麥秸是我國的主要農(nóng)作物秸稈，也是一種可再生生物資源，每年生產(chǎn)量約1.1億t，占秸稈總量的15%左右。江蘇省每年產(chǎn)麥秸約1 000萬t，占秸稈總量的25%左右。由于麥秸的綜合利用率較低，加之收集用工量大，因此在我國北方主要是直接還田作肥，在稻麥輪作區(qū)除一部分用于還田作肥外，其余被焚燒或丟棄在田頭、路上和塘邊，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。近年來，江蘇省引進(jìn)了一批平模和環(huán)模型秸稈壓塊機(jī)，為使秸稈制塊后方便運(yùn)輸及存放，從而擴(kuò)大秸稈在燃料、肥料、飼料和工業(yè)原料方面的應(yīng)用，提高秸稈的價(jià)值和農(nóng)民收集積極性。但從實(shí)踐來看，引進(jìn)機(jī)型對(duì)麥秸制塊連續(xù)作業(yè)的效果不太理想，容易出現(xiàn)松散與堵模現(xiàn)象。因此，必須開展麥秸制塊的研究，分析影響制塊作業(yè)的主要因素，為機(jī)具的改進(jìn)和技術(shù)的完善提供依據(jù)。2009年，鎮(zhèn)江市農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)推廣站引進(jìn)了河南省富通新能源科技有限公司生產(chǎn)的JMX-5型生物質(zhì)成型機(jī)，開展了平模機(jī)麥秸制塊應(yīng)用型試驗(yàn)研究，進(jìn)行了不同含水率條件下的壓縮試驗(yàn)，測定了秸稈塊的成型率、密度、含水率和粒度，分析了影響麥秸制塊的主要因素，只有在調(diào)整好各影響因素的情況下才能連續(xù)制塊。
1、影響平模機(jī)麥秸制塊因素的初步分析
2009年，我們對(duì)引進(jìn)的壓塊機(jī)配套9RC-50型秸稈揉搓機(jī)，進(jìn)行了多次麥秸制塊試驗(yàn)和觀察，包括與生產(chǎn)廠領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員共同進(jìn)行試驗(yàn)，作業(yè)均不穩(wěn)定。主要表現(xiàn)為：當(dāng)麥秸含水率較高時(shí)不易成型，當(dāng)含水率較低時(shí)模孔易堵塞；物料長時(shí)不易成型且效率較低，物料短時(shí)易成型且效率較高；溫度適中時(shí)容易成型，過低或過高均不易成型。查閱有關(guān)研究表明：“生物質(zhì)原料具有流動(dòng)性差、相互牽連力較大的特性，是成型喂入和壓縮的瓶頸。對(duì)于不同的原料、不同的含水率、不同的粒度，壓縮特性有很大的差異，并對(duì)成型過程和產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。”根據(jù)生物質(zhì)致密成型技術(shù)原理，我們對(duì)引進(jìn)樣機(jī)生產(chǎn)情況進(jìn)行初步分析認(rèn)為，影響麥秸稈制塊的主要因素是含水率、粒度和溫度。麥秸的含水率是影響平模機(jī)制塊的首要因素，當(dāng)水分過高時(shí)，秸稈塊出模時(shí)容易松散；但含水率太低，成型也很困難，容易出現(xiàn)堵模或散料從模孔中漏出現(xiàn)象，因此，該機(jī)麥秸稈制塊的物料適宜含水率需進(jìn)行試驗(yàn)研究。其次，生物質(zhì)制粒“粒度小的原料容易成型，粒度大的較難壓縮。”這僅僅是個(gè)定性分析，還不能定量。因此，在小麥秸稈制塊中，究竟原料的粒度細(xì)到什么程度，怎樣分級(jí)，各級(jí)粒度所占比例應(yīng)為多少等問題，國內(nèi)少有研究。再者，模內(nèi)溫度低于75℃時(shí)，秸稈不易壓制成塊，高于100℃后，物料的水分揮發(fā)較快，當(dāng)進(jìn)料含水率較低時(shí)會(huì)造成堵模，因此，需了解物料在制塊過程中的水分揮發(fā)情況，確定制塊物料的最佳含水率。
2平模機(jī)麥秸制塊的試驗(yàn)
2.1試驗(yàn)樣機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
試驗(yàn)機(jī)具為河南省富通新能源生產(chǎn)的生物燃料成型設(shè)備有限公司生嚴(yán)的JMX-5型生物質(zhì)成型機(jī)（平模機(jī)），說明書介紹：成品密度0.9～1.4g/m3，生產(chǎn)率0.5～1t/h，電動(dòng)機(jī)功率30 kW，制塊原料適宜含水率10%～30%。實(shí)測模盤高90 mm，模孔數(shù)30，模孔小徑33mm，大徑34 mm，輥輪為槽輪型，直徑170 mm，數(shù)量2個(gè)，輥輪與模口間隙1～1.5 mm可調(diào)，試驗(yàn)時(shí)調(diào)整為1mm。模盤外配置一個(gè)電熱圈，功率2 kW，可對(duì)模盤進(jìn)行預(yù)加熱，試驗(yàn)時(shí)預(yù)加熱至75℃，機(jī)具正常工作時(shí)模盤溫度達(dá)125℃。
2.2試驗(yàn)用麥秸稈處理
試驗(yàn)在某村進(jìn)行，試驗(yàn)用秸稈為當(dāng)年收小麥秸稈，用打捆機(jī)打捆后堆放在倉庫里。秸稈分別用秸稈揉搓機(jī)和秸稈粉碎機(jī)進(jìn)行揉搓和粉碎處理。揉搓機(jī)加工后秸稈較長，一般為10 cm以上，最長達(dá)到25 cm左右。粉碎機(jī)加工后秸稈成顆粒狀，麥稈莖、節(jié)均打碎，長度10 mm左右，寬3 mm左右。對(duì)兩種處理制塊試驗(yàn)后分析，揉搓機(jī)加工料制塊時(shí)工效低，且噴水后不能攪拌均勻，易出現(xiàn)堵塞情況；粉碎機(jī)加T料制塊效率高，且噴水拌料較均勻，便于掌握，因此采用粉碎料測定。在大雄料中多點(diǎn)取樣，按GB5262-85《農(nóng)業(yè)機(jī)械試驗(yàn)條件中測定方法的一般規(guī)定》中莖稈含水率測定方法測出秸稈平均含水率，測得試驗(yàn)用麥秸平均含水率為17.13%。根據(jù)試驗(yàn)要求，我們確定了從含水率26%開始試驗(yàn)，每次試驗(yàn)降低1%，直至堵模。每次試驗(yàn)秸稈用量20 kg，均勻堆放在塑料布上，用蘇州稼某家公司生產(chǎn)的3WBJ-16DZ型多功能靜電噴霧器噴水，事前測定了噴霧器單位時(shí)間的噴水量(14.176gts)，并根據(jù)原秸稈含水率、試驗(yàn)物料總質(zhì)量、需要達(dá)到的物料含水率和單位時(shí)間的噴水量確定噴水時(shí)間，用秒表控制時(shí)間對(duì)物料均勻噴霧均勻攪拌后即用。在物料含水率處理時(shí)機(jī)器不停。
2.3試驗(yàn)測定方法
試驗(yàn)主要測定該機(jī)在不同含水率麥秸條件下制塊的成型率、密度、含水率和粒度。由于目前國家對(duì)秸稈塊成型標(biāo)準(zhǔn)尚無明確的規(guī)定，本測定引用北京市地方標(biāo)準(zhǔn)DBllfl'541-2008《生物質(zhì)成型燃料》中長度大于三倍直徑為合格的標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算出產(chǎn)品的成型率。秸稈塊的密度測定方法參照上法中量筒測定生物質(zhì)燃料密度的方法測定。秸稈塊的含水率測定方法，是在物料出模達(dá)到規(guī)定長度時(shí)折斷并迅速封入小樣塑料袋，測定其質(zhì)量，粉碎到一定粒度后用秸稈含水率測定方法測定，計(jì)算出出模時(shí)秸稈塊的含水率。粒度測定方法為將秸稈塊浸泡在水中自然溶化，用細(xì)紗布濾去水分，按秸稈含水率測定方法烘干，用60目、30目和16目分級(jí)篩篩分，測定出各級(jí)所占比例。由于該機(jī)設(shè)有溫顯裝置，機(jī)具溫度對(duì)制塊作業(yè)質(zhì)量的影響主要靠觀察分析。
河南省富通新能源科技有限公司生產(chǎn)秸稈壓塊機(jī)、木屑顆粒機(jī)、飼料顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料飼料成型機(jī)械設(shè)備。
