驱动超声振子进行超声频率振动，振动能量通过工具头施加在生物质上， 使生物质密度迅速增大，从而显著提高压缩效率。Tang 等[4]研究了单向超声压缩生物质技术，指出小麦秸秆经超声压缩后的出糖率比未经超声压缩处理提高20 %以上。但从压块成形效果来看， 单向超声压缩主要存在3 个问题：一是压块厚度有限，成形时间较长、效率低；二是压块
顶部和底部致密性不一致，影响抗跌碎性；三是特定条件下会出现“炭化现象”，影响出糖率。为此，本文采用“双超声同步压缩”方法，通过工作台和工具头同步进行超声振动实现压块的快速压缩，使超声波对压块颗粒的预处理更充分，提高生物质水解的出糖率。此外，压块在成形过程中，上、下表面同时承受超声振动， 可使压块各部位的致密性保持一致，大大增加了压块的密度和抗跌碎性。颗粒度对压块抗跌碎性的影响图3 是压块抗跌碎性与麦草颗粒度的关系图。
当颗粒度从0.25 mm 增大到1.5 mm 过程中， 压块的抗跌碎性从93.58 %下降到70.77 %，下降过程呈线性规律。出现这种趋势的原因是麦草粒度越小，压块成形后的密度越大， 麦草颗粒间的接触面较大，颗粒间的粘接力较大，所以抗跌碎性越强。
2.2 气缸预压力对压块抗跌碎性的影响
图4 是压块抗跌碎性与气缸预压力的关系图。随着预压力从0.2 MPa 增大到0.6 MPa， 压块的抗跌碎性先显著增大， 在预压力为0.4 MPa 时取得较大值为87.63 %， 而后略微减小并保持在82 %左右。出现这种趋势的原因是在气压预压缩阶段，气缸预压力先通过工具头作用在压块颗粒上，使压块密度迅速增大；在双超声压缩阶段，超声振动使颗粒变得活跃，颗粒相互挤压，密度进一步增大，颗粒间的粘接力增大。故在一定范围内，预压力的增大可提高压块的密度和抗跌碎性。但当预压力超过一定数值时，由于保压结束后上振子工具头撤离成形模具，压块上表面的力渐变为零，压块横截面将产生拉应力，且预压力越大，压块的反弹越大，压块会变得松弛，粘接力降低，从而使抗跌碎性减弱。

图5 是压块抗跌碎性与超声电源功率的关系图。随着超声电源功率从50 %增加到60 %，压块的抗跌碎性从87.05 %增大到98.46 %，说明提高超声电源功率有利于提高压块的抗跌碎性。出现这种趋势的原因是在超声压缩过程中，工具头的高频振动作用于麦草颗粒，使颗粒活跃起来，颗粒间的间隙被填充，压块密度增大。同时，超声压缩会使压块的
温度升高，使部分木质素软化，有利于提高颗粒间的粘接力，且功率越大，木质素软化效果越明显。因此，超声电源功率越大，麦草颗粒接触力越大，抗跌碎性越强。
2.4 含水率对压块抗跌碎性的影响
图6 是压块抗跌碎性与含水率的关系图。随着含水率从5 %增大到25 %， 压块抗跌碎性先增强、后减弱。当含水率为15 %时，抗跌碎性达较大值为92.86 %。出现这种趋势的原因是生物质中的水分作为天然的粘接剂，对压块的成形有较大的影响。含水率太低，粒子没有充分延展，颗粒间结合不紧密，压块密度减小，颗粒间结合力减小，抗跌碎性减弱；
含水率太高，过多的水分会在颗粒间形成薄膜分布在粒子层之间，使各层之间不能紧密贴合，压块密度减小，颗粒间结合力减小，抗跌碎性减弱。此外，在双超声压缩过程中，压块温度会显著提高，过多的水分蒸发导致压块内部气体含量增加，使压块蓬松，颗粒间结合力也会减小。因此，保持含水率在一定范围内，有利于超声压缩生物质成形。
本文研究了在双超声辅助压缩生物质过程中，颗粒度、含水率、气缸预压力、超声电源功率和压缩时间对生物质压块抗跌碎性的影响规律。结果表明，随着颗粒度的增大，压块抗跌碎性逐渐减弱；随着气缸预压力、超声电源功率和压缩时间的增加，压块抗跌碎性增强；随着含水率的增加，压块抗跌碎性先增强、后减弱