バイオマス粒子成形体を構成する主な原料形態は様々な粒径の粒子であり、圧縮工程における粒子の充填特性、流動特性、圧縮特性がバイオマスの圧縮成形に大きな影響を与えます。

バイオマスペレットの圧縮成形は2段階に分かれます。

第一段階、つまり圧縮の初期段階では、より低い圧力がバイオマス原料に伝わり、元々の疎に詰まっていた原料配置構造が変化し始め、バイオマスの内部空隙率が減少します。

第 2 段階では、圧力が徐々に上昇すると、バイオマスペレット製造機の加圧ローラーが圧力の作用で大粒の原料を破壊し、より細かい粒子に変化し、変形または塑性流動が発生して粒子が充填され始めます。空隙があり、粒子はより緻密になります。地面と接触すると粒子同士が噛み合い、残留応力の一部が形成された粒子の内部に蓄えられることで粒子間の結合が強まります。

成形粒子を構成する原料が微細であればあるほど、粒子間の充填度が高まり、より緊密に接触します。粒子の粒径がある程度小さくなると（数百ミクロン～数ミクロン）、成形粒子内部の結合力や一次、二次間の結合力も変化します。変化が起こり、粒子間の分子引力、静電引力、液相付着力（毛細管力）が優位になり始めます。
研究により、成形粒子の不浸透性と吸湿性は粒子の粒径と密接に関係していることが示されています。粒径が小さい粒子は比表面積が大きく、成形粒子は水分を吸収しやすく、また水分を取り戻しやすい。粒子間の空隙が小さいと埋まりやすく、圧縮率が大きくなるため、成形粒子内部の残留内部応力が小さくなり、成形粒子の親水性が弱まり、水の不透過性が向上する。

植物材料の圧縮成形時の粒子の変形と結合形態の研究において、粒子機械工学者は、成形ブロック内の粒子の顕微鏡観察と粒子の二次元平均直径測定を実施し、粒子の顕微鏡結合モデルを確立しました。最大主応力の方向に粒子が周囲に伸び、粒子同士が噛み合う形で結合する。最大主応力に沿った方向に粒子は薄くなって薄片となり、粒子層は相互に結合する形で結合します。

この組み合わせモデルによれば、バイオマス原料の粒子が柔らかいほど、二次元平均粒子径が大きくなりやすく、圧縮成形されやすいと説明できる。植物材料中の水分が少なすぎると、粒子が十分に伸ばせず、周囲の粒子がしっかりと結合しないため、粒子を形成することができません。含水率が高すぎると、粒子は最大主応力に対して垂直な方向に十分に伸びますが、粒子どうしは噛み合いますが、原料中の多量の水分が押し出されて粒子層間に分散するため、粒子層が密着できないため形成できません。

特任技術者の経験から、原料の粒度は金型の直径の3分の1以内に制御し、微粉の含有量はそれ以下にするのが良いとの結論に達しました。 5%。