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生物质制粒成型机理研究与展望

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浏览:- 发布日期:2018-06-08 13:30:38【

    从研究现状来看,生物质制粒成型机理的研究取得了进展。在力学模型的研究方面,建立了若干个关于环模力学特性的数学模型和扭矩模型;在压缩过程的研究方面,关于物料机械特性及流变特性的研究均取得了很大的进展;在微观成型机理的研究方面,揭示了不同物料微观成型结构和颗粒粒子间的结合方式,初步建立了从宏观到微观的过渡成型机理。这些研究成果为生物质制粒成型的工艺制定及成型设备的优化提供了理论依据。今后,应对以下几个方面进行深人研究。

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    (1)制粒成型中所用的物料大多属于非连续介质的粉粒体,非连续介质力学适用于生物质颗粒的力学分析。目前对非连续介质的理论研究还不够深人,为了更加全面地揭示制粒过程中物料的力学特性,应完善非连续介质的力学理论。

    (2)对生物质制粒成型力学模型进行了大量研究,并建立了许多挤压力学模型,但这些力学模型都是建立在单一物料和特定的压缩条件下。由于制粒成型中所用的物料多种多样,其成型压缩条件也存在着较大差异,因此需要建立适应性更加广泛的物料挤压力学模型和数学模型。

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    (3)目前在生物质制粒成型压缩过程的研究中,只是对单一的物理场进行了数值模拟,如压力场、温度场或速度场等。由于制粒成型过程具有复杂性、多变性和系统性,因此仅做单一的物理场分析还不能全面地反映制粒成型过程中的物料变化规律,需要对物理场进行多场耦合分析。其次,对生物质压缩过程的研究主要集中在流变学特性和力学特性等方面,对压缩过程中的粒子特性、生化特性和电学特性还需要进行深人的研究。

    (4)生物质制粒微观成型机理的研究主要集中在对生物质颗粒压缩前后其内部结构的微观表征方面,对颗粒间的结合形式只是做了一些定性分析。将定性与定量分析结合在一起才能够更加全面地诠释微观成型机理,将宏观与微观相结合才更有利于探索颗粒微观结构形貌及颗粒间结合形式对制粒质量的影响。

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    (5)对生物质制粒成型机理的研究主要集中在物理层面,对成型过程中物料化学成分的变化及粒子之间化学结合方式的研究还处于起步阶段。为了更加清晰地了解制粒成型机理,需要将物理与化学相结合对制粒成型技术进行深人研究。