CN115152643B - 一种谷物膨化猫砂的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及猫砂制备技术领域，具体为一种谷物膨化猫砂的制备工艺。该谷物膨化猫砂包括多孔改性玉米淀粉、豆粕、麦麸、草木灰、植物抑菌除臭剂、瓜尔豆胶、驱蚊剂、水。本发明制备的谷物膨化猫砂具有改善驱蚊效果、清新空气。

Description

一种谷物膨化猫砂的制备工艺
技术领域
本发明涉及猫砂制备技术领域，具体为一种谷物膨化猫砂的制备工艺。
背景技术
随着消费水平的提高，越来越多的人开始饲养宠物，宠物用品在宠物消费结构中占重要比例。而猫砂用于处理猫***物，是一种消耗量非常大的宠物用品，而决定猫砂消费的主要决策因素包括结团吸水性、粉尘大小以及除味效果。宠物的粪便尿液产生的主要臭味物质有氨气、硫化氢、甲基硫醇、脂肪族化合物如吲哚、粪臭素等。猫砂可以对氨气、硫化氢等有害气体进行物理吸附，从而改善养宠的环境，但是宠物用过的猫砂含有宠物屎、尿，释放大量臭味、骚味等异味同时易招惹蚊蝇，污染室内居住环境对，长时间难以除掉且影响人们居住环境。
CN113100085A公开了一种透亮、高吸水度的淀粉猫砂及其制备工艺，属于猫砂技术领域，以解决现有猫砂吸水性、生物降解性和抑菌抗菌性差等缺点。该种淀粉猫砂，包括以下重量份原料：木屑40.4-50.6份、改性吸水树脂20.2-28.7份、硅藻土12.5-16.8份、抑菌剂5.5-8.5份、粘结剂4.2-8.3份，本发明还公开了该猫砂的制备工艺。本发明在木屑和硅藻土的基础上引入功能性高分子材料改性吸水树脂，该改性吸水树脂是淀粉接枝聚谷氨酸的高聚物，谷氨酸链与链之间以及淀粉链与链之间交联形成三维空间的网状结构，由结构指导性质，解决猫砂吸水性较差的问题，同时添加抑菌剂，益于保障宠物的安全与健康；但是驱蚊效果有待改善。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种谷物膨化猫砂的制备工艺。
一种猫砂，按质量份计，包括以下原料：多孔改性玉米淀粉10-15份、豆粕60-75份、麦麸10-15份、草木灰10-20份、植物抑菌除臭剂0.1-0.5份、瓜尔豆胶3-5份、水100-120份。
所述植物抑菌除臭剂为芦荟提取物、银杏叶提取物、绿茶提取物、松油中的至少一种；优选的，所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比(1-2)：(3-4)混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将15-20份玉米淀粉、30-40份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌5-10min，然后再向其中加入0.05-0.1份复合酶，继续在80-120r/min的转速下搅拌5-10min后，静置酶解2-4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2-3份溴化钠和、1-2份盐酸羟胺、80-100份水混合，在0-5℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至7.5-8.5，接着按0.5-1mL/min速率滴加1-1.5份次氯酸钠水溶液并以80-120r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应9-11h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和80-100份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌并加热至45-55℃，接着向其中加入4-6份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至4.5-5.5，在氮气氛围下保持45-55℃反应8-12h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至6.5-7.5，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4按质量份计，将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入80-100份水中以80-120r/min的转速搅拌并加热至70-80℃，再加入1-5份辛烯基琥珀酸酐，继续保持70-80℃反应20-30min，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶为糖化酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶中的至少一种；优选的，所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比(3-4)：(1-2)混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.3-0.6mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为1.5-3mol/L。
所述乙酸的浓度为1.5-3mol/L。
宠物用过的猫砂含有宠物屎、尿，释放大量臭味、骚味等异味同时易招惹蚊蝇，污染室内居住环境对，长时间难以除掉且影响人们居住环境。本发明引入驱蚊剂，一方面改善异味，另一方面驱蚊蝇，改善人们居住环境、心情。
进一步优选的，一种谷物膨化猫砂，按质量份计，包括以下原料：多孔改性玉米淀粉10-15份、豆粕60-75份、麦麸10-15份、草木灰10-20份、植物抑菌除臭剂0.1-0.5份、瓜尔豆胶3-5份、驱蚊剂5-10份、水100-120份。
所述驱蚊剂的制备方法，包括以下步骤，按质量份计：
(1)制备多孔膨润土：将5-10份膨润土、1-2份聚乙二醇、15-30份水混合均匀，然后干燥，得到预处理膨润土；将预处理膨润土加热至500-550℃煅烧1-2h，冷却至室温，粉碎过100-200目筛，得到多孔膨润土；
(2)制备氨基改性膨润土：将步骤(1)得到的多孔膨润土加入80-100份50-70wt％的乙醇水溶液中混合均匀，然后加入3-5份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加入至60-70℃反应1-3h，反应结束后，离心取沉淀、洗涤、干燥，得到氨基改性膨润土；
(3)将氨基改性膨润土加入10-20份精油中混合均匀静置30-90min，然后离心取沉淀、洗涤、干燥，得到负载精油的膨润土；将负载精油的膨润土加入80-100份水中混合均匀，得到负载精油的膨润土分散液；将1-3份聚乳酸、1-3份水解蛋白、1-3份预糊化淀粉加入80-100份水中混合均匀，得到聚乳酸-水解蛋白-淀粉混合液；将负载精油的膨润土分散液与聚乳酸-水解蛋白-淀粉混合液混合均匀，然后加入1-5份交联剂，加热至40-50℃反应1-2h，反应结束后，离心去沉淀、洗涤、干燥，得到驱蚊剂。
所述交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合物；所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为(1-2):1。
所述精油为薄荷精油、松子精油、玫瑰精油、柑橘精油、香蜂草精油、迷迭香精油、柠檬精油、薰衣草精油、香茅精油、迷迭香精油、尤加利精油中的一种或两种以上混合物。优选的，所述精油由薄荷精油、香茅精油、尤加利精油按质量比(1-3)：(1-3)：(1-3)混合而成。
本发明引入驱蚊剂，一方面改善异味，另一方面驱蚊蝇，改善人们居住环境、心情。本发明以膨润土、聚乙二醇为原料经高温煅烧制备多孔膨润土，将多孔膨润土置入精油中静置，对精油进行吸附，使香精固定在多孔膨润土多孔结构中，然后采用聚乳酸、水解蛋白、预糊化淀粉对负载精油的膨润土进行包埋，改善精油易挥发问题，同时延长精油缓释，改善驱蚊效果且清新空气。
一种谷物膨化猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将10-20份草木灰和50-60份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、按质量份计，将10-15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中，在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、按质量份计，将0.1-0.5份植物抑菌除臭剂和50-60份水混合，在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在80-120r/min的转速下搅拌10-15min，最后加入60-75份豆粕、10-15份麦麸、3-5份瓜尔豆胶、5-10份驱蚊剂，在80-120r/min转速下搅拌15-30min，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述谷物膨化猫砂。
由于猫咪喜欢吃猫砂，而市面上大部分猫砂产品中都添加有不可消化的膨润土、硅胶等物质，其对猫咪的健康有着很大的影响。针对这一点，本发明致力于开发一款谷物膨化猫砂，其不仅具有极强的吸水结团、除臭性质，还对猫咪健康无害。
首先，相较于膨润土、硅胶，谷物淀粉的吸水性差。因此，本发明选择玉米淀粉作为吸水材料，并对其进行改性，来增强其吸水性。首先，本发明采用酶解法制备多孔玉米淀粉，玉米淀粉经酶解后，淀粉颗粒形成多孔结构，随着酶解程度的加深，淀粉颗粒逐渐形成中空结构，内部颗粒暴露出更多活性基团，使得其吸水性得到极大的提升。将多孔玉米淀粉添加入猫砂中，使得猫砂的吸水能力能够和大多数含膨润土、硅胶的产品相媲美。但是，多孔玉米淀粉的吸水性虽然极佳，其作为添加剂使用，制得的猫砂结团性和除臭效果较差。因此，本发明对多孔玉米淀粉进行进一步改性。本发明对多孔玉米淀粉进行氧化处理，发现经氧化处理后的多孔玉米淀粉其糊化温度降低、粘结性能增强，能够有效的促进猫砂结团。此外，本发明还发现，经氧化处理后的多孔玉米淀粉，其有利于壳聚糖的接枝改性。
壳聚糖具有膨润、扩散、吸附、保水等长链糖分子特性，溶解后的壳聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。壳聚糖中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，甲壳素的吸湿率可达400％-500％，是纤维素的两倍多，壳聚糖的吸湿性比甲壳素更强，可以用作化妆品的保湿剂。因此，本发明选取壳聚糖用来改性多孔玉米淀粉，能够进一步增强多孔玉米淀粉的吸水性，且壳聚糖表面的氨基、羟基等基团对于猫咪***物中的臭味因子，例如氨气、硫化氢等具有较强的吸附作用，能够起到很好的除臭作用。本发明先对多孔玉米淀粉进行氧化处理，使得多孔玉米淀粉产生大量的醛基，在酸性条件下，醛基与壳聚糖的氨基结合，形成较强的结合力，便于壳聚糖接枝。
再进一步的，本发明以辛烯基琥珀酸酐作为交联剂对多孔玉米淀粉进行再一次处理，增强其对油性分子的吸附能力。由于猫咪***物中散发臭味的分子中还具有脂肪族化合物如吲哚、粪臭素等，而疏水性基团较少的多孔玉米淀粉对脂肪族化合物的吸附性能较差，因此，再对多孔玉米淀粉进行处理，增加了其疏水性基团，得到了较好的臭味去除效果。此外，进行辛烯基琥珀酸酐也有利于多孔玉米淀粉对植物抑菌除臭剂的吸附。
本发明将经过一系列改性处理的多孔玉米淀粉作为猫砂的添加剂，起到了极好的吸水、结团、除臭效果。本发明再进一步尝试了将多孔改性玉米淀粉用草木灰溶液处理，由于草木灰中含有大量的碳酸钾，碳酸钾水解会释放出部分二氧化碳气体，使得猫砂体积膨胀，从而吸收更多的水分。
本发明有益效果：
本发明中引入驱蚊剂，一方面改善异味，另一方面驱蚊蝇，改善人们居住环境、心情。本发明以膨润土、聚乙二醇为原料经高温煅烧制备多孔膨润土，将多孔膨润土置入精油中静置，对精油进行吸附，使香精固定在多孔膨润土多孔结构中，然后采用聚乳酸、水解蛋白、预糊化淀粉对负载精油的膨润土进行包埋，改善精油易挥发问题，同时延长精油缓释，改善驱蚊效果且清新空气。
具体实施方式
瓜尔豆胶，CAS号：9000-30-0。
芦荟提取物，货号：SNT65329，CAS号：85507-69-3，陕西斯诺特生物技术有限公司。
绿茶提取物，货号：SNT223659，陕西斯诺特生物技术有限公司。
玉米淀粉，CAS号：9005-25-8，货号：RT1152-500克，上海谱科生物技术有限公司。
实施例和对比例用豆粕、麦麸粉碎至过120目筛。
壳聚糖，CAS号：9012-76-4。
辛烯基琥珀酸酐，CAS号：26680-54-6。
糖化酶，活力：10万u/g，(克拉玛尔)上海紫铭试剂厂。
α-淀粉酶，CAS号：9000-90-2，活力：5万u/g，上海源叶生物科技有限公司。
实施例1
一种猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入15份多孔玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤2、将步骤1得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤3、对步骤2制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
实施例2
一种猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、按质量份计，将15份多孔玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
实施例3
一种猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的份多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
实施例4
一种猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2.5份溴化钠和、1.6份盐酸羟胺、90份水混合，在4℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至8，接着按1mL/min速率滴加1.5份次氯酸钠水溶液并以100r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应10h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.5mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
实施例5
一种猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2.5份溴化钠和、1.6份盐酸羟胺、90份水混合，在4℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至8，接着按1mL/min速率滴加1.5份次氯酸钠水溶液并以100r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应10h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4按质量份计，将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入90份水中以100r/min的转速搅拌并加热至75℃，再加入4份辛烯基琥珀酸酐，继续保持75℃反应30min，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.5mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
对比例1
一种猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入15份玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤2、将步骤1得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤3、对步骤2制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
实施例6
一种谷物膨化猫砂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤1、按质量份计，将15份草木灰和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、按质量份计，将15份多孔改性玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中，在100r/min的转速下搅拌15min，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、按质量份计，将0.5份植物抑菌除臭剂和55份水混合，在100r/min的转速下搅拌15min，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续在100r/min的转速下搅拌15min，最后加入65份豆粕、15份麦麸、4份瓜尔豆胶、8份驱蚊剂，在100r/min转速下搅拌20min，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的猫砂糊状原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述谷物膨化猫砂。
所述植物抑菌除臭剂由芦荟提取物、绿茶提取物按质量比1：3混合而成。
所述驱蚊剂由薄荷精油、香茅精油、尤加利精油按质量比1：1：2混合而成。
所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1按质量份计，将20份玉米淀粉、40份水混合，在100r/min的转速下搅拌10min，然后再向其中加入0.08份复合酶，继续在100r/min的转速下搅拌10min后，静置酶解4h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2按质量份计，将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、2.5份溴化钠和、1.6份盐酸羟胺、90份水混合，在4℃下用氢氧化钠水溶液调节pH至8，接着按1mL/min速率滴加1.5份次氯酸钠水溶液并以100r/min的转速搅拌，滴加完毕后继续搅拌反应10h，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3按质量份计，将步骤S2制得的份氧化多孔玉米淀粉和90份水混合，在100r/min的转速下搅拌并加热至50℃，接着向其中加入5份壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH至5，在氮气氛围下保持50℃反应10h后，再采用氢氧化钠水溶液调节pH至7，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4按质量份计，将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入90份水中以100r/min的转速搅拌并加热至75℃，再加入4份辛烯基琥珀酸酐，继续保持75℃反应30min，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
所述复合酶由糖化酶、α-淀粉酶按质量比4：1混合而成。
所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.5mol/L。
所述氢氧化钠水溶液的浓度为2mol/L。
所述乙酸的浓度为2mol/L。
实施例7
与实施例6基本相同，区别仅仅在于：所述驱蚊剂的制备方法，包括以下步骤，按质量份计：
(1)制备多孔膨润土：将8份膨润土、2份聚乙二醇、20份水混合均匀，然后干燥，得到预处理膨润土；将预处理膨润土加热至550℃煅烧1h，冷却至室温，粉碎过150目筛，得到多孔膨润土；
(2)制备氨基改性膨润土：将步骤(1)得到的多孔膨润土加入100份60wt％的乙醇水溶液中混合均匀，然后加入3份γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加入至65℃反应1h，反应结束后，离心取沉淀、洗涤、干燥，得到氨基改性膨润土；
(3)将氨基改性膨润土加入15份精油中混合均匀静置90min，然后离心取沉淀、洗涤、干燥，得到负载精油的膨润土；将负载精油的膨润土加入100份水中混合均匀，得到负载精油的膨润土分散液；将3份聚乳酸、2份水解蛋白、2份预糊化淀粉加入100份水中混合均匀，得到聚乳酸-水解蛋白-淀粉混合液；将负载精油的膨润土分散液与聚乳酸-水解蛋白-淀粉混合液混合均匀，然后加入3份交联剂，加热至45℃反应2h，反应结束后，离心去沉淀、洗涤、干燥，得到驱蚊剂。
所述交联剂为1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺混合物；所述1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺的摩尔比为1:1。
所述精油由薄荷精油、香茅精油、尤加利精油按质量比1：1：2混合而成。
测试例1
吸水倍数测试
在一容器中加入适量蒸馏水，然后放入多孔陶瓷板，确保在实验中多孔陶瓷板上表面高出水面6mm。将直径为11cm的中速定性滤纸放在蒸馏水中30s使其充分吸水饱和完全浸湿，然后放在多孔陶瓷板上平衡水分60min后，称量该滤纸质量为W0。称取2g各实施例和对比例制得的猫砂，均匀地撒在湿滤纸上。静置2h后，仔细取出湿滤纸以及湿膨润土，在天平上称量其为W。
膨润土吸水率按下式计算：
吸水倍数＝(W-W0-m)/m
式中：
W-湿滤纸和湿膨润土质量(g)；
W0-湿滤纸质量(g)；
m-干膨润土试样质量(g)。
表1：吸水倍数测试结果
吸水倍数
实施例1 2.74
实施例2 3.14
实施例3 4.36
实施例4 4.91
实施例5 5.12
对比例1 1.02
由表1可以看出，对比例1不添加多孔玉米淀粉的猫砂，其吸水性最差，吸水倍数仅为1.02。而实施例1添加了多孔玉米淀粉的猫砂，其吸水性明显提高，这是由于玉米淀粉经酶解后，淀粉颗粒形成多孔结构，随着酶解程度的加深，淀粉颗粒逐渐形成中空结构，内部颗粒暴露出更多活性基团，使得其吸水性得到极大的提升。实施例2制得的猫砂其吸水倍数略高于实施例1，这是由于实施例2制得的多孔玉米淀粉经过了草木灰溶液的处理，本发明认为草木灰中含有大量的碳酸钾，碳酸钾水解会释放出部分二氧化碳气体，使得猫砂体积膨胀，从而吸收更多的水分。实施例3制得的猫砂其吸水倍数高于实施例2，这是由于实施例3对多孔玉米淀粉进行了壳聚糖接枝，壳聚糖具有膨润、扩散、吸附、保水等长链糖分子特性，溶解后的壳聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。壳聚糖中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，甲壳素的吸湿率可达400％-500％，是纤维素的两倍多，壳聚糖的吸湿性比甲壳素更强，可以用作化妆品的保湿剂。因此，本发明选取壳聚糖用来改性多孔玉米淀粉，能够进一步增强多孔玉米淀粉的吸水性。实施例4制得的猫砂其吸水倍数高于实施例3，这是由于实施例4对多孔玉米淀粉先进行氧化，再进行了壳聚糖接枝，先对多孔玉米淀粉进行氧化处理，使得多孔玉米淀粉产生大量的醛基，在酸性条件下，醛基与壳聚糖的氨基结合，形成较强的结合力，便于壳聚糖接枝。实施例5制得的猫砂其吸水倍数高于实施例4，这是由于实施例5以辛烯基琥珀酸酐作为交联剂对多孔玉米淀粉进行再一次处理，辛烯基琥珀酸酐化学改性会使改性淀粉分子量增大，低取代度下的疏水作用影响不显著，却可能使微孔增大而导致吸水率上升。
测试例2
除氨效果测试
取5mg/L的模拟氨氮废水，按照60g/L的比例加入本发明各实施例和对比例制得的猫砂，在室温下静止放置30min后取其上清液进行测定溶液中的氨氮浓度(mg/L)。
表2：除氨测试结果
氨氮浓度(mg/L)
实施例1 3.51
实施例2 3.44
实施例3 1.98
实施例4 1.65
实施例5 0.72
对比例1 4.42
由表2可以看出，经对比例1制得的猫砂吸附后，溶液中的氨氮含量最高，表明不添加多孔玉米淀粉，猫砂对于氨氮的吸附量极低，而实施例1添加了多孔玉米淀粉后，所制得的猫砂对氨氮的吸附效果略有提升，这是由于多孔结构赋予其良好的吸附性，且酶解过程中也使得玉米淀粉暴露出一些活性基团，有利于对氨氮的吸附。实施例3制得的猫砂其氨氮吸附性能明显高于实施例1和实施例2，这是由于壳聚糖表面的氨基、羟基等基团对于猫咪***物中的臭味因子，例如氨气、硫化氢等具有较强的吸附作用，能够起到很好的除臭作用。实施例4制得的猫砂其氨氮吸附性能略高于实施例3，这是由于本发明先对多孔玉米淀粉进行氧化处理，使得多孔玉米淀粉产生大量的醛基，在酸性条件下，醛基与壳聚糖的氨基结合，形成较强的结合力，便于壳聚糖接枝，实施例4制得的多孔改性玉米淀粉其壳聚糖接枝率更高。实施例5制得的猫砂其氨氮吸附性能略高于实施例4，这是由于本发明以辛烯基琥珀酸酐作为交联剂对多孔玉米淀粉进行再一次处理，其含有的酸酐基团对氨氮也具有良好的吸附性能。
测试例3
致倦库蚊200只；密闭透明容器：40cm×30cm×30cm；由于致倦库蚊喜夜间吸血蚊种，试验期间实验室阴暗避光，并用黑布遮盖密闭容器。分别取各实施例6-7制备的猫砂10g，分别同时伸入两个各自装满100只致倦库蚊的密闭容器中。分别在10h观察试验情况，清点密闭容器内飞行蚊子数目。
驱蚊效果＝(100-密闭容器中飞行蚊子数目)×100％。
表3驱蚊测试效果
驱蚊率/％
实施例6 87.6％
实施例7 94.4％
本发明以膨润土、聚乙二醇为原料经高温煅烧制备多孔膨润土，将多孔膨润土置入精油中静置，对精油进行吸附，使香精固定在多孔膨润土多孔结构中，然后采用聚乳酸、水解蛋白、预糊化淀粉对负载精油的膨润土进行包埋，改善精油易挥发问题，同时延长精油缓释，改善驱蚊效果且清新空气。

Claims (8)

1.一种谷物膨化猫砂，其特征在于，按质量份计，包括以下原料：多孔改性玉米淀粉10-15份、豆粕60-75份、麦麸10-15份、草木灰10-20份、植物抑菌除臭剂0.1-0.5份、瓜尔豆胶3-5份、驱蚊剂5-10份、水100-120份；
所述驱蚊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）制备多孔膨润土：将膨润土、聚乙二醇、水混合均匀，然后干燥，得到预处理膨润土；将预处理膨润土加热煅烧，冷却至室温，粉碎过筛，得到多孔膨润土；
（2）制备氨基改性膨润土：将步骤（1）得到的多孔膨润土加入乙醇水溶液中混合均匀，然后加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，加热反应，反应结束后，离心取沉淀、洗涤、干燥，得到氨基改性膨润土；
（3）将氨基改性膨润土加入精油中混合均匀静置，然后离心取沉淀、洗涤、干燥，得到负载精油的膨润土；将负载精油的膨润土加入水中混合均匀，得到负载精油的膨润土分散液；将聚乳酸、水解蛋白、预糊化淀粉加入水中混合均匀，得到聚乳酸-水解蛋白-淀粉混合液；将负载精油的膨润土分散液与聚乳酸-水解蛋白-淀粉混合液混合均匀，然后加入交联剂，加热反应，反应结束后，离心去沉淀、洗涤、干燥，得到驱蚊剂。
2.如权利要求1所述谷物膨化猫砂，其特征在于，所述植物抑菌除臭剂为芦荟提取物、银杏叶提取物、绿茶提取物、松油中的至少一种。
3.如权利要求1所述谷物膨化猫砂，其特征在于，所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：将玉米淀粉经酶解、氧化、壳聚糖接枝、辛烯基琥珀酸酐交联，得到所述多孔改性玉米淀粉。
4.如权利要求1所述谷物膨化猫砂，其特征在于，所述多孔改性玉米淀粉的制备方法，包括以下步骤：
S1 将玉米淀粉、水混合搅拌，然后再向其中加入复合酶，继续搅拌后，静置酶解，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到多孔玉米淀粉；
S2 将步骤S1制得的多孔玉米淀粉、溴化钠和盐酸羟胺、水混合，氢氧化钠水溶液调节pH，接着滴加次氯酸钠水溶液并搅拌，反应，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到氧化多孔玉米淀粉；
S3 将步骤S2制得的氧化多孔玉米淀粉和水混合搅拌并加热，接着向其中加入壳聚糖，然后釆用乙酸调节pH，在氮气氛围下反应，再采用氢氧化钠水溶液调节pH，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到壳聚糖改性多孔玉米淀粉；
S4 将步骤S3制得的壳聚糖改性多孔玉米淀粉加入水中搅拌并加热，再加入辛烯基琥珀酸酐，继续反应，最后以甲醇析出沉淀，经过滤、洗涤、干燥，得到所述多孔改性玉米淀粉。
5.如权利要求4所述谷物膨化猫砂，其特征在于，所述复合酶为糖化酶、α-淀粉酶、β-淀粉酶中的至少一种。
6.如权利要求4所述谷物膨化猫砂，其特征在于，所述氢氧化钠水溶液的浓度为1.5-3mol/L；所述乙酸的浓度为1.5-3mol/L；所述次氯酸钠水溶液的浓度为0.3-0.6mol/L。
7.如权利要求1所述谷物膨化猫砂，其特征在于，所述精油为薄荷精油、松子精油、玫瑰精油、柑橘精油、香蜂草精油、柠檬精油、薰衣草精油、香茅精油、迷迭香精油、尤加利精油中的一种或两种以上混合物。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述谷物膨化猫砂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、将草木灰和水混合搅拌，过滤后，得到草木灰溶液；
步骤2、将多孔改性玉米淀粉浸入步骤1制得的草木灰溶液中搅拌，干燥后，得到草木灰改性的多孔改性玉米淀粉；
步骤3、将植物抑菌除臭剂和水混合搅拌，再加入步骤2制得的草木灰改性的多孔改性玉米淀粉，继续搅拌，最后加入豆粕、麦麸、瓜尔豆胶、驱蚊剂，搅拌，得到糊状猫砂原料；
步骤4、将步骤3得到的糊状猫砂原料装入挤压机中挤压成型，再将挤压后的原料切割、烘干，得到粗制猫砂；
步骤5、对步骤4制得的粗制猫砂进行筛分，剔除不合格品，得到所述谷物膨化猫砂。
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