Teoretyczne podstawy zagęszczania i prasowania materiałów sypkich pochodzenia roślinnego o cechach plastycznych

materiał sypki, zagęszczanie, prasowanie, warunek plastyczności

Procesy zagęszczania i prasowania materiałów roślinnych w stanie sypkim są wykorzystywane w produkcji granulatów i brykietów przeznaczonych do skarmiania zwierząt oraz na opał. Procesy te wymagają dużych nakładów energetycznych sięgających 40-70 kWh×t^-1 W pracy przedstawiono podstawy teorii plastyczności materiałów sypkich ze wzmocnieniem gęstościowym.  Opierając się o warunek plastyczności sformułowany przez Kuhna i Downey'a oraz jego modyfikacje, opisano związki fizyczne umożliwiające analizę stanu odkształcenia i naprężenia w modelowaniu procesów zagęszczania materiałów roślinnych o cechach plastycznych. W analizie wykorzystano podstawowe funkcje porowatości oraz prawa tarcia Amontonsa-Coulomba i Prandla dla ośrodka porowatego. Badania doświadczalne i teoretyczne prasowania mieszanki paszowej z udziałem słomy przeprowadzono w komorze zamkniętej. Identyfikacji podstawowych stałych materiałowych dokonano na drodze numerycznej wykorzystując metody regresji nieliniowej oraz zależności opisującej naciski na stemplu komory. Wyniki przedstawionych badań wskazały na możliwość szerszego wykorzystania teorii plastyczności materiałów sypkich do modelowania innych, bardziej skomplikowanych procesów brykietowania i granulowania sypkich materiałów roślinnych w prasach stemplowych i rotacyjnych.