Các dạng vật liệu chính cấu thành quá trình đúc hạt sinh khối là các hạt có kích thước hạt khác nhau và đặc tính làm đầy, đặc tính dòng chảy và đặc tính nén của các hạt trong quá trình nén có ảnh hưởng lớn đến quá trình đúc nén sinh khối.

Quá trình ép nén viên sinh khối được chia thành hai giai đoạn.

Ở giai đoạn đầu tiên, ở giai đoạn đầu của quá trình nén, áp suất thấp hơn được truyền đến nguyên liệu thô sinh khối, do đó cấu trúc sắp xếp nguyên liệu thô đóng gói lỏng lẻo ban đầu bắt đầu thay đổi và tỷ lệ rỗng bên trong của sinh khối giảm.

Ở giai đoạn thứ hai, khi áp suất tăng dần, con lăn áp suất của máy ép viên sinh khối sẽ phá vỡ các nguyên liệu thô hạt lớn dưới tác dụng của áp suất, biến thành các hạt mịn hơn và xảy ra biến dạng hoặc dòng chảy dẻo, các hạt bắt đầu lấp đầy khoảng trống và các hạt nhỏ gọn hơn. Chúng liên kết với nhau khi tiếp xúc với mặt đất và một phần ứng suất dư được lưu trữ bên trong các hạt được tạo thành, giúp liên kết giữa các hạt bền hơn.

Nguyên liệu thô tạo nên các hạt có hình dạng càng mịn thì mức độ lấp đầy giữa các hạt càng cao và tiếp xúc càng chặt chẽ; khi kích thước hạt của các hạt nhỏ đến một mức nhất định (hàng trăm đến vài micron), lực liên kết bên trong các hạt có hình dạng và thậm chí cả sơ cấp và thứ cấp cũng sẽ thay đổi. Những thay đổi xảy ra và lực hút phân tử, lực hút tĩnh điện và độ bám dính pha lỏng (lực mao dẫn) giữa các hạt bắt đầu tăng lên chiếm ưu thế.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng chống thấm và hút ẩm của các hạt đúc có liên quan chặt chẽ đến kích thước hạt của các hạt. Các hạt có kích thước hạt nhỏ có diện tích bề mặt riêng lớn, các hạt đúc dễ dàng hấp thụ độ ẩm và lấy lại độ ẩm. Nhỏ, khoảng trống giữa các hạt dễ lấp đầy và độ nén trở nên lớn hơn, do đó ứng suất bên trong còn lại bên trong các hạt có hình dạng trở nên nhỏ hơn, do đó làm suy yếu tính ưa nước của các hạt có hình dạng và cải thiện khả năng chống thấm của nước.

Trong nghiên cứu về biến dạng hạt và dạng liên kết trong quá trình ép nén vật liệu thực vật, kỹ sư cơ khí hạt đã tiến hành quan sát bằng kính hiển vi và đo đường kính trung bình hai chiều của các hạt bên trong khối đúc và thiết lập mô hình liên kết kính hiển vi hạt. Theo hướng ứng suất chính cực đại, các hạt kéo dài ra xung quanh và các hạt kết hợp với nhau dưới dạng chia lưới lẫn nhau; theo hướng dọc theo ứng suất chính cực đại, các hạt trở nên mỏng hơn và trở thành vảy, các lớp hạt được kết hợp với nhau dưới dạng liên kết lẫn nhau.

Theo mô hình kết hợp này, có thể giải thích rằng các hạt của nguyên liệu sinh khối càng mềm thì đường kính trung bình hai chiều của các hạt càng trở nên lớn hơn và sinh khối càng dễ bị nén và đúc. Khi hàm lượng nước trong nguyên liệu thực vật quá thấp, các hạt không thể giãn nở hoàn toàn và các hạt xung quanh không liên kết chặt chẽ nên không thể hình thành; khi hàm lượng nước quá cao, mặc dù các hạt được kéo dài hoàn toàn theo hướng vuông góc với ứng suất chính cực đại, Các hạt có thể được liên kết với nhau, nhưng vì rất nhiều nước trong nguyên liệu thô bị đùn ra và phân bố giữa các lớp hạt, các lớp hạt không thể gắn chặt vào nhau nên không thể hình thành được.

Theo dữ liệu kinh nghiệm, kỹ sư được chỉ định đặc biệt đã đưa ra kết luận rằng tốt hơn nên kiểm soát kích thước hạt của nguyên liệu thô trong phạm vi 1/3 đường kính của khuôn và hàm lượng bột mịn không được cao hơn 5%.