Zong Yixiang、Wan Fangxin、Pu Jun、Huang Xiaopeng
要約：機械モデルバイオマス造粒、造粒、成形、圧縮成形プロセスと三つの側面の微視的機構を成形からそれぞれバイオマスペレットの形成メカニズムに関する国内および国際的な研究の現状が、記載されており、それはバイオマスのペレットの成形を指摘しましたメカニズムの研究方向。
主にわら、薪、加工及び林業残渣、都市固形廃棄物、動物性肥料とエネルギー作物を含むバイオマス原料は、アプリケーションは、バイオマスエネルギー、飼料、肥料、下水処理、粉末冶金、燃料電池、及び紙に関する複数のフィールド[1].
バイオマス造粒成形技術は、より低い密度の様々なタイプのバイオマス材料を加圧することによってより緻密な粒子に圧縮する [2- 4]スクリュー押出成形機、ラムピストン、主な研究方向バイオマス造粒成形技術、湿式成形、圧縮成形、及び主成形炭化プロセスを形成するものとして現時点で、国内および成形プロセス及び成形装置機械プレスロール成形機は、成形装置は、ダイ、フラットダイ押出成形機を造粒リングに分割される、成形装置に広く使用され、螺旋機は、現在の成形プロセス及び成形装置を研究著しい進歩を遂げれますしかし、バイオマスペレットの形成機構の研究は十分に深さではありません。バイオマス造粒形成メカニズムは、研究材料成形技術の学生が開発してペレット成形プロセスをバイオマスできる造粒、成形装置設計の重要な部分でありますそして最適化は理論的根拠を提供する。
1バイオマス造粒成形機構の研究状況
現在、バイオマス造粒成形のメカニズムの研究は、主に造粒成形力学モデル、造粒成形圧縮工程、微視的成形機構の3つの側面に焦点を当てている。
1.1造粒成形力学モデルの研究状況
Holmら [5- 7]、木粉押出リングダイ穴の力学モデルにおいて確立力推定力学モデルと機械モデルを押すと、それによって、ポアソン比、摩擦係数とを解くこと、改善され、互いに力に予め結合されました問題を特定するのが難しい。 [8]芝生粒子は、試験および分析のための原材料として使用され、圧縮力の大きさに対する材料の初期密度および圧縮度の影響が得られた（Rolfe et al。 [9]押出力は、リングダイの回転速度に反比例することが提案されている（Adapa et al。 [10]同じ醸造条件下で、乾燥バレリアンと脱水バレリアンとの間の粒子品質コントラスト試験を行い、アルファルファ顆粒の硬度モデルを確立した。
Cao Kangら [11]押出顆粒化のプロセスは、供給ゾーン、変形ゾーン、押出ゾーン、および押出ゾーンの応力状態の機械的分析に分けられる。 [12]造粒プロセスシミュレーション実験は、粒径の異なるアルファルファ粉を用いて行い、押出力と粉粒体の粒度と密度の数学的モデルを確立した（Huang Xiaopeng et al。 [13]直交実験設計を使用して、造粒密度、押出力、および材料含水量の数学的モデルを確立した。 [14]電気計測技術を用いて、半径方向の力と圧縮密度、初期密度と圧縮速度の変化が密接に関連しているという結論を得た。 [15]ダイシリンダー内の材料の力を解析し、材料と圧力の関係を求め、軸応力と半径応力の関係を解析した。Shi Shuijuan et al。 [16]押出機構モデルを確立し、有限要素ソフトウェアを用いてリングモードを解析し、軸モード、周方向応力、変位の関係を求めた。 [17]有限要素ソフトウェアを使用して、リングモールド穴の静的解析を行い、リングモールド穴の軸応力と変形の分布則を求めた。リングモールド穴のテーパ角度が軸応力に与える影響を調べた。 [18]成形プロセスとメカニズムを解析することにより、リングモデルの機械的モデルとトルクモデルを確立し、リングモデルの応力に対する材料特性と構造パラメータの影響を解析した。
1.2造粒成形圧縮プロセスの研究状況
Rehkuglarら [19]レオロジー力学モデルを使用して、成形プロセスにおける材料の変化を分析した（Bock et al。 [20]レオロジー式グラス材料は、圧縮応力試験結果、草材料圧縮処理した。圧縮成形の効果は、前記圧力、水分含有量及び粒子サイズ特性を充填大きいバイオマス粒子、レオロジー特性、及び圧縮特性であります主な影響要因 [21]Bockら [22]造粒工程において見出さ草粒子、物理的な力は、食事粒子との間に接続されている粒子の質量を決定します。
Yang Mingzhengら [23]わら材料のレオロジー特性に検討した。Zhongqi新、 [24]粒子の品質に影響を与える要因の延伸時に材料中の粒子の圧縮相互作用との関係を分析することによって。魏、白 [25]ストローは、よりターゲットを絞った研究圧縮処理のために、成形特性曲線は、4つのセクションに分割され、そして、緩い圧縮遷移位相の数学的モデル、圧縮成形シミュレーション粒子。李Yongkui等 [26]個別要素法トウモロコシ茎の粉末プレス成形工程のアプリケーションは、離散要素モデルトウモロコシ茎圧粉体成形工程を確立するために、シミュレートした。ドンYuping等 [27]圧縮処理の塑性力学モデル、および原料株を形成する時の内部応力を明らかに押出成形プロセスの有限要素解析ソフトウェアシミュレーション、押出プロセスのばらつきで得られた材料の力学の理論からプロセスの変更。高い評価 [28]原料を成形する時の温度場の分布を得るために、有限要素シミュレーションを成形時の温度場。シェンShuyun [29]物理的な複数のフィールドに連結されたリングダイを解析する有限要素ソフトウェアは、リング型の分布は、全体的な応力 - ひずみおよび温度分布を得ることができます。
1.3微細成形機構の研究状況
Lindleyら [30]内部成形物の凝集力及び接着剤の種類は、以下の5つのカテゴリーに分けられる：①固体粒状ブリッジまたはブリッジ;非凝集②自由に移動するように作用する結合剤;液体の③移動自在表面張力と毛細管圧力;④粒子間分子引力又は静電引力;⑤これら接着剤のこれらのタイプの原料燃焼特性等Kaliyan内部タイプの形成メカニズムを説明するために使用することができる固体粒子間の充填又は嵌合。 [31]これは、固体粒子間の結合モードは、主に天然の結合剤（セルロース、タンパク質）を架橋することによって形成されることを見出しました。
郭カン権など [32]粒子関係2つの成形条件の平均粒径を得るために、2つの成形条件の平均粒径の異なる粒子で測定し、顕微鏡で観察し、粒子間の結合型、マイクロ粒子結合モデルの確立。インド状徐 [33]前と比較三ストロー圧縮、結合モードを成形して得られた微粒子ストロー提案最適圧縮条件。Tianxiaoユーら後の微細構造の変化によって [34]わら粒子の微細構造は、異なる成形条件、微細構造および成形条件との間の関係の分析で観察した、研究は、粒子の形態のストロー粒子の組み合わせは、主に機械的なモザイク、天然系接着剤接合示す。Huoliリーら [35]異なる材料を比較することにより、材料の形態および粒子に結合した形態の異なる段階、バイオマス燃料の層状圧縮の形成機構の微小粒子は中心層、遷移層及び表面圧縮に分けることができ得る。Xingxian 6月ら [36]成形工程におけるバイオマス粒子のモルフォロジーの観察研究、供給ゾーンを探索するフラットダイ成形機、結合した形態、圧縮領域、ゾーンを構成する粒子の小球間のニップ。チージンら [37]物理的形態の結合のマイクロ殻粒子形成機構、研究は、物理的に結合した生籾殻のメインフォームとの間に「ベール」ことを示している。Shengkuiチュアンら [38]巨視的視点から、粒子の物理的特性に及ぼす成形条件の影響を分析し、微視的視点から粒子の質と粒子特性、生化学的特性および潜在的特性との関係を解析した。 [39]バイオマスの機械的接触がプラテンローラと正圧面ベベル原料間の数学的関係を決定するために、幾何学的モデルを確立し、電気エネルギー及び微視的機構の分子機構の顕微鏡分析は、それが圧縮温度の圧縮成形方法が開示されていますそしてバイオマス形成燃料のエネルギーと密度の増加の理由の重要性。
2バイオマス造粒装置の研究と展望
研究状況から、バイオマスのペレットの形成メカニズムに関する研究は、機械的モデル、数学モデルとリング型の機械的特性に対するトルクモデルの数の確立の研究における大きな進歩を遂げ、圧縮プロセスの研究では、約材料およびレオロジー特性の機械的特性は大きな進歩を遂げてきた研究;微小形成の研究機構は、微小粒子および粒子構造を形成する異なる材料間の結合様式を明らかにし、最初にマクロからマイクロモールドへの移行を確立メカニズム：これらの研究結果は、バイオマス造粒プロセスの定式化と成形装置の最適化の理論的根拠を提供するものであり、今後、以下の点について深く検討すべきである。
微粒子（1）使用される材料を成形する造粒は、ほとんどの非連続的な媒体、非連続力学のバイオマス粒子の機械的分析に適用される非連続メディアの現在の理論的研究では、より完全にするために、十分な深さではありません造粒プロセスにおける材料の機械的特性を明らかにするために、不連続媒体の機械的理論を完成させるべきである。
（2）多くの研究、及び押出力学モデルの数の確立をペレット化機械モデルバイオマスを成形するため、これらの力学モデルは、使用される造粒成形材料に単一の材料及び特定の圧縮状態で内蔵されています様々な、その圧縮成形条件は大きな差がある、より広範な適応性押出材料力学と数学モデルを確立することが必要です。
（3）試験の圧縮成形中に存在するバイオマスを造粒して、単一の物理場は、により造粒、成形プロセスの複雑さ、変動とに等圧力および温度フィールド、または速度など、シミュレートされます系統的なので、総合的造粒成形工程の材料の変更を反映することができないだけで、単一の物理界解析を行い、マルチフィジックス連成解析分野の必要性は。第二に、バイオマス圧縮処理の研究はレオロジーに焦点を当てました学術的特性と機械的特性の観点から、圧縮プロセスにおける粒子特性、生化学的特性、および電気的特性についての深い研究が必要である。
（4）顕微鏡は、単にと組み合わせていくつかの定性分析を定性・定量分析を行い、粒子間の結合の形で、前とその内部構造の圧縮態様後バイオマス粒子の機構主に粒状バイオマス微視的特徴付けを形成しますより包括的なを形成する微小機構を解釈することができるように、合成マクロおよびマイクロペレット品質の粒子に結合した形の粒子間の形態および微細構造の効果を調査することがより助長されています。
（5）物理レベルに焦点を当てた造粒バイオマスの形成メカニズムの研究、粒子間の化学結合方法の検討プロセスを形成し、材料の化学組成を変更するには、まだ始まったばかりである。造粒成形のメカニズムをより明確に理解するために物理学と化学の融合には、造粒技術に関する深い研究が必要です。
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