一种茶叶渣猫砂及其制备方法与流程
本发明属于猫砂技术领域，更具体的涉及一种茶叶渣猫砂及其制备方法。
背景技术：
猫砂的研究是在当前猫作为一种受欢迎的宠物的重要研究。以猫作为宠物的人越来越多，猫的大小便问题自任成了当前比较重要的需要解决的问题。
在传统方法中人们常采用以粉灰作为猫解决大小便的遮盖物，但是粉灰是一种灰尘类物质，不光影响人们的生活、对猫的健康产生影响，往往还不会解决猫便的味道问题。
为了解决猫便的味道问题，申请号为cn109566426a的专利发明了一种除臭型植物猫砂及其制备方法，此申请为解决猫砂的吸便能力加入了聚乙烯亚胺，聚乙烯亚胺虽然是一种优良的吸水剂，但是其具有毒性，作为猫砂制备原料，被猫误食时，可能危害猫的健康。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种茶叶渣猫砂，制备原料包括：壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉、粘结剂。
作为一种优选的技术方案，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖10-50份、沸石粉10-100份、茶叶渣20-60份、猫薄荷粉1-5份、粘结剂20-40份。
作为一种优选的技术方案，所述的壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：(0.5-3)：(0.2-2)：(0.05-0.1)。
作为一种优选的技术方案，所述的壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：(2-3)：(1-2)：(0.05-0.1)。
作为一种优选的技术方案，所述的壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：2：2：0.1。
作为一种优选的技术方案，所述的粘结剂选自高岭土、煅烧高岭土、活性白土、膨润土中的至少两种。
作为一种优选的技术方案，所述的活性白土、高岭土的重量比为1：(1-2)。
作为一种优选的技术方案，所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣、绿茶茶叶渣、乌龙茶茶叶渣中的至少一种。
作为一种优选的技术方案，制备原料还包括水和乙酸。
作为一种优选的技术方案，茶叶渣猫砂的制备方法包括以下步骤：
(1)在反应器中加入水，然后加入乙酸，搅拌均匀，再加入壳聚糖，搅拌，加入茶叶渣、猫薄荷粉，搅拌均匀，调节溶液ph至中性；
(2)将粘结剂分散于步骤(1)中，转速为560-650rpm，搅拌，加入沸石粉，搅拌60-90分钟；
(3)将步骤(2)得到的物料挤压造粒，造粒温度为80-150℃，得到茶叶渣猫砂。
有益效果：
1.本申请选择一定比例的原料，通过创造性劳动和大量的实验证明，得出在整个方案中各个组分协同作用，得到了效果较好的茶叶渣猫砂；壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：(0.5-3)：(0.2-2)：(0.05-0.1)时所制备的猫砂具有较好的机械强度和耐磨效果；
2.本申请采用活性白土和高岭土的复配，经过大量实验尝试证明活性白土和高岭土在质量比为1：(1-2)范围内，粘结性能优异，并且所用的粘结剂是天然材料，对猫的健康无危害；
3.本申请中选用红茶茶叶渣，在实验过程中，申请人经过大量实验证明了红茶茶叶渣与壳聚糖和沸石粉复配效果，发现复配后的茶叶渣猫砂具有一定的抑菌性能，可以抑制因高岭土和活性白土做粘结剂制备的猫砂可能出现的发霉的现象；
4.本申请中加入的猫薄荷粉对猫有一定的吸引性，适量的加入可以吸引猫在猫砂范围内活动，解决猫将大小便随处排放的问题。
具体实施方式
为了下面的详细描述的目的，应当理解，本发明可采用各种替代的变化和步骤顺序，除非明确规定相反。此外，除了在任何操作实例中，或者以其他方式指出的情况下，表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。因此，除非相反指出，否则在以下说明书和所附权利要求中阐述的数值参数是根据本发明所要获得的期望性能而变化的近似值。至少并不是试图将等同原则的适用限制在权利要求的范围内，每个数值参数至少应该根据报告的有效数字的个数并通过应用普通舍入技术来解释。
尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但是具体实例中列出的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地包含由其各自测试测量中发现的标准偏差必然产生的某些误差。
当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。
为了解决上述问题，本发明提供了一种茶叶渣猫砂，制备原料包括：壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉、粘结剂。
在一种实施方式中，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖10-50份、沸石粉10-100份、茶叶渣20-60份、猫薄荷粉1-5份、粘结剂20-40份。
在一种实施方式中，所述的壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：(0.5-3)：(0.2-2)：(0.05-0.1)。
优选的，所述的壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：(2-3)：(1-2)：(0.05-0.1)。
进一步优选的，所述的壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉的重量比为1：2：2：0.1。
壳聚糖
壳聚糖(chitosan)甲壳素n-脱乙酰基的产物，甲壳素、壳聚糖、纤维素三者具有相近的化学结构，纤维素在c2位上是羟基，甲壳素、壳聚糖在c2位上分别被一个乙酰氨基和氨基所代替，甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖。
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司。
在一种实施方式中所用的沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法包括以下步骤：
将茶叶研磨过100-200目筛，将研磨好的茶叶放入30-50℃水中清洗，得到茶叶渣，然后放入烘箱中烘干，备用。
申请人在实验过程中发现，壳聚糖上带有活性氨基和羟基，本身具有较好的抗菌性能和吸水性能，但是，壳聚糖单独使用时，机械性能较差，容易团聚，作为猫砂主要物质时，容易被猫反复刨动摩擦而粉碎，造成清理难题；申请人发现在壳聚糖、沸石粉、茶叶渣、猫薄荷粉质量比为1：(0.5-3)：(0.2-2)：(0.1-0.5)范围内使用时，可以在保证壳聚糖抗菌性能的同时，提高壳聚糖的机械性能。但是申请人发现，沸石粉的过量加入会使猫砂的硬度过大，降低猫的舒适度，导致猫砂的使用率过低，出现猫到处大小便的问题。但是，壳聚糖、沸石粉、茶叶渣在1：(0.5-3)：(0.2-2)：(0.1-0.5)范围协同作用时，可以得到硬度适中，机械性能适中，吸附气味效果极佳的猫砂。壳聚糖、沸石粉、茶叶渣复配的过程中，壳聚糖上带有的活性氨基与羟基会与茶叶渣中存在的茶多酚、单宁酸等多种基团之间通过键合作用提高整个体系的结合力，进而提高猫砂的机械强度，防止猫在刨动时将猫砂破坏，增强颗粒的耐磨性；另一方面，猫薄荷粉加入，可以调节猫砂的味道，增加对猫的吸引性，防止猫随处大小便的问题。然而猫薄荷粉的加入即使会使猫吃食猫砂，也不会对猫产生影响，反而因为沸石粉的加入，猫砂被猫吃进体内后，因为沸石粉可以吸附动物肠道内的nh4+，使尿液中氨含量减少，从而还能减轻猫尿液中的味道。
在一种实施方式中，所述的粘结剂选自高岭土、煅烧高岭土、活性白土、膨润土中的至少两种。
优选的，所述的粘结剂选自活性白土和高岭土。
优选的，所述的活性白土、高岭土的重量比为1：(1-2)。
申请人发现，在制备猫砂的过程中，粘合剂的使用非常重要，可以影响猫砂的机械强度和分散性能，活性白土的优异吸附性能作为猫砂原料粘合剂，发挥重要作用；活性白土还具有较好的粘结性能，在猫砂制备过程中不需要额外加入化学粘结剂，可以保证猫砂的安全性。以活性白土与高岭土做粘合剂，重量比为1：(1-2)时，可以达到较好的粘合效果和分散性能，并且保证了猫砂较好的异味吸附性能。
在一种实施方式中，所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣、绿茶茶叶渣、乌龙茶茶叶渣中的至少一种。
优选的，所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣。
茶叶渣的预处理方法参照以下步骤：将红茶研磨过筛，将研磨好的茶叶放入30-50℃水中清洗，得到茶叶渣，然后放入烘箱中烘干，备用。
红茶经过发酵后所含有的茶红素、茶黄素等黄酮类物质的含量增加，可以提高抗氧化和抗菌效果，同时发现，使用红茶茶叶渣和壳聚糖协同作用，可以改善以活性白土和高岭土作为粘结剂的猫砂的受潮发霉的现象，因为茶叶渣中存在的黄酮类物质具有抑制真菌的作用，黄酮类物质具有的弱酸性可以使真菌蛋白质凝固或者变性，从而达到杀菌或者抑菌的作用，当与壳聚糖中活性氨基协同作用时，可以提高对黄色葡萄糖球菌的抑菌作用，减少真菌对猫的危害。
优选的，制备原料还包括水和乙酸。
本发明的第二方面提供了一种茶叶渣猫砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在反应器中加入水，然后加入乙酸，搅拌均匀，再加入壳聚糖，搅拌，加入茶叶渣、猫薄荷粉，搅拌均匀，用氢氧化钠水溶液(1mol/l)调节溶液ph至7；
(2)将粘结剂分散于步骤(1)中，转速为560-650rpm，搅拌，加入沸石粉，搅拌60-90分钟；
(3)将步骤(2)得到的物料挤压造粒，造粒温度为80-150℃，得到茶叶渣猫砂。
挤压造粒的方法为本领域常用方法无特殊限定。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售得到的。
实施例
实施例1
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉50份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、高岭土16份、活性白土16份、乙酸质量分数36％3份、水150份。
所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣，红茶选自祁门红茶；
茶叶渣的预处理方法参照以下步骤：将红茶研磨过200目筛，将研磨好的茶叶放入50℃水中清洗，得到茶叶渣，然后放入烘箱中烘干，备用。
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
一种茶叶渣猫砂的制备方法，包括以下步骤：
(1)在反应器中加入水，然后加入乙酸，搅拌均匀，再加入壳聚糖，搅拌，加入茶叶渣、猫薄荷粉，搅拌均匀，调节溶液ph至中性；
(2)将活性白土和高岭土分散于步骤(1)中，转速为600rpm，搅拌，加入沸石粉粉，搅拌80分钟；
(3)将步骤(2)得到的物料挤压造粒，造粒温度为130℃，得到茶叶渣猫砂。
实施例2
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉50份、茶叶渣25份、猫薄荷粉2.5份、高岭土16份、活性白土16份、乙酸质量分数36％3份、水150份。
所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣，红茶选自祁门红茶；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1；
茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
实施例3
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉75份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、高岭土16份、活性白土16份、乙酸质量分数为36％，3份、水150份。
所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣，红茶选自祁门红茶；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1；茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
对比例1
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉50份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、高岭土32份、乙酸质量分数为36％，3份、水150份。
所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣，红茶选自祁门红茶；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1；
茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
对比例2
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉50份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、活性白土32份、乙酸质量分数为36％，3份、水150份。
所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣，红茶选自祁门红茶；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1；
茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
对比例3
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉50份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、高岭土16份、活性白土16份、乙酸质量分数36％3份、水150份。
所述的茶叶渣选自绿茶茶叶渣，绿茶选自西湖龙井；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1茶叶渣预处理方法，与实施例1不同的是将红茶换成绿茶，制备得到绿茶茶叶渣。
茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
对比例4
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉50份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、高岭土16份、活性白土16份、乙酸质量分数36％3份、水150份。
所述的茶叶渣选自乌龙茶茶叶渣，乌龙茶选自安溪铁观音；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1茶叶渣预处理方法，与实施例1不同的是将红茶换成乌龙茶，制备得到乌龙茶茶叶渣。
茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
对比例5
一种茶叶渣猫砂，按重量份计，制备原料包括：壳聚糖25份、沸石粉2.5份、茶叶渣50份、猫薄荷粉2.5份、高岭土16份、活性白土16份、乙酸质量分数36％3份、水150份。
所述的茶叶渣选自红茶茶叶渣，红茶选自祁门红茶；
壳聚糖，脱乙酰度90％，产品编号f10009，购于上海蓝季科技发展有限公司；沸石粉货号5412，购于灵寿县建石矿物粉体厂。
茶叶渣的预处理方法参照实施例1；
茶叶渣猫砂的制备方法参照实施例1。
性能测试：
1.吸水性测试：将上述实施例1-3对比例1-5制备的相同质量茶叶渣猫砂倒入58*44*42的猫砂盆中，向其中倒入100毫升尿素的生理盐水，记录水分被完全吸收的时间，用吸水时间表示，并统计于下表；
2.除臭能力测试：称量30g猫砂，加入1ml质量浓度为2％的氨水，封闭容器等待3分钟后观察气味是否有残留，如果气味不明显，则再次加入1ml质量浓度2％氨水，直到加入氨水3分钟后气味有残留，记录加入氨水量，用吸收氨水量表示，并统计于下表；
3.抑菌性能测试：将猫砂用75％的乙醇蒸汽进行灭菌处理，进行抑菌率测试，实验菌种为黄色葡萄糖球菌。24小时后，记录实验抑菌圈直径的大小，并统计于下表；
4.耐磨性测试：将上述实施例1-3对比例1-5制备的茶叶渣猫砂与市售普通猫砂同时、相同质量放置在猫砂盆，测试经过猫刨动，出现50％碎散的天数，用耐破性表示，并统计于下表；
由上表可知，经过本发明制备的茶叶渣猫砂具有较好的吸水性、吸收猫便得作用，并且其对黄色葡萄球菌得抑菌效果较好，作为猫砂使用具有较大得应用价值。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或更改为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改，等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
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