АДСОРБЕНТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В КАЧЕСТВЕ НАПОЛНИТЕЛЯ ТУАЛЕТА ДЛЯ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ

Полезная модель относится к области адсорбентов, выполненных на основе материалов природного происхождения, которые могут быть использованы для сбора различных жидких отходов, в частности, как наполнители туалетов для домашних животных, в частности, кошек.
Известен адсорбент, используемый в качестве наполнителя туалета для кошек, содержащий смесь сухих древесных опилок в виде частиц размером 1.8-4.2 мм в количестве 85-95% и инсектицидного средства на основе циперметрина (RU 2128432, 1999 г).
Недостатком данного изобретения является низкие потребительские качества получаемого продукта, такие как влагоемкость (впитывающая способность) адсорбента и склонность его к слеживанию и комкообразованию из-за адгезии частиц при длительном хранении в упаковке из герметичных материалов.
Известны адсорбенты, используемые в качестве дезодорирующих материалов, из многокомпонентных смесей, которые содержат, в том числе, полисахаридное сырье, такое как опилки и рисовые отруби (JP 56-108531, 1981 г или JP 03-021251, 1991 г).
Однако, известные адсорбенты выполнены таким образом, что использование их в качестве наполнителя туалетов для домашних животных, в частности, кошек, затруднительно и требует их дальнейшей обработки.
Известен также адсорбент, содержащий смесь опилок и рисовых отрубей (шелухи), обработанную определенным видом бактерий (JP 08-009813, 1996).
Адсорбент обладает высокой эффективностью поглощения жидкости и удовлетворительными дезодорирующими свойствами.
Однако использовать его в качестве наполнителя туалетов для домашних животных затруднительно, поскольку он быстро слеживается при хранении в упакованном состоянии и теряет эффективность.
Еще одной серьезной проблемой применения туалетов для домашних животных, с которой сталкиваются производители такого продукта, является проблема обеспечения быстрого и прочного привыкания животного «к месту», а именно это и не решено в полной мере при использовании известных адсорбентов. Особенно остро данная проблема стоит в отношении домашних кошек, которые известны своим прихотливым характером.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является адсорбент, содержащий смесь опилок и зерновых отрубей в соотношении ингредиентов от (10-90) до (90-10) масс.%. Конечный продукт получают путем смешивания ингредиентов, гранулирования и сушки до влажности гранул цилиндрической формы в диапазоне 2-4% (патент на полезную модель РФ №46144, МПК А 01 К 23|00, 17.12.2004 г). Данный продукт обладает высокими показателями по влагоемкости, хорошими дезодорирующими свойствами, удобен при использованием в качестве наполнителя, является экологически чистым, а также позволяет решить проблему быстрого и прочного привыкания животных «к месту». Еще одним положительным свойством заявляемого адсорбента является возможность простой и эффективной утилизации после использования, т.е. полного его поглощения окружающей средой в значительных количествах, например, возможность применения его в качестве удобрений для растений.
Однако, данный продукт не позволяет максимально полно использовать объем упаковки, т.к. плотность наполнителя как сыпучего материала (отношение выбранного объема упаковки к массе заключенного в ней материала) в значительной мере зависит от формы гранул наполнителя.
Кроме того, данный продукт не обладает удовлетворительной механической прочностью, требует соблюдения особых условий для его транспортировки и хранения, осуществлению погрузочно-разгрузочных операций, в результате чего повышаются затраты на его транспортировку.
Первый из отмеченных недостатков объясняется формой гранул готового продукта (близкой к сфере или цилиндру), при которой в упаковке (пакете или коробке) между гранулами неизбежно остаются промежутки (при этом плотность снижается при увеличении размера гранул), а второй - низкими механическими свойствами гранул, в первую очередь прочностью, низким сопротивлением к износу при истирании. Указанные параметры определяют возможность плотного размещения продукта в упаковке, а также определяют диапазон нагрузок при которых продукт сохраняет способность не терять форму при ударных нагрузках, имеющих место при осуществлении погрузочно-разгрузочных операций, а также при складировании в штабель значительной высоты, что желательно для полноты использования объема транспортного средства. Как показывают исследования, при нагрузках между отдельными гранулами имеют место значительные контактные напряжения, определяемые в значительной степени формой контактирующих гранул, а прочность отдельных гранул зависит от прочности соединения между собой (адгезии) частиц ингредиентов в смеси, определяет способность гранул не терять свойства (форму) при транспортировке продукта и погрузочно-разгрузочных работах. В известных
наполнителях величина упомянутых контактных напряжений превышает предел прочности, в силу чего продукт крошится и его значительная часть принимает порошкообразную форму, что делает эту часть продукта практически непригодным для использования.
Задачей настоящей полезной модели является создание адсорбента, обладающего максимальной плотностью сыпучего наполнителя, т.е. минимальным объемом упаковки определенной массы и высокими физико-механическими показателями: прочностью (при сжатии) и сопротивлением износу при истирании.
Поставленная задача решается выполнением каждой гранулы адсорбента, содержащей отруби зерновые и опилки (отходы деревообрабатывающего производства), в форме призмы, причем основание призмы выполнено в виде правильного многоугольника, а влажность гранул не выше 2%.
Оптимальной формой основания является правильный шестиугольник, что обеспечивает высокую плотность укладки гранул в упаковке и одновременно способствует минимизации контактных напряжений.
Влажность гранул до 2-х% обеспечивает высокую прочность и твердость гранул, что позволяет получить гранулы с высоким сопротивлением к истиранию. Как показали исследования, упомянутые свойства достигают максимальных значений для приведенных ингредиентов в пределах параметров влажности. Форма гранул в виде призм с основанием в виде правильного многоугольника обеспечивает прочностные свойства отдельных гранул, поскольку при регулярной укладке гранул обеспечивается контакт гранул по поверхности (а не точечный контакт гранул друг с другом, как это имеет место в известных наполнителях). Заявителем проведены сравнительные испытания готового продукта с различной формой основания - треугольник, прямоугольник и шестиугольник, и различной влажностью (в заявленных пределах) в натурных условиях - при транспортировке его от места производства до потребителя для определения изменения потребительских свойств продукта (в одинаковых условиях: фасовки в одинаковую тару, перевозки, погрузочно-разгрузочных операций и складирования расфасованного продукта). При этом наилучший результат получен при выполнении основания призмы гранул в виде правильного шестиугольника, который обеспечивает высокую плотность продукта в упаковке и одновременно наибольшую прочность. Большую плотность укладки имеют только гранулы с основанием призмы в виде прямоугольника, однако они имеют значительно более низкие показатели по прочности (т.к. имеют склонность к скалыванию в углах). Меньше этому недостатку подвержены гранулы с основанием в виде шестиугольника. Эксперименты показывают, что при остаточной влажности гранул
выше 2% последние имеют пониженную прочность, что при повышенных нагрузках ведет к образованию мелкой (менее 3-х мм) фракции, крайне отрицательно влияющей на конечные потребительские свойства продукта - снижается влагоемкость, увеличивается время поглощения, имеет место повышенное образование комков. Кроме того, остаточная влажность свыше 2% способствует относительно быстрому размножению бактерий, что приводит к появлению плесени, опасности распространения грибковых заболеваний и потере наполнителем своих потребительских свойств, в частности, отрицательно влияет на прочность гранул из-за снижения адгезии между частицами в гранулах, кроме того, при более высокой влажности резко снижается твердость, а также появляется повышенная склонность к образованию комков из-за слипания гранул, что ограничивает срок хранения готового продукта.
Состав гранул продиктован стремлением обеспечения оптимального соотношения прочности продукта и его влагоемкости при минимальной стоимости ингредиентов (использование отходов деревообрабатывающей и мукомольной отраслей промышленности), при этом размеры опилок и отрубей зерновых определяется желательностью использования в качестве таковых отходов упомянутых производств с соответствующими технологическими операциями, а также возможностями используемого оборудования, при этом размеры частиц опилок и отрубей могут лежать в самом широком диапазоне и не оказывают заметного влияния на свойства готового продукта.
Проведенный заявителем информационный поиск показал, что из уровня техники неизвестен адсорбент того же назначения, имеющий указанные состав и геометрические параметры гранул в совокупности с влажностью последних, что позволяет сделать вывод о соответствии совокупности отличительных признаков заявляемого решения критерию охраноспособности «новизна». Специалисту в данной отрасли должно быть понятно, что осуществить получение продукта можно на известном технологическом оборудовании, а приведенный ниже пример реализации технического решения подтверждает его соответствие критерию «промышленная применимость». Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует всем критериям, необходимым для предоставления ему правовой охраны в качестве полезной модели.
Полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображены:
на фиг.1 - слой из плотно уложенных гранул адсорбента,
на фиг.2 - упаковка из нескольких слоев адсорбента.
Предложенный адсорбент получают механическим смешиванием частиц опилок 1 и частиц отрубей 2 (в частности, пшеничных), при этом опилки берут в количестве 80%, а
отрубей - 20%. В процессе перемешивания смесь увлажняют водой, и затем подвергают гранулированию с получением гранул 3, затем сушат при температуре не выше 80°С до влажности гранул 1,8%. Гранулирование увлажненной смеси производят на экструдере через шестиугольные фильеры правильной формы с размером большей диагонали D=10,0 мм с разделением получаемого длинномерного продукта на призматические участки длиной Н=10,0 мм, в результате чего получают адсорбент указанного состава с заявленными геометрическими параметрами.
Полученный адсорбент расфасовывают при помощи, например вибролотков, в жесткие коробки с использованием вакуумной упаковки, в которой он может храниться без изменения свойств - т.е. без признаков слеживаемости и комковидности, и без изменения свойств по влагоемкости и дезодорации в течении длительного срока (испытания 2-х годичного адсорбента выявили незначительные изменения этих параметров). Адсорбент в упаковке уложен слоями - с разделением отдельных слоев прокладками из бумаги, при этом масса адсорбента каждого слоя (количество отдельных гранул в слое) соответствует рекомендуемой разовой заправке наполнителя туалета для кошек.
Опыт использования предлагаемого наполнителя туалета для домашних животных, а именно, для кошек, показали, что данный наполнитель привлекает животных, которые быстро «понимают» назначение туалета и прочно привыкают к «месту».
Исследования показали, что при заявляемом составе адсорбент, имеющий указанные геометрические параметры и физические свойства, в наибольшей степени обладает такими качествами, как влагоемкость, дезодорация (за счет присутствия естественного запаха ингредиентов), механическая прочность, а также минимально воздействует на окружающую среду, поскольку после использования легко разлагается в природных условиях (на открытом воздухе) с образованием питательного грунта.