花生是世界重要的油料作物和经济作物,全世界已有114个国家种植花生,其中中国、美国和印度的花生出口总量占世界花生出口份额的一半以上。在花生产量逐年增高的同时,花生秸秆的产量也逐年稳增,因其气味芳香,营养丰富,常被用来作为牲畜的饲料。目前阻碍花生秸秆饲料化的关键问题主要有两方面:一是在花生完全成熟以后,木质纤维素含量较高,含水率高的新鲜秸秆,适口性强,但是无法长期保存,而风干的花生秸秆硬度高,木质化程度增加,不仅影响适口性,也使得营养成分的消化率降低;二是花生秸秆与其它农作物秸秆一样,分布分散,结构疏松,导致在运输和储存的过程中成本较高,影响其经济性能。要将花生秸秆合理的饲料化利用,需突破两个问题,首先要将花生秸秆进行预处理,增强其适口性的同时提高消化率和营养成分,并延长其保质期;第二,要将预处理后的秸秆进行压缩,在符合饲料品质标准的前提下增加密度,降低体积,以节约其储运成本。解决上述问题,探索最优方案,确定工艺参数,对花生秸秆饲料化的推广应用具有现实意义。论文研究内容和结论如下:(1)花生秸秆及生物质压缩成型过程黏弹塑性模型的建立。通过对多种生物质压缩成型过程的理论分析,以Boltzmann叠加原理为理论依据,同时考虑试验对象的黏性、弹性和塑性,结合生物质受压过程各阶段表现出的不同特征提出黏弹塑性力学模型及本构模型。再以6种典型生物质压缩试验数据加以验证,结果表明该模型科学合理并有一定普适性。分析本构模型表明:压缩量与压缩力、受压截面积、物料充型长度和加载速度相关,其中压缩力和物料充型长度与压缩量呈正相关,受压截面积和加载速度与压缩量呈负相关。(2)预处理对饲用花生秸秆组分的影响。通过对秸秆饲化预处理方法的分析,初步选取微波干燥预处理、挤压膨化预处理、NaOH干法碱化预处理、尿素氨化预处理与多种微生物协同预处理法作为压缩成型前的预处理方法,以洗涤纤维试验法测算各种预处理方法对木质纤维素含量的影响,并就试验结果进行了显著性对比,其中对半纤维素含量影响的显著性对比为:微生物 > 干法碱化> 氨化 > 膨化≈微波≈未处理;对纤维素含量影响的显著性对比为:微生物 > 氨化 > 干法碱化> 膨化≈微波≈未处理;对木质素含量影响的显著性对比为:干法碱化 > 微生物 > 氨化 > 膨化≈微波≈未处理。(3)预处理的花生秸秆组分含量对压缩特性的影响。非线性黏性流动黏度η1与纤维素含量呈负相关关系,与半纤维素含量呈正相关关系,随木质素含量的增大而降低。线性黏弹性当量黏度η2与纤维素含量呈负相关关系,与半纤维素含量呈正相关关系,随木质素含量的增大而增加,与木质素含量与半纤维素含量的交互作用呈正相关关系。黏塑性表现黏度η3与纤维素含量呈负相关关系,随半纤维素含量和木质素含量的增加而显著提高;与半纤维素含量与木质素含量的交互作用呈正相关关系。线性黏弹性弹性模量E2与纤维素含量呈负相关关系,随半纤维素和木质素含量的增加而增大。屈服极限σs与纤维素含量呈负相关关系,随半纤维素含量与木质素含量的增加而升高。(4)不同预处理方式对花生秸秆成型品质的影响。5种预处理方式对压缩松弛比的影响均非常显著,经微波处理后花生秸秆压缩松弛比相对于未处理花生秸秆增大,稳定性变差。挤压膨化处理和碱预处理可使花生秸秆的压缩成型松弛密度显著增大,氨化处理后松弛密度变化不显著,微波处理后松弛密度显著减小,微生物后松弛密度稍有减低。碱预处理和微生物预处理可使成型块的抗压强度显著提高,挤压膨化处理和氨化处理后抗压强度变化不显著,微波处理后抗压强度显著降低。挤压膨化处理、碱预处理和微生物预处理均使成型块的耐久指数显著提高,氨化处理后耐久指数变化不显著;微波处理使耐久指数显著降低。挤压膨化处理、碱预处理和微生物预处理可使成型块的抗跌指数显著提高,氨化处理使成型块的抗跌指数显著降低,而微波处理的成型块在跌落试验中被跌碎,而无法测得抗跌指数。(5)饲化花生秸秆平模制粒工艺分析。通过对多种预处理方式的压缩松弛比和压块品质的分析,综合考虑经济性和适用性,选定NaOH干法碱化法为最适用于花生秸秆模压成型的预处理方式。通过单孔模压试验和平模制粒试验,分析得出碱化花生秸秆平模制粒的最佳工艺流程参数组合为:粉碎粒度为5.12mm,模孔直径为8.26mm,模孔长度为27mm,模孔长径比为3.375,含水率为16.62%,模辊间隙为0.28mm,主轴转速为140.74r/min时,碱化花生秸秆平模制粒的成型率可达98.33%。