CN109220831B - 一种绿色无尘型猫砂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种宠物用猫砂，具体涉及一种绿色生态无尘型猫砂及其制备方法。猫砂包括包括以下成分及其重量份：植物纤维发酵复合物85～99份，生物粘合剂1～15份，天然香料0.05～0.1份和水1～5份。本发明猫砂不仅具有比含生物素纤维更好的吸水、吸气能力，而且本发明猫砂还具有优良的抑菌效果，无需额外添加抑菌剂；本发明猫砂可长时间使用。本发明猫砂制备方法简单、制作成本低，易于规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种宠物用猫砂，具体涉及一种绿色无尘型猫砂及其制备方法。
背景技术
猫砂是用于家庭养宠物猫、狗等小动物的垫料，具有除臭、吸附性强、无毒、无污染、垃圾量少等优点。随着社会经济的不断发展，城市的规模也将不断扩大，现代人养宠物已经成为一个趋势，而城市居住用地的缺乏就导致大多数的宠物需要和主人在一起生活。宠物猫砂就成为一种必不可少的宠物用品。
目前猫砂主要有膨润土猫砂、木屑纸屑猫砂、水晶猫砂等，这些猫砂各自存在一些不足，如膨润土猫砂灰尘比较大，吸气味能力一般；木屑纸屑猫砂凝结力弱，宠物有时在用时，容易形成糊状；水晶猫砂粘合性不好，并且对环境不好，一般粒径比较大，宠物使用不舒服，并且有可能误食。木屑猫砂几乎保留了传统猫砂的所有优点，且有效克服了传统猫砂的不足，同时处理简便(可堆肥、可焚烧、可冲入抽水马桶)，不仅解决了环境污染问题，且实现了废物利用，在国际市场上受到商家和消费者的青睐，成为新一代环保型宠物垫圈料。但现有的木纤维猫砂存在如下缺陷：1、吸水性较差，需要通过添加额外的吸水高分子材料实现；2、不结团或结团性差；3、常见木纤维猫砂气味较大，因为传统的木纤维猫砂为降低成本，原料多为含有甲醛的木材加工尾料，危害猫咪和主人的安全；4、无针对性地滥用防腐抗菌成分，健康猫咪容易免疫力下降；5、猫砂尺寸不合适，使用过程中容易被猫带出或使猫产生反感情绪；6、为掩盖排泄物味道，多添加有人工合成香料，长期使用伤害猫咪嗅觉。
中国专利CN103392613B，公开了一种具有强吸水性的猫砂。所述猫砂中含有生物纤维素微粉，从而使猫砂具有更好的吸水性，同时使猫砂产品还具有结团性好、吸味性好、粉尘小、可降解等多种特点。然而，生物纤维素微粉通过购买市售生物纤维素价格较高，若通过专利CN10671708B公开的生产细菌纤维素的方法制备，一方面制备所述细菌纤维素时间长，且发酵需要的营养成分多，需消耗大量成本；另一方面，该方法细菌纤维素的产量为17.5g/L，该产量远不能满足猫砂的大规模化生产。
因此，目前亟需一种生产成本低、吸水能力强、安全无污染的猫砂。
发明内容
本发明主要目的是提供一种绿色无尘型猫砂及其制备方法。本发明猫砂不仅具有比含生物素纤维更好的吸水、吸气能力，而且本发明猫砂还具有优良的抑菌效果，无需额外添加抑菌剂；本发明猫砂可长时间使用。本发明猫砂制备方法简单、制作成本低，易于规模化生产。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明第一个方面，提供一种绿色无尘型猫砂，包括以下成分及其重量份：植物纤维发酵复合物85～99份，生物粘合剂1～15份，天然香料0.05～0.1份和水1～5份。
优选地，所述植物纤维发酵复合物由发酵菌剂发酵植物纤维混合物得到。
优选地，所述植物纤维混合物由黄粉虫虫沙与天然纤维按质量比1:1～1:10混合得到；所述植物纤维为木材纤维、植物秸秆、锯末和纸浆中的一种或几种。
优选地，所述木材纤维为松木、杨木、杉木和桦木中的一种或几种；所述植物秸秆为小麦、玉米、水稻和棉花中的一种或几种。
优选地，所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌、绿色木霉、酵母菌和醋酸菌中的一种或几种组成。
进一步优选的，所述发酵菌剂由白腐真菌和酵母菌按质量配比3～8:1～2组成。
进一步优选的，所述发酵菌剂由乳酸菌、醋酸菌和酵母菌按质量配比5:5:2组成。
进一步优选的，所述发酵菌剂由绿色木霉和酵母菌按质量配比4:1组成。
进一步优选的，所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌和酵母菌按质量配比5:2:2组成。
优选地，所述生物粘合剂为黄原胶。
本发明第二个方面，提供一种绿色无尘型猫砂的制备方法，包括以下步骤：
(a)粉碎：将植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎，黄粉虫虫沙过筛；
(b)植物纤维发酵复合物的制备：将过筛后黄粉虫虫沙及植物纤维以1:1～1:10的比例混合接种发酵菌剂在30～37℃固态发酵12～72h；
(c)混合：将植物纤维发酵复合物与生物粘合剂、天然香料放入螺带混合机混合，然后加入搅拌器中进行均化；
(d)制粒：利用环模颗粒机将混合好的原料加入水，制备球状成型颗粒；
(e)烘干：将制备好的球状湿颗粒放入履带烘干机中80℃烘干20～40min；
(f)冷却：利用逆流式冷却器将其冷却、包装，即得成品。
优选地，所述步骤(a)中植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎粒度≤20目；黄粉虫虫沙≤20目。
优选地，所述步骤(b)发酵菌剂接种量为重量百分比10～15％。
优选地，所述步骤(f)成品含水重量百分比为4％-8％。
本发明猫砂是以植物纤维发酵复合物为原料制备得到。植物纤维中木质素与纤维素和半纤维素紧密结合，镶嵌形成酯键，质地坚硬，吸水性较差；利用乳酸菌、白腐真菌和酵母菌发酵菌剂本发明所述植物纤维复合物，可破坏植物纤维细胞壁，使木质素、纤维素和半纤维素间的酯键断裂，使纤维素和半纤维素裸露，从而使植物纤维结构疏松，吸水性大大增强；此外，所述发酵菌剂在固态发酵中还会产生大量酸性抑菌物质，使发酵后的植物纤维发酵复合物具有很好的抑菌效果。然而，在发酵过程中，若发酵时间过长，可能会造成木质素、纤维素和半纤维素的水解丢失；若发酵时间过短，则不易对木质素降解；所以选择合适的发酵菌剂和发酵时间是尤为关键的。
黄粉虫虫沙是有自然气孔率很高的微小团粒结构，而且表面涂有黄粉虫消化道分泌液形成的微膜，本身几乎不含水分，无任何异臭味道，安全无毒；本发明将黄粉虫虫沙与植物纤维混合后发酵，一方面黄粉虫虫沙可渗入植物纤维中，与常规地将黄粉虫虫沙粉碎后与植物纤维混合处理方式相比，可更为有效地防止植物纤维成糊；另一方面，在发酵过程中产生的气体，可使黄粉虫虫沙形成更多的气孔，使植物纤发酵复合物的吸附能力大大增强。
本发明取得的有益效果：
本发明猫砂不仅具有比含生物素纤维更好的吸水、吸气能力，而且本发明猫砂还具有优良的抑菌效果，无需额外添加抑菌剂；本发明猫砂可长时间使用。本发明猫砂制备方法简单、制作成本低，易于规模化生产。
说明书附图
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1不同发酵时间对猫砂吸水性能的影响。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
本发明所用菌株均为商业化菌株。
实施例1 一种绿色无尘型猫砂
所述绿色无尘型猫砂，由以下成分及其重量份：植物纤维发酵复合物85份，生物粘合剂1份，天然香料0.05份和水1份。
所述植物纤维发酵复合物由发酵菌剂发酵植物纤维混合物得到。
所述植物纤维混合物由黄粉虫虫沙与天然纤维按质量比1:1混合得到；所述植物纤维为木材纤维、植物秸秆、锯末和纸浆中的一种或几种。所述木材纤维为松木、杨木、杉木和桦木中的一种或几种；所述植物秸秆为小麦、玉米、水稻和棉花中的一种或几种。
在本实施例中，所述植物纤维为小麦秸秆与纸浆按质量比3:5混合得到。
所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌、绿色木霉、酵母菌和醋酸菌中的一种或几种组成。
在本实施例中所述发酵菌剂由白腐真菌和酵母菌按质量配比3:1组成。所述发酵菌剂是将各菌分别进行常规活化、发酵后所得菌液按上述质量比混合得到。
所述生物粘合剂为黄原胶。
所述绿色无尘型猫砂的制备方法，包括以下步骤：
(a)粉碎：将植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎，黄粉虫虫沙过筛；植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎粒度≤20目；黄粉虫虫沙≤20目；
(b)植物纤维发酵复合物的制备：将过筛后黄粉虫虫沙及植物纤维以1:1的比例混合接种发酵菌剂在30℃固态发酵15h；发酵菌剂接种量为重量百分比10％；
(c)混合：将植物纤维发酵复合物与生物粘合剂、天然香料放入螺带混合机混合，然后加入搅拌器中进行均化；
(d)制粒：利用环模颗粒机将混合好的原料加入水，制备球状成型颗粒；
(e)烘干：将制备好的球状湿颗粒放入履带烘干机中80℃烘干40min；
(f)冷却：利用逆流式冷却器将其冷却、包装，即得成品，成品含水重量百分比为8％。
实施例2 一种绿色无尘猫砂
所述绿色无尘型猫砂，由以下成分及其重量份：植物纤维发酵复合物99份，生物粘合15份，天然香料0.1份和水5份。
所述植物纤维发酵复合物由发酵菌剂发酵植物纤维混合物得到。
所述植物纤维混合物由黄粉虫虫沙与天然纤维按质量比1:10混合得到；所述植物纤维为木材纤维、植物秸秆、锯末和纸浆中的一种或几种。所述木材纤维为松木、杨木、杉木和桦木中的一种或几种；所述植物秸秆为小麦、玉米、水稻和棉花中的一种或几种。
在本实施例中，植物纤维为杨木和玉米秸秆按质量比2:3混合得到。
所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌、绿色木霉、酵母菌和醋酸菌中的一种或几种组成。
在本实施例中，所述发酵菌剂由白腐真菌和酵母菌按质量配比8:2组成。所述发酵菌剂是将各菌分别进行常规活化、发酵后所得菌液按上述质量比混合得到。
所述生物粘合剂为黄原胶。
所述绿色无尘型猫砂的制备方法，包括以下步骤：
(a)粉碎：将植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎，黄粉虫虫沙过筛；植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎粒度≤20目；黄粉虫虫沙≤20目；
(b)植物纤维发酵复合物的制备：将过筛后黄粉虫虫沙及植物纤维以1:10的比例混合接种发酵菌剂在37℃固态发酵10h；发酵菌剂接种量为重量百分比15％；
(c)混合：将植物纤维发酵复合物与生物粘合剂、天然香料放入螺带混合机混合，然后加入搅拌器中进行均化；
(d)制粒：利用环模颗粒机将混合好的原料加入水，制备球状成型颗粒；
(e)烘干：将制备好的球状湿颗粒放入履带烘干机中80℃烘干40min；
(f)冷却：利用逆流式冷却器将其冷却、包装，即得成品，成品含水重量百分比为4％。
实施例3 一种绿色无尘猫砂
所述绿色无尘型猫砂，由以下成分及其重量份：植物纤维发酵复合物90份，生物粘合剂10份，天然香料0.008份和水3份。
所述植物纤维发酵复合物由发酵菌剂发酵植物纤维混合物得到。
所述植物纤维混合物由黄粉虫虫沙与天然纤维按质量比1:6混合得到；所述为木材纤维、植物秸秆、锯末和纸浆中的一种或几种。所述木材纤维为松木、杨木、杉木和桦木中的一种或几种；所述植物秸秆为小麦、玉米、水稻和棉花中的一种或几种。
本实施例中植物纤维为松木纤维。
所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌、绿色木霉、酵母菌和醋酸菌中的一种或几种组成。
在本实施例中，所述发酵菌剂由白腐真菌和酵母菌按质量配比5:2组成。所述发酵菌剂是将各菌分别进行常规活化、发酵后所得菌液按上述质量比混合得到。
所述生物粘合剂为黄原胶。
所述绿色无尘型猫砂的制备方法，包括以下步骤：
(a)粉碎：将植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎，黄粉虫虫沙过筛；植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎粒度≤20目；黄粉虫虫沙≤20目；
(b)植物纤维发酵复合物的制备：将过筛后黄粉虫虫沙及植物纤维以1:6的比例混合接种发酵菌剂在32℃固态发酵18h，发酵菌剂接种量为重量百分比12％；
(c)混合：将植物纤维发酵复合物与生物粘合剂、天然香料放入螺带混合机混合，然后加入搅拌器中进行均化；
(d)制粒：利用环模颗粒机将混合好的原料加入水，制备球状成型颗粒；
(e)烘干：将制备好的球状湿颗粒放入履带烘干机中80℃烘干20min；
(f)冷却：利用逆流式冷却器将其冷却、包装，即得成品，成品含水重量百分比为5％。
实施例4 一种绿色无尘猫砂
所述绿色无尘型猫砂与实施例3的区别在于，所述发酵菌剂由乳酸菌、醋酸菌和酵母菌按质量配比5:5:2组成，发酵时间为72h，其它均与实施例3相似。
实施例5 一种绿色无尘猫砂
所述绿色无尘型猫砂与实施例3的区别在于，所述发酵菌剂由绿色木霉和酵母菌按质量配比4:1组成，发酵时间为12h，其它均与实施例3相似。
实施例6 一种绿色无尘猫砂
所述绿色无尘型猫砂与实施例3的区别在于，所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌和酵母菌按质量配比5:2:2组成，其它均与实施例3相似。
对比例1
所述猫砂与实施例3的区别在于，用生物纤维素微粉替换植物纤维发酵复合物，其它均与实施例3相似。
试验例1各猫砂吸水性能测定
试验对象：实施例1～6、对比例1制备得到的猫砂。
试验方法：(1)向各组猫砂的表面倾倒50mL蒸馏水，测定各组猫砂将蒸馏水完全吸收的时间。
(2)向各组猫砂的表面倾倒50mL的1.5g/100mL尿素水溶液，测定各组猫砂将尿素水溶液完全吸收的时间。
试验结果：试验结果如下表1所示。
表1各组猫砂吸水时间(s)
由表1可知，实施例3猫砂吸收蒸馏水和1.5g/100mL尿素水溶液所用时间最短，说明以松木为原料，由白腐真菌和酵母菌按质量配比5:2组成的发酵剂发酵16h后制备得到的猫砂吸水性能最佳。
乳酸菌、醋酸菌和酵母菌具有相互促进生长的作用，且醋酸菌发酵可形成含有纤维素的代谢物，本发明采用乳酸菌、醋酸菌和酵母菌共同发酵植物纤维，期待所述微生物在降解植物纤维的同时可产生吸水性能优良的细菌纤维素，而在试验过程中发现，所述菌剂需发酵至少48h以上，制备得到的猫砂吸水性能才有所提高；此外，通过对植物纤维有效降解，使纤维素、半纤维素释放出来，也可大大增强植物纤维的吸水性能。绿色木霉、白腐真菌对植物纤维有较好的降解效果，在试验过程中发现绿色木霉和酵母菌共同发酵12h后，制备得到的猫砂吸水性能即可达到最大值；具体试验结果如图1所示。
此外，本发明实施例1～6制备得到的猫砂还具有优良的吸气性能，易成团，抑菌效果突出且使用时间久，可为市售膨润土猫砂使用时间的2～3倍。本发明猫砂由黄粉虫虫沙和天然纤维混合发酵后制备得到，所得猫砂表面光滑，不易被宠物带出，由此可以保证室内的清洁。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种绿色无尘型猫砂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)粉碎：将植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎，黄粉虫虫沙过筛；
(b)植物纤维发酵复合物的制备：将过筛后黄粉虫虫沙及植物纤维以1:1～1:10的质量比混合接种发酵菌剂在30～37℃固态发酵12～72h；
(c)混合：将植物纤维发酵复合物与生物粘合剂、天然香料放入螺带混合机混合，然后加入搅拌器中进行均化；
(d)制粒：利用环模颗粒机将混合好的原料加入水，制备球状成型颗粒；
(e)烘干：将制备好的球状湿颗粒放入履带烘干机中80℃烘干20～40min；
(f)冷却：利用逆流式冷却器将其冷却、包装，即得成品；
所述绿色无尘型猫砂，包括以下成分及其重量份：植物纤维发酵复合物85～99份，生物粘合剂1～15份，天然香料0.05～0.1份和水1～5份；
所述植物纤维为木材纤维、植物秸秆、锯末和纸浆中的一种或几种；
所述木材纤维为松木、杨木、杉木和桦木中的一种或几种；所述植物秸秆为小麦、玉米、水稻和棉花中的一种或几种；
所述发酵菌剂由乳酸菌、白腐真菌、绿色木霉、酵母菌和醋酸菌中的一种或几种组成；
所述生物粘合剂为黄原胶。
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(a)中植物纤维、生物粘合剂、天然香料粉碎粒度≤20目；黄粉虫虫沙≤20目。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(b)发酵菌剂接种量为重量百分比10～15％。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述步骤(f)成品含水重量百分比为4％～8％。
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