CN112825771A - 一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，该可降解植物纤维猫砂包括如下重量份原料：小麦秸秆10‑20份、芦苇秸秆10‑20份、水稻秸秆10‑20份，改性淀粉20‑40份、沸石1‑5份、氢氧化钠10‑15份、海藻酸钠5‑10份、氯化钙5‑10份、硅藻土1‑5份、海泡石1‑5份、除臭剂1‑3份以及瓜尔胶5‑10份，包括植物纤维制备、初砂制备、猫砂成品制备等步骤，本发明利用可以被自然降解的植物纤维作为基材，添加了一种可降解且易溶解的改性淀粉，具有可降解、环保、安全无毒、便于清理的特性有效解决了目前市面上的猫砂普遍都存在不易降解、清理后不易处理的问题，导致对环保造成一定的影响的问题。

Description

一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺

技术领域

本发明涉及猫砂制备技术领域，具体为一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺。

背景技术

猫砂是饲主为其饲养的猫用来掩埋粪便和尿液的物体，猫砂有较好的吸水性，一般会与猫砂盆(或称猫厕所)一并使用，将适量的猫砂倒于猫砂盆内，受过训练的猫当需要排泄时便会走进猫砂盆内进行排泄。一般猫砂是使用纸浆打成小颗粒状来模拟沙土并提供吸水性，也有使用硅胶等物理干燥剂的颗粒的。一般会添加抗菌剂/除臭剂/防腐剂等化学产品，遇到水会凝结成块。

目前市面上的猫砂种类有很多，如水晶猫砂、膨润土猫砂、木屑猫砂、豆腐猫砂等，但普遍都存在不易降解、清理后不易处理的问题，对环保造成一定的影响。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，用于解决目前市面上的猫砂种类有很多，如水晶猫砂、膨润土猫砂、木屑猫砂、豆腐猫砂等，但普遍都存在不易降解、清理后不易处理的问题，对环保造成一定的影响的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，包括如下重量份原料：小麦秸秆10-20份、芦苇秸秆10-20份、水稻秸秆10-20份，改性淀粉20-40份、沸石1-5份、氢氧化钠10-15份、海藻酸钠5-10份、氯化钙5-10份、硅藻土1-5份、海泡石1-5份、除臭剂1-3份以及瓜尔胶5-10份；

该可降解植物纤维猫砂由如下步骤制成：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌5-9min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速400-600r/min，温度70-80℃条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后继续浸泡5-6h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎20-40min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速400-600r/min条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在10％-12％，然后将初砂加入混料机混合20-30min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。

进一步地，所述改性淀粉由如下步骤制成：

步骤A1：将玉米淀粉置于洗净干燥的烧杯中，然后在烧杯中加入质量分数为85％的乙醇溶液，在转速200r/min条件下搅拌10-15min，形成乳液，然后将烧杯置于超声清洗机中在温度25℃，超声功率60W条件下震荡15-25min，用滴液漏斗向烧杯中滴加摩尔浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，滴加完毕后，将烧杯置于恒温水浴锅于37℃条件下保温40min，保温结束后，过滤取沉淀，得到中间物1；

步骤A2：将步骤A1得到的中间物1加入洗净干燥的烧杯中，然后向烧杯中加入质量分数为95％的乙醇溶液，在转速200r/min条件下搅拌10min，使用质量分数为15％的HCl溶液将烧杯中的混合物的pH调至7.0，静置30min，进行抽滤，滤渣置于鼓风干燥箱在温度70℃条件下烘干12h，得到中间物2；

步骤A3：将中间物2加入洗净干燥的烧瓶中，然后加入甲醇，通入氮气保护，在温度0℃条件下，将乙酰氯滴加到烧瓶中，滴加完毕后于温度25℃，反应4h，反应结束后置于鼓风干燥箱于60℃烘干12h，即得到改性淀粉。

进一步地，步骤A1中所述玉米淀粉与乙醇溶液的料液比为1g:10-30mL，所述氢氧化钠溶液与玉米淀粉的用量比为1g：1-2mL，步骤A2中所述中间物1与乙醇的用量比为1g:10-20mL。

进一步地，步骤A3中所述中间物2与乙酰氯的用量比为1g：1-2mL，所述甲醇与中间物2的用量比为15mL：1g。

进一步地，所述除臭剂为樟科植物提取物、丝兰属植物提取物、茶叶提取物中的任意一种。

进一步地，步骤S1中所述氢氧化钠溶液的浓度为0.8mol/L。

一种可降解植物纤维猫砂的生产工艺，具体包括如下步骤：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌5-9min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速400-600r/min，温度70-80℃条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后继续浸泡5-6h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎20-40min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速400-600r/min条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在10％-12％，然后将初砂加入混料机混合20-30min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。

(三)有益效果

本发明提供了一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，与现有技术相比具备以下有益效果：本发明利用植物纤维作为制备猫砂的基材，对于植物纤维的制备选取小麦秸秆、芦苇秸秆、水稻秸秆这些相对常规猫砂制备原料价格低廉的材料，可以大大减少成本，植物纤维是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源，利用植物纤维是对废弃物或是用处不大的资源开发利用，是变废为宝节约资源是对废料的再次利用，对于环保具有良好的促进作用，且植物纤维是一种可以在自然界被微生物分解利用，自然降解的物质，使用其作为猫砂的基材，可大大提升猫砂的环保性能；本发明还添加了一种改性淀粉，该改性淀粉使用乙醇与氢氧化钠溶液对淀粉对玉米淀粉进行一次改性，使玉米淀粉颗粒经历溶胀、烘干、收缩等步骤，粒径发生变化，加大了其在冷水中的溶解度，同时使用氯乙酰进行乙酰化二次改性，使得玉米淀粉分子中的羟基与氯乙酰分子发生酯化反应，玉米淀粉分子添加了乙酰基团，使得淀粉分子间的相互作用力被减弱，膨胀能力增强，且进一步增加其水溶性，且淀粉也是一种可被微生物降解利用的材料，进一步加强猫砂的环保性能；

使用植物纤维作为猫砂的基材，使用改性淀粉作为猫砂的外层材料，使猫砂在使用时可以结团便于清理，且由于在水中具有良好的溶解性，在清理时，只需要将猫砂倒入马桶冲走，简单快捷，且猫砂排走后，由于其植物纤维和淀粉安全无毒，且可以被微生物降解利用，不会对猫和环境造成伤害，且添加了一种除臭剂为植物提取物，不仅对猫不会造成伤害，也可以减轻猫排泄时的气味，本发明具有可降解、环保、安全无毒、便于清理的特性有效解决了目前市面上的猫砂种类有很多，如水晶猫砂、膨润土猫砂、木屑猫砂、豆腐猫砂等，但普遍都存在不易降解、清理后不易处理的问题，对环保造成一定的影响的问题。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，包括如下重量份原料：小麦秸秆10份、芦苇秸秆10份、水稻秸秆10份，改性淀粉20份、沸石1份、氢氧化钠10份、海藻酸钠5份、氯化钙5份、硅藻土1份、海泡石1份、除臭剂1份以及瓜尔胶5份；

该可降解植物纤维猫砂由如下步骤制成：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌5min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速400r/min，温度70℃条件下搅拌混合10min，搅拌结束后继续浸泡5h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎20min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速400r/min条件下搅拌混合10min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在10％，然后将初砂加入混料机混合20min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。

实施例2

一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，包括如下重量份原料：小麦秸秆15份、芦苇秸秆15份、水稻秸秆15份，改性淀粉30份、沸石3份、氢氧化钠12.5份、海藻酸钠7.5份、氯化钙7.5份、硅藻土3份、海泡石3份、除臭剂2份以及瓜尔胶7.5份；

该可降解植物纤维猫砂由如下步骤制成：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌7min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速500r/min，温度75℃条件下搅拌混合15min，搅拌结束后继续浸泡5.5h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎30min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速500r/min条件下搅拌混合15min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在11％，然后将初砂加入混料机混合25min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。

实施例3

一种可降解植物纤维猫砂及其生产工艺，包括如下重量份原料：小麦秸秆20份、芦苇秸秆20份、水稻秸秆20份，改性淀粉40份、沸石5份、氢氧化钠15份、海藻酸钠10份、氯化钙10份、硅藻土5份、海泡石5份、除臭剂3份以及瓜尔胶10份；

该可降解植物纤维猫砂由如下步骤制成：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌9min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速600r/min，温度80℃条件下搅拌混合20min，搅拌结束后继续浸泡6h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎40min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速600r/min条件下搅拌混合20min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在12％，然后将初砂加入混料机混合30min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。

对比例

选择一种市面常见的豆腐猫砂。

对实施例1-3制得的猫砂与对比例的猫砂进行性能测试，具体步骤如下一、结团性能测试：

(1)、吸水速度：用烧杯装取厚度为10cm的实施例1-3和对比例的猫砂，用移液管吸取20ml温度为38℃的生理盐水，将针管内的水转入酸式测定管内距离试样3cm，将酸式滴定管内的生理盐水以最大量放出，全部放出后，开始计时，当试样把水分完全吸收并呈结团状时，终止计时，记录所需时间；

(2)、溃散性能测定：使用(1)方法相同的步骤取得实施例1-3和对比例的猫砂团，一次性放入300ml的水中用秒表计时，记其完全溃散时间；

(3)、使用20ml移液管吸取20ml、38℃的生理盐水，放入预先固定好的酸式滴定管内，管口距离实施例1-3和对比例猫砂3cm，将酸式滴定开至最大，快速将生理盐水放出，静置20秒后取得实施例1-3和对比例的猫砂团，然后抖动猫砂团，观察散团现象测试初团强度，并将结团8小时后的猫砂团分别从1.2m、1.5m、2m的高度处自由落体跌落地面观察散团现象。

二、降解率：参照GB/T19277进行测试。

得到结果如下表所示：

由上表可知，实施例1-3制得的猫砂相较于对比例的猫砂具有快速吸水、水中溃散速度快，结团强度好的优点，同时具有良好的降解性能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于：包括如下重量份原料：小麦秸秆10-20份、芦苇秸秆10-20份、水稻秸秆10-20份，改性淀粉20-40份、沸石1-5份、氢氧化钠10-15份、海藻酸钠5-10份、氯化钙5-10份、硅藻土1-5份、海泡石1-5份、除臭剂1-3份以及瓜尔胶5-10份；

该可降解植物纤维猫砂由如下步骤制成：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌5-9min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速400-600r/min，温度70-80℃条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后继续浸泡5-6h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎20-40min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速400-600r/min条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在10％-12％，然后将初砂加入混料机混合20-30min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。

2.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于：所述改性淀粉由如下步骤制成：

步骤A1：将玉米淀粉置于洗净干燥的烧杯中，然后在烧杯中加入质量分数为85％的乙醇溶液，在转速200r/min条件下搅拌10-15min，形成乳液，然后将烧杯置于超声清洗机中在温度25℃，超声功率60W条件下震荡15-25min，用滴液漏斗向烧杯中滴加摩尔浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，滴加完毕后，将烧杯置于恒温水浴锅于37℃条件下保温40min，保温结束后，过滤取沉淀，得到中间物1；

步骤A2：将步骤A1得到的中间物1加入洗净干燥的烧杯中，然后向烧杯中加入质量分数为95％的乙醇溶液，在转速200r/min条件下搅拌10min，使用质量分数为15％的HCl溶液将烧杯中的混合物的pH调至7.0，静置30min，进行抽滤，滤渣置于鼓风干燥箱在温度70℃条件下烘干12h，得到中间物2；

步骤A3：将中间物2加入洗净干燥的烧瓶中，然后加入甲醇，通入氮气保护，在温度0℃条件下，将乙酰氯滴加到烧瓶中，滴加完毕后于温度25℃，反应4h，反应结束后置于鼓风干燥箱于60℃烘干12h，即得到改性淀粉。

3.根据权利要求2所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于：步骤A1中所述玉米淀粉与乙醇溶液的料液比为1g:10-30mL，所述氢氧化钠溶液与玉米淀粉的用量比为1g：1-2mL，步骤A2中所述中间物1与乙醇的用量比为1g:10-20mL。

4.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于：步骤A3中所述中间物2与乙酰氯的用量比为1g：1-2mL，所述甲醇与中间物2的用量比为15mL：1g。

5.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于：所述除臭剂为樟科植物提取物、丝兰属植物提取物、茶叶提取物中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种可降解植物纤维猫砂，其特征在于：步骤S1中所述氢氧化钠溶液的浓度为0.8mol/L。

7.一种可降解植物纤维猫砂的生产工艺，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤S1、将氢氧化钠和水加入反应釜，转速200r/min条件下搅拌5-9min，配置成氢氧化钠溶液；

步骤S2、将小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆置于粉碎机中粉碎，粉碎结束后，将粉碎后的小麦秸秆、芦苇秸秆以及水稻秸秆加入步骤S1得到的氢氧化钠溶液中，在转速400-600r/min，温度70-80℃条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后继续浸泡5-6h，浸泡结束后，过滤得到湿料；

步骤S3、将步骤S2得到的湿料加入球磨机中，继续粉碎20-40min，然后离心取下层沉淀，得到植物纤维；

步骤S4、将步骤S3得到的植物纤维、沸石、海藻酸钠、硅藻土、海泡石、瓜尔胶以及除臭剂加入反应釜，在转速400-600r/min条件下搅拌混合10-20min，搅拌结束后，将混合物料加入造粒机中进行造粒，得到初砂；

步骤S5、将改性淀粉加入混料机中，然后加水控制改性淀粉湿度在10％-12％，然后将初砂加入混料机混合20-30min，冷却后过8目分级筛，即得到一种可降解植物纤维猫砂。