2對比分析
2.1原料對比
2.1.1原料種類秸稈固體成型燃料與顆粒飼料均使用秸稈等生物質(zhì)作為主要原料。顆粒飼料一般利用農(nóng)作物秸稈作為原料。秸稈固體成型燃料的原料除了可以利用各類農(nóng)作物秸稈外，還有果樹剪枝、果殼、木屑等。
2.1.2原料成分和添加劑秸稈固體成型燃料通常原料較單一，一般不添加或添加少量添加劑。大多數(shù)秸稈原料中半纖維素和纖維素及木質(zhì)素的相對含量均較高，而且秸稈生物結(jié)構存在不均一性，即莖桿、葉、穗、鞘等各占一定比例，各部分的化學成分及纖維形態(tài)差異很大。秸稈存在大量灰分，且主要以硅酸鹽形式存在，無任何黏著力，且摩擦大，有腐蝕性，損耗模具，甚至堵塞�？�，降低生產(chǎn)率，且對機器設備損耗大，能耗高。研究顯示，目前沒有有利于成型的相關添加劑的研究，而是針對減少燃燒后的結(jié)渣以及減少對燃燒器的損壞問題等的研究，添加劑的成分有Ca0、Mg0、白云石、高嶺土、硅藻土等阱，但此類添加劑對成型無顯著影響。
飼料顆粒通常在原料中添加一些輔助配料，以增加顆粒飼料的營養(yǎng)成分。顆粒飼料中常添加蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、糖類等物質(zhì)。添加的成分中，天然蛋白質(zhì)在熱的作用下具有良好的可塑性，而且有增黏效果，所以蛋白質(zhì)含量高的原科生產(chǎn)出的顆粒質(zhì)量較好，如豆粕等；淀粉相對容重較大，且能在水和熱作用下發(fā)生糊化，具有較強的黏著力，易成型；脂肪對成型產(chǎn)量和質(zhì)量有明顯影響，添加1%～3%不僅可提高成型機的產(chǎn)量，還可降低模輥損耗；為增強適口性和提高飼料能量，通常在原料中還添加糖蜜，添加適量，可提高顆粒黏結(jié)效果。各添加劑對成型均具有促進作用。研究得出，影響顆粒飼料質(zhì)量的因素及所占比例分別是：配方40%，粉碎粒度20%，調(diào)質(zhì)20%，成型機規(guī)格15%，冷卻干燥5%�？梢�，飼料的配方是影響成型的主要因素。因此，顆粒飼料比秸稈固體成型燃料易成型，對模具磨損小。
2.1.3原料水分和粒度顆粒飼料中，為保證顆粒的質(zhì)量，水分含量要有一定限制，水分分原料本身含有和添加兩種。原料本身含有水分在12%～13%為宜，對高纖維高天然蛋白質(zhì)含量高的原料，所含水分不宜超過13%～14%。一般物料總水分為16%～18%為宜。而秸稈固體成型燃料一般要求原料含水率為10%-25%，與顆粒飼料對水分含量要求基本一致，但燃料對含水率的要求范圍較寬泛。顆粒飼料的含水量范圍小，物料的水分較均勻，成型效果更佳。秸稈粉碎粒度要求，飼料和然料的基本一致，一般生產(chǎn)直徑為8 mm的顆粒，粒度應<10 mm，且>6 mm的物料不超過20%。
秸稈固體成型燃料比飼料難成型，異同點分析見表2，主要是添加劑種類不同，飼料的添加劑均有利于成型。其次是含水率控制范圍不同，顆粒飼料水分控制較嚴格，而成型燃料水分要求較寬泛，物料水分的不均勻性導致固體成型燃料成型效果不如顆粒飼料。
表2生物質(zhì)燃料飼料的對比分析
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項目 |
秸稈固體成型燃料 |
顆粒飼料 |
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原料種類 |
農(nóng)作物秸稈、果樹剪枝、果殼、木屑等 |
各類農(nóng)作物秸稈 |
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添加劑 |
種類 |
CaO、MgO、白云石、高嶺土、硅藻土等 |
蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪、糖類等 |
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作用 |
有助于燃燒，紡織結(jié)渣等 |
添加牲畜所需的營養(yǎng)成分，改善牲口的適口性 |
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對成型影響 |
影響不顯著 |
有利于成型 |
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原料含水率/% |
10～25 |
16～18 |
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原料粒度/mm |
0～10 |
0～10 |
2.2工藝過程對比
秸稈固體成型燃料和顆粒飼料工藝路線如圖1和圖2所示。二者工藝流程有一定差別，顆粒飼料的加工工藝較秸稈固體成型燃料復雜，增加了去雜、混合、調(diào)質(zhì)和外涂等工序。
2.2.1原料準備工序顆粒飼料生產(chǎn)的原料準備工序一般有去大雜、鐵雜的過程。而目前生產(chǎn)生物質(zhì)成型燃料沒有去雜工序，原料的狀況很復雜，容易混雜土塊、碎石子、鐵屑等影響設備生產(chǎn)。
2.2.2粉碎粉碎工序燃料與飼料的要求大致相同。此工序直接影響物料粒度的大小，一般情況下，原料粉碎度越細，成型質(zhì)量越高，但能耗也越大。由于粉碎粒度粗的原料表面積小，熱和水分的傳遞速度較幔，有時還會發(fā)生成型的顆粒尚未擠出�？拙褪チ怂苄宰冃阅芰Γ詈蠖滤涝跈M孔中，粉碎粒度過粗，成型后較易破碎，穩(wěn)定性較差，同時，還會在接觸部件上產(chǎn)生研磨作用，增大摩擦力，增大能耗，降低產(chǎn)量，無論是生產(chǎn)秸稈固體成型燃料還是顆粒飼料，粉碎粒度的大小直接影響成型的好壞及模具的壽命和能耗，此工序是工藝過程中不可缺省的一部分。
2.2.3混合顆粒飼料中，為保證產(chǎn)品的營養(yǎng)紐分含量和均勻性，配料精度與混合均勻度要求比較高，使用專門的棍合設備混合，物料更均勻。而生產(chǎn)秸稈固體成型燃料粉碎后即進行壓制，沒有專用混臺設備，混合工序要求不嚴格，物料均勻性差，且物料粒度有可能大小不一。
2.2.4調(diào)制與調(diào)漫飼料工藝中調(diào)質(zhì)效果對成型工藝的影響顯得尤為重要。調(diào)質(zhì)是為成型做準備的過程，是對飼料進行水熱處理，該過程使淀粉糊化、蛋白質(zhì)變性、飼料軟化，既提高壓制顆粒的質(zhì)量和效果，又提高飼料的營養(yǎng)價值，改善飼料的適口性及其消化吸收率。經(jīng)濕熱處理，物料的組織結(jié)構也發(fā)生了變化，使其流動性好，有利于成型，調(diào)質(zhì)軟化了飼料，減少磨擦生熱和模輥磨損，節(jié)約電耗，同時降低了顆粒飼料破碎率，提高顆粒質(zhì)量和設備生產(chǎn)率，減少維修費用等。實驗表明，在適宣調(diào)質(zhì)條件下，用蒸汽調(diào)質(zhì)比不用蒸汽生產(chǎn)率提高1倍以上，降低電耗23%左右，大大降低了生產(chǎn)成本。而秸稈固體成型燃料一般沒有調(diào)制工藝，僅通過螺旋輸送機將物料輸送到成型機，這一過程只有一定攪拌作用，沒有改變原料特性。為了保持壓制過程中含水率的范圍，有些秸稈固體成型燃料在輸送過程中增加調(diào)濕工序，達到原料成型的適宜水分。
2.2.5成型秸稈壓縮主要利用環(huán)模式
顆粒機，其主要原理是工作時，原料在配料倉內(nèi)加入粘結(jié)劑，并由配科倉內(nèi)的抄板進行攪拌混合，調(diào)質(zhì)處理，隨后螺旋供料器將物料喂入壓粒器 制粒。在顆粒機壓粒器內(nèi)，勻料板將調(diào)質(zhì)好的物料均勻地分配到模、輥之間。環(huán)模由電機帶動回轉(zhuǎn)，安裝于環(huán)模內(nèi)的壓輥（一般扣3只）由壓模通過模輥間的物料及其間的摩擦力使壓輥自轉(zhuǎn)不公轉(zhuǎn)，由于模、輥的旋轉(zhuǎn)，將模、輥間的物辯鉗入、擠壓，最后成條柱狀從模孔中被連續(xù)擠出來，再由安裝在壓模外面的固定切刀切成一定長度的顆粒燃料，其結(jié)構原理如圖3所示。環(huán)模式成型機目前大多用于生產(chǎn)飼料顆粒，一些燃料廠直接利用飼料成型設備生產(chǎn)秸稈固體成型燃料，工作中出現(xiàn)了關鍵部件磨損快、易堵塞、生產(chǎn)不連續(xù)等問題。原因是秸稈固體成型燃料生產(chǎn)工況條件差，含有許多雜質(zhì)，灰塵大，生產(chǎn)工藝簡易，對成型機的損耗大，能量消耗高，生產(chǎn)率下降，環(huán)模和壓輥易損。顆粒飼料成型設備不可直接生產(chǎn)秸稈固體成型燃料，為縮短生物質(zhì)固體燃料成型設備的研究周期，可以借鑒顆粒飼料設備的基本原理，根據(jù)秸稈固體成型燃
料基本特性與工況要求改進并設計出合理的生產(chǎn)工藝及設備，滿足秸稈固體成型燃料生產(chǎn)要求。
2.2.6外涂生產(chǎn)高能飼料一般采用外涂的方式，一些動物在脂肪中獲取必要的脂肪酸，將這些脂肪油在成型前加入飼料顯然是不恰當?shù)�，為保證其營養(yǎng)，均在成型后顆粒表面涂上一層，以利于脂肪酸的吸收。外涂使飼料顆粒表面更加光滑而富有光澤性，不易掉渣。秸稈固體成型燃料無需外涂工序。
二者工藝的異同點，如表3所示。顆粒飼料的混合、調(diào)質(zhì)和外涂工藝過程均有利于顆粒的成型，且降低了對成型機的磨損，保證模輥的正常使用壽命，這些都是秸稈固體成型燃料生產(chǎn)工藝不具備的，增加了對秸稈固體成型燃料生產(chǎn)設備的耐磨損性要求。
三門峽富通新能源生產(chǎn)顆粒機、飼料顆粒機、
秸稈顆粒機、秸稈壓塊機等生物質(zhì)燃料飼料成型機械設備。
