1、木质纤维的组成和制粒特性初步分析 木质纤维主要包含：纤维素、半纤维素、木质素。 纤维素：植物细胞壁的主要成分之一，它是由葡萄糖组成的线形高分子。纤维素的含量越高，说明植物的细胞机械组织越发达，颗粒成型就需要更大的压力。纤维素的含量决定了常温成型的难易程度。 半纤维素：是植物细胞壁中使纤维素和木质素相互贯穿的多糖聚合物。 木质素：植物细胞中一类复杂的芳香聚合物，它是纤维素的粘合剂，以增加植物体的机械强度，木质素属于非晶体，它没有熔点但有软化点，当温度达到70～110，开始软化，粘合力增加，当温度达到200～300熔融l64l。 括号内数据出自《生物质颗粒燃料成型条件研究>，姜洋等，研究与实验。对于有些树种含有其他特殊物质积压特性和对制粒的影响有待于进一步研究。 2、木质纤维的压缩成型特性分析 影响木质纤维成型的主要因素有：纤维成分含量、物料压力（压缩比）、物料颗粒大小、物料水分、制粒温度110。 河南省同创新能源销售生产的颗粒机、木屑颗粒机等专业压制木屑生物质颗粒燃料。 通常木质纤维压缩成型分为两个阶段。第一阶段，在压缩初期，较低的压力传递至木质纤维颗粒中，使原先松散堆积的固体颗粒排列结构开始改变，生物质内部空隙率减少。第二阶段，当压力逐渐增大时，木质纤维大颗粒在压力作用下破裂，变成更加细小的粒子，并发生变形或塑性流动，粒子开始充填空隙，粒子间更加紧密地接触而互相啮合，一部分残余应力贮存于成型块内部，使粒子间结合更牢固。 同时，在压缩过程中，原料的体积会不断减小。粒子在垂直于最大主应力的平面上延展，面积增大，因此，在厚度上，即沿着最大主应力的方向就必须变小变薄。 根据以上结论，可以得到粒子在受压缩以后变形及结合的模型如下； 在垂直于最大主应力的方向上，粒子向四周延展，相邻粒子间以相互啮合的形式结合；在沿着最大主应力的方向上，粒子变薄，粒子层之间以相互贴合的形式结合。依照该结合模型，木质材料压缩成型中的一些现象可以得到合理解释。倒如：棒状成型燃料及颗粒成型燃料在进行力学性能测试时，都可以看到，其径向的拉伸强度比轴向大；而且，轴向的压缩强度比拉伸强度大。这种力学特性可以认为是来源于其径向和轴向粒子结合形式不同。在半径方向，粒子以相互啮合的形式结合，要打破这种结合，一部分可能从粒子间的结合部分离，有一部分可能使粒子本身被破坏，这就需要较大的作用力。而在轴向，粒子以相互贴合形式结合，要打破这种结合，主要是从粒子的结合部分离，因而需要较小的作用力。 2.1压力因素 物料压缩成型过程和原料粒子垂直于最大主应力方向（平面）的变形（延展）有密切关系。施加的压力越大，物料的粒度越细，粒子的延展越显著，成型物的结合越紧密，密度越大。其中压缩过程中压强与成型颗粒密度的关系近似满足： 其中，P为压强（压力），MPa，A、b为经验参数（跟物料性质有关），p为颗粒密度，kg/m3。 2.2物料颗粒大小 在压缩成型的实验过程中，在相同的压力作用下，原料的粒度越细，受压时变形量越大，成型物结合越紧密，成型密度越大。 2.3物料水分因素 生物机体内存在适量的结合水和自由水，它们具有润滑剂的作用，使粒子间的内摩擦变小，流动性增强，从而促进粒子在压力作用下滑动而嵌合。当生物质原料的含水率过低时，粒子得不到充分延展，与四周粒子结合不够紧密，所以不易成型；当含水率过高时，粒子尽管在垂直于最大主应力方向上能够充分延展，粒子间能够啮合，但由于原料中较多的水分被挤出后，分布于粒子层之间，使得粒子层间不能紧密贴合，因而也不易成型。因此，木质纤维在制粒时要保持适当水分含量。 2.4制粒温度因素 随着温度升高植物体中的木质素开始软化，可以起到粘结剂的作用。在100以下，随着加热温度的增加，粒子逐渐软化，变形容易，粒子的二向平均径（表征颗粒成型密度的参数）随温度增加而增加。当温度超过木质素的软化温度以上时，在高温高压下，植物材料的粉粒体特性逐渐接近流体的性质，最大主应力和最小主应力之问的差值变小，粒子在垂直于最大主应力方向上的变形（延展）受到阻碍，因此所测得的粒子二向平均径反而减小。因此，木质纤维在制粒时要要控制适当的温度。 2.5纤维成分含量因素 不同的物料其纤维成分含有所区别，不同纤维含量的物料在相同压力下压缩成型，所消耗的能量和得到的颗粒密度存在差异，也就是说对于不同纤维含量的物料要得到较好的颗粒成型效果，就需要不同的压力（不同的压缩比）。 3、本章小结 (1)分析了木质纤维的组成和制粒特性； (2)对木质纤维的压缩成型特性分析； (3)对影响木质纤维成型的主要因素：纤维成分含量、物料压力（压缩比）、物料 颗粒大小、物料水分、制粒温度进行了分析； (4)通过以上分析，对木质纤维成型设备设计及研究提供数据基础。转载请注明：河南省同创新能源木屑颗粒机