Các dạng vật liệu chính cấu thành nên quá trình đúc hạt sinh khối là các hạt có kích thước hạt khác nhau, đặc tính làm đầy, đặc tính 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 nén viên sinh khối được chia thành hai giai đoạn.

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

Ở giai đoạn thứ hai, khi áp suất tăng dần, con lăn áp suất của máy viên sinh khối dưới tác động của áp suất sẽ phá vỡ các nguyên liệu thô có hạt lớn, biến thành các hạt mịn hơn và xảy ra biến dạng hoặc chảy dẻo, các hạt bắt đầu lấp đầy các lỗ rỗng và các hạt trở nên chặt chẽ hơn. Chúng ăn khớp với nhau khi tiếp xúc với mặt đất và một phần ứng suất dư được lưu trữ bên trong các hạt đã hình thành, làm cho liên kết giữa các hạt mạnh hơn.

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

Trong quá trình nghiên cứu biến dạng hạt và hình dạng liên kết trong quá trình ép khuôn 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 vi mô của hạt. Theo hướng ứng suất chính lớn nhất, các hạt mở rộng ra xung quanh và các hạt được kết hợp theo dạng lưới lẫn nhau; theo hướng dọc theo ứng suất chính lớn nhất, các hạt trở nên mỏng hơn và trở thành vảy, và các lớp hạt được kết hợp theo dạng liên kết lẫn nhau.

Theo mô hình kết hợp này, có thể giải thích rằng các hạt nguyên liệu sinh khối càng mềm thì đường kính trung bình hai chiều của các hạt càng dễ 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 được kéo dài hoàn toàn và các hạt xung quanh không được kết hợp chặt chẽ, do đó chúng 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 lớn nhất, các hạt có thể được ghép lại với nhau, nhưng vì rất nhiều nước trong nguyên liệu được đùn ra và phân phối giữa các lớp hạt, các lớp hạt không thể được gắn chặt, do đó không thể hình thành.

Theo dữ liệu kinh nghiệm, kỹ sư được chỉ định chuyên trách đã đi đến kết luận rằng tốt hơn hết là kiểm soát kích thước hạt của nguyên liệu thô trong phạm vi một phần ba đường kính của khuôn và hàm lượng bột mịn không được cao hơn 5%.