工藝過程與試驗

   平模（mó）機加工生物質（zhì）顆粒基本工藝過程如圖3所示，生物質原料經過破碎和粉碎（suì）後進入幹燥（zào）環節。水分（fèn）合適的物料經混合調質後進（jìn）入平模機製粒。從製粒機出來的顆粒經過冷卻和篩分，得到成品，然後包裝或者散裝出廠（chǎng）。

生物質燃料製粒工藝
    生物質製粒的基本工藝步驟（zhòu）大體類似，然而由於原料的物性不同、成型機（jī）的工作原理不同，具（jù）體的工藝過程還是有所區（qū）別（bié），對平模機製粒的關鍵工藝（yì）步驟具體（tǐ）介（jiè）紹如下：

    粉碎環節,平模機製粒時，原料粒徑越小，粒子之間越容易互相充填（tián）、嵌合，因此製粒機的單位產量平均能耗就越小（xiǎo），平模和壓輥等易損件的磨損速度也較慢，製成顆粒的抗滲水性和硬度等指標也越高（gāo），然而一味追（zhuī）求（qiú）粒徑的減小會使粉碎環節的能（néng）耗驟升，因此應當在滿足平模製粒（lì）機加工要求的前提下，使粒徑盡量大些。事實上，能夠壓製大粒徑的原料（liào）是平模機的優勢之一，一般（bān）對作物秸稈等原料，其最大顆粒外形尺寸要求小於2×2×30mm，而對於木質原料，則要求更（gèng）嚴格一些。

    幹（gàn）燥環節,幹燥的主要目的是調節原料的含水率（lǜ），使其穩定均一，適合製粒機加工（gōng），在製粒成型過程中，合適的水分一方（fāng）麵能夠傳（chuán）遞壓（yā）輥的壓力，另一方麵能起到潤滑劑的（de）作用，輔（fǔ）助粒子互相填充，從而促進原料成型。但是含水率（lǜ）過大時，水分容（róng）易在顆粒之間形成（chéng）隔離層，使得（dé）層間無法緊（jǐn）密結合，擠出的顆粒（lì）容易膨脹散開，不能成型，因此（cǐ）控製（zhì）合（hé）適的（de）原料含水率在加工過程中尤（yóu）為重要。一般從自然界中收集的生物質原料含水率大部分分布在20-40%之間，高的能達到55%，平模製粒機加工生物質原（yuán）料時，要求原料的水分在10-14%之間，當加工玉（yù）米秸稈一類含（hán）糖較多的原料時含水量可允許稍高。常規的幹燥工藝一般用帶式幹燥器、滾筒幹燥器、廂式幹燥器（qì）等設備進行（háng），然而（ér）不得不承認這一環節會耗費掉可觀的能（néng）量。筆者認為，如今太陽能幹燥技術（shù）已較為成（chéng）熟，完全可以用太陽（yáng）能溫室配備以翻拋設（shè）備對生物質原料進行除濕，一般生物質原料的（de）幹燥，要求溫度水平較低，大約在40－70℃之間，這正好與太陽能利用領（lǐng）域中的低溫利用相適（shì）應，與傳統幹燥工藝相比，可以大量節（jiē）省（shěng）常規能源，降低固定（dìng）投資，經濟效益顯著。

    製粒（lì）環節，幹燥（zào）好的物料進入製粒環節，可以（yǐ）不用調質處理，直接加工。有條件的（de）生產廠家可（kě）選配自動（dòng）控製係統和模輥自動調隙（xì）裝置。自動控製係統根據（jù）主機電流的變化調節喂料電機的變頻器（qì），從而實時調節喂料量，這（zhè）能有效的避免堵機現象的發生。模（mó）輥自動調（diào）隙裝置能采集模輥間隙數據，通過反饋、對比來控製液壓係統（tǒng），使間（jiān）隙與設定值相一致，並能在生產（chǎn）過程中隨時變化。一般而言，啟動（dòng）階段，磨輥間隙應當盡量小些，這可（kě）以減小啟（qǐ）動力矩，降低電機負荷（hé）。進入穩態工作後，磨（mó）輥間（jiān）隙應當稍大，這可（kě）以增大壓（yā）縮行程（chéng），得到堅（jiān）硬光滑的顆粒。可以將間隙隨時間變化的設置輸入控製係統，啟（qǐ）動後，機器可以自動調節模輥間隙。壓輥和平模都是易磨（mó）損件，需要定期更換，壓輥的服役期可以稍長一點，但最好能夠和平模一起更換。一般，平模可以（yǐ）工作800-2000小時不等，這要視零件的材質和加工工藝而定。

    利用以（yǐ）上工藝，2007年6月-8月，我們對中（zhōng）國農業（yè）機械化科學研究院畜禽機械研究所研製的PM60型平模製粒機進行了性能考核試驗。其中部分試驗數據如下：

表1 PM60型平模製（zhì）粒機加工生物質（zhì）顆粒試驗數據

    由試驗結果知，PM60型平模製粒（lì）機適合加工鋸末、鋸末秸稈混合料等生物質（zhì）原料，成型率在93%以上，噸電耗（hào）在55千瓦時以下，小時生產能力在800kg-900kg左右。 

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