淺析由制粒設(shè)備造成顆粒不成型的關(guān)鍵點(diǎn)

       [壓輥環(huán)模 新聞資訊]生物質(zhì)通過(guò)預(yù)處理和顆粒機(jī)壓制加工成密度較高的圓柱形顆粒，既可以用作飼料，也可以用作燃料。生物質(zhì)顆粒成型的過(guò)程，受到了原料成分、原料粒度、原料濕度、成型溫度、物料層厚、設(shè)備擠壓速度、擠壓強(qiáng)度及成型型孔參數(shù)、人工操作等多方面影響。

      有國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)顆粒壓縮成型的影響參數(shù)進(jìn)行過(guò)大量的試驗(yàn)研究，對(duì)于各參數(shù)的最優(yōu)選擇并不一致，因?yàn)槠湓戏N類很多，壓縮時(shí)采用的方法也不盡相同。今天我們著重來(lái)淺析由制粒設(shè)備造成顆粒不成型的關(guān)鍵點(diǎn)，具體包括以下幾個(gè)方面：

      制粒設(shè)備擠壓速度

      擠壓速度直接影響著物料在顆粒機(jī)環(huán)模模孔中的停留時(shí)間。

      物料在環(huán)模?？字型Ａ魰r(shí)間對(duì)成型質(zhì)量有很大的影響，當(dāng)物料在?？字惺軘D壓的時(shí)間較短，單位產(chǎn)量消耗的功率就較少，但易造成生產(chǎn)顆粒壓實(shí)度不夠；而物料在?？字型Ａ魰r(shí)間越長(zhǎng)，受擠壓的時(shí)間就越長(zhǎng)，顆粒的組織就越致密，顆粒質(zhì)量就得到提高，但相對(duì)的單位能耗也上升了；當(dāng)物料在?？字型Ａ魰r(shí)間過(guò)長(zhǎng)，壓縮過(guò)于致密造成摩擦加劇，移動(dòng)困難，相應(yīng)也會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱導(dǎo)致的顆粒炭化甚至?？妆粔簩?shí)而停機(jī)停產(chǎn)。

      制粒設(shè)備擠壓強(qiáng)度

      擠壓強(qiáng)度即物料所受到的物理擠壓力，這是顆粒致密程度的主要因素。

      只有在較高的擠壓強(qiáng)度下，才能使得原料中的部分生物質(zhì)發(fā)生軟化，并且在較高的擠壓強(qiáng)度下產(chǎn)生的摩擦熱也促進(jìn)了原料中部分成分的塑化及粘合作用，從而使得顆粒膠合成型。

      當(dāng)擠壓強(qiáng)度不足時(shí)，原料得不到有效擠壓，顆粒不能成型；而擠壓強(qiáng)度過(guò)大又會(huì)加劇模具的磨損，不利于成本的控制。

      模具成型型孔參數(shù)

      模具成型型孔參數(shù)是一個(gè)綜合因素，壓縮比、孔徑、孔壁粗糙度、減壓孔的直徑和深度以及維護(hù)使用狀況等，受到原料成分、原料粒度、擠壓速度、擠壓強(qiáng)度等多方面的制約，又反過(guò)來(lái)影響著這些因素，綜合影響顆粒成型的過(guò)程。

      如型孔參數(shù)中的壓縮比，較大的壓縮比提高了擠壓強(qiáng)度，降低了擠壓速度，對(duì)于原料顆粒質(zhì)量因子較低的物料有促進(jìn)作用；型孔參數(shù)中的入口形式則影響著原料進(jìn)入到型孔的數(shù)量及速度，并影響著物料層厚的變化。

      國(guó)內(nèi)壓縮成型用的模具多為圓柱體模具，使用錐形模和矩形模進(jìn)行壓縮的相對(duì)較少。錐形模具的尺寸，如模具的錐度、長(zhǎng)度和入口直徑都是影響壓縮質(zhì)量的主要因素，因?yàn)槠淠芤鹞锪蠅嚎s過(guò)程中摩擦力和壓縮能的變化。

      有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在用錐形模具壓縮成型時(shí)，模具的錐度對(duì)壓縮時(shí)物料的流動(dòng)性有影響，模具錐角過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響壓縮質(zhì)量。我們應(yīng)針對(duì)不同的原料，對(duì)制粒設(shè)備成型孔成型參數(shù)進(jìn)行調(diào)整及優(yōu)化，能有效地提高顆粒質(zhì)量及產(chǎn)量，利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)利潤(rùn)擴(kuò)大化。

      維護(hù)使用狀況

      生物質(zhì)環(huán)模顆粒機(jī)工作時(shí)，壓輥通過(guò)摩擦力和擠壓力將物料擠進(jìn)環(huán)?？?，所以環(huán)模的維護(hù)使用狀況也會(huì)影響顆粒質(zhì)量，如出現(xiàn)環(huán)模的工作面不均勻的磨損、過(guò)多的蜂窩孔、有效厚度降低和?？變?nèi)表面出現(xiàn)斑點(diǎn)或刻痕等這些情況后，顆粒質(zhì)量將會(huì)明顯下降。  

      環(huán)模不同磨損位置起主導(dǎo)作用的磨損機(jī)制也不盡相同：環(huán)?？妆谀p十分嚴(yán)重，是以微切削作用為主的磨粒磨損和疲勞磨損的交互作用；環(huán)?？兹肟谔幰阅チＤp為主，出口處則以疲勞磨損為主，從環(huán)?？兹肟谔幍匠隹谔幍哪p量以指數(shù)形式遞減，磨損則由以磨粒磨損為主向以疲勞磨損為主過(guò)渡。
工作環(huán)境的惡劣是加劇壓輥磨損的主要原因：

      ?壓輥在環(huán)模內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)與喂人物料摩擦生熱，溫度達(dá)200℃以上會(huì)導(dǎo)致壓輥材料變脆；

      ?原料收集過(guò)程中帶入的砂石、鐵屑等硬雜質(zhì)物易造成壓輥表面的硬磨料磨損；

      ?除了物料中含有的雜質(zhì)、硅酸鹽成分和水分等中國(guó)農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)容易加速摩擦、磨損和腐蝕的物質(zhì)之外，由于物料的不均勻分布，使得壓輥進(jìn)料側(cè)壓面相比其他位置的表面磨損多出近40％。

      ?壓輥和環(huán)模的線速度基本相等，而直徑卻僅為環(huán)模內(nèi)徑的40％左右，故其外表面的磨損率約為環(huán)模內(nèi)表面的2.5倍。

      對(duì)生物質(zhì)顆粒壓縮成型的影響是多方面的，原料成分和濕度含量直接決定了制粒成型效果，對(duì)于濕度高的原料必須進(jìn)行降低水份含量的處理，否則不能成型制粒；制粒過(guò)程是一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的控制過(guò)程，溫度、層厚、人工操作都會(huì)有影響其制粒性能；而制粒設(shè)備更是一個(gè)復(fù)雜的綜合因素。