結(jié)合，要打破這種結(jié)合，一部分可能從粒子間的結(jié)合部分離，有一部分可能使粒子本身被破壞，這就需要較大的作用力。而在軸向，粒子以相互貼合形式結(jié)合，要打破這種結(jié)合，主要是從粒子的結(jié)合部分離，因而需要較小的作用力。
2.1壓力因素
物料壓縮成型過程和原料粒子垂直于最大主應(yīng)力方向（平面）的變形（延展）有密切關(guān)系。施加的壓力越大，物料的粒度越細(xì)，粒子的延展越顯著，成型物的結(jié)合越緊密，密度越大。其中壓縮過程中壓強(qiáng)與成型顆粒密度的關(guān)系近似滿足：
其中，P為壓強(qiáng)（壓力），MPa，A、b為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)（跟物料性質(zhì)有關(guān)），p為顆粒密度，kg/m3。
2.2物料顆粒大小
在壓縮成型的實(shí)驗(yàn)過程中，在相同的壓力作用下，原料的粒度越細(xì)，受壓時(shí)變形量越大，成型物結(jié)合越緊密，成型密度越大。
2.3物料水分因素
生物機(jī)體內(nèi)存在適量的結(jié)合水和自由水，它們具有潤(rùn)滑劑的作用，使粒子間的內(nèi)摩擦變小，流動(dòng)性增強(qiáng)，從而促進(jìn)粒子在壓力作用下滑動(dòng)而嵌合。當(dāng)生物質(zhì)原料的含水率過低時(shí)，粒子得不到充分延展，與四周粒子結(jié)合不夠緊密，所以不易成型；當(dāng)含水率過高時(shí)，粒子盡管在垂直于最大主應(yīng)力方向上能夠充分延展，粒子間能夠嚙合，但由于原料中較多的水分被擠出后，分布于粒子層之間，使得粒子層間不能緊密貼合，因而也不易成型。因此，木質(zhì)纖維在制粒時(shí)要保持適當(dāng)水分含量。
2.4制粒溫度因素
隨著溫度升高植物體中的木質(zhì)素開始軟化，可以起到粘結(jié)劑的作用。在100℃以下，隨著加熱溫度的增加，粒子逐漸軟化，變形容易，粒子的二向平均徑（表征顆粒成型密度的參數(shù)）隨溫度增加而增加。當(dāng)溫度超過木質(zhì)素的軟化溫度以上時(shí)，在高溫高壓下，植物材料的粉粒體特性逐漸接近流體的性質(zhì)，最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力之問的差值變小，粒子在垂直于最大主應(yīng)力方向上的變形（延展）受到阻礙，因此所測(cè)得的粒子二向平均徑反而減小。因此，木質(zhì)纖維在制粒時(shí)要要控制適當(dāng)?shù)臏囟取?br />
2.5纖維成分含量因素
不同的物料其纖維成分含有所區(qū)別，不同纖維含量的物料在相同壓力下壓縮成型，所消耗的能量和得到的顆粒密度存在差異，也就是說對(duì)于不同纖維含量的物料要得到較好的顆粒成型效果，就需要不同的壓力（不同的壓縮比）。
3、本章小結(jié)
(1)分析了木質(zhì)纖維的組成和制粒特性；
(2)對(duì)木質(zhì)纖維的壓縮成型特性分析；
(3)對(duì)影響木質(zhì)纖維成型的主要因素：纖維成分含量、物料壓力（壓縮比）、物料
顆粒大小、物料水分、制粒溫度進(jìn)行了分析；
(4)通過以上分析，對(duì)木質(zhì)纖維成型設(shè)備設(shè)計(jì)及研究提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
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