猫砂的制作工艺流程因其原材料和类型(如膨润土、硅胶、植物纤维、豆腐砂、纸砂等)的不同而有显著差异。以下是几种主要类型猫砂的典型制作工艺流程概述:
一、膨润土猫砂(最常见类型)
1. 原料开采与运输:
在露天或地下矿场开采天然钠基或钙基膨润土矿石。
将矿石运输至加工厂。
2. 初级破碎:
使用颚式破碎机或锤式破碎机将大块矿石破碎成较小颗粒(通常几厘米大小)。
3. 干燥:
将破碎后的湿矿送入回转窑或流化床干燥机中进行干燥,去除大部分水分。这是控制最终产品粉尘量的关键步骤。
4. 细碎与研磨:
使用雷蒙磨(摆式磨粉机)或球磨机等设备将干燥后的矿石进一步研磨成细粉。目标粒度通常在几十目到一百多目之间。
5. 筛分与分级:
使用多层振动筛根据目标粒径(如粗砂、细砂)对粉末进行筛分分级。不符合目标尺寸的颗粒可能被送回研磨机或用于其他用途。
6. 钠化处理(针对钙基膨润土):
如果原矿是钙基膨润土(结团性较差),需要进行钠化处理以提高其吸水和结团性能。通常将钙基膨润土粉末与纯碱混合,在特定温度和湿度条件下陈化或挤压,使钙离子被钠离子置换。
7. 添加辅料(可选):
根据需要,在筛分后的颗粒中加入以下辅料并混合均匀:
除臭剂:如活性炭粉、小苏打、植物提取物、香精(需谨慎使用,有些猫不喜欢)。
抑尘剂:如微量的食品级矿物油或专用抑尘剂,降低使用过程中的粉尘。
抗结块剂:防止储存时受潮结块。
8. 质量检测:
对成品进行关键指标检测,包括:吸水性、结团速度与强度、粉尘量、颗粒大小分布、比重、除臭效果等。
9. 包装:
将合格的猫砂按不同规格(重量)装入塑料袋或纸箱中,密封防潮。
二、硅胶猫砂(水晶猫砂)
1. 原料准备:
主要原料是硅酸钠溶液和硫酸。
2. 凝胶反应:
将硅酸钠溶液(水玻璃)与硫酸(或其他酸)在严格控制浓度、温度和搅拌速度的条件下进行反应,生成硅酸凝胶。
3. 老化:
让新生成的凝胶在母液中静置一段时间(老化),使其网络结构更加稳定,提高强度和孔径均匀性。
4. 洗涤:
用大量水反复洗涤凝胶,去除反应副产物(如硫酸钠)和残留的酸/碱,直至达到要求的纯度和pH值。
5. 添加色料/指示剂(可选):
在洗涤后期或之后,可加入pH指示剂(如甲酚红、溴麝香草酚蓝等),使猫砂吸水饱和后变色,提示更换。
6. 氨活化:
这是制造指示型硅胶的关键步骤。将洗净的凝胶浸泡在氨水中一段时间。氨与硅胶表面的硅羟基反应,使其在吸水后颜色变化更明显。
7. 干燥:
将凝胶送入专用的干燥设备(如流化床干燥机、带式干燥机、回转窑)。这是一个极其关键的步骤,需要精确控制温度、湿度和时间,以形成具有高吸湿性、高孔隙率和一定强度的多孔硅胶颗粒。干燥温度通常在150°C - 300°C 之间。
8. 筛分与分级:
干燥后的硅胶块状物经过破碎(如果需要)和筛分,得到所需粒径(通常是几毫米的不规则颗粒)。
9. 质量检测:
检测吸水率(饱和吸湿量)、吸湿速率、颗粒强度、粉尘量、变色效果(如果是指示型)、pH值、安全性等。
10. 包装:
将成品硅胶猫砂装入防潮性能好的塑料袋或容器中密封。
三、植物纤维猫砂(木砂、纸砂、豆腐砂、玉米砂等)
这类猫砂的共同点是以天然植物材料为主要原料,强调环保和可降解性。工艺核心通常是粉碎、造粒、干燥。
1. 原料预处理:
木砂:使用木材加工剩余物(锯末、刨花)或专门种植的速生木材(如松木、杉木)。可能需要去除树皮、杂质,并进行防腐处理(如高温处理去除松木中的酚类物质)。
纸砂:使用回收纸(如旧报纸、纸箱)或纸浆。需要碎解、脱墨(如果必要)、去除杂质。
豆腐砂/玉米砂: 使用豆渣、玉米芯、玉米秸秆等农产品加工副产物。需要清洗、干燥、粉碎。
2. 粉碎:
使用锤片式粉碎机、刀片式粉碎机等将原料粉碎成细小的纤维或粉末。
3. 混合:
将粉碎后的主料与必要的辅料混合均匀:
粘合剂:天然淀粉(玉米淀粉、木薯淀粉)、瓜尔胶、CMC等(用量需控制,过多影响崩解)。豆腐砂/玉米砂可能利用原料本身的粘性。
除臭剂:活性炭粉、植物提取物、小苏打等。
防霉剂(可选):食品级安全防霉剂。
水:调节湿度以便造粒。
4. 造粒:
这是形成颗粒的关键步骤。常用设备:
挤压造粒机:将混合料强制通过特定孔径的模具,挤出条状物,再切割成颗粒。可制作圆柱形颗粒。
平模/环模压粒机:常用于制作密度较高的颗粒。
抛丸/转鼓造粒:通过滚动团聚形成球形或不规则颗粒(较少用于猫砂)。
造粒大小和形状根据产品定位设计(如细长条、小圆柱、颗粒)。
5. 干燥:
将湿颗粒送入干燥设备(流化床干燥机、带式干燥机、烘房)。严格控制温度(通常中低温,如60°C-120°C)和时间,既要彻底干燥以防止霉变,又要避免高温破坏粘合剂和天然成分,导致颗粒易碎或失去崩解性。干燥是控制粉尘和硬度的关键。
6. 冷却与筛分:干燥后的颗粒需要冷却至室温。
通过振动筛筛除粉末(可回收利用)和过大颗粒,得到均匀的成品颗粒。
7. (可选)表面处理:
部分产品可能在筛分后进行轻微的表面喷涂处理,如喷涂极少量抑尘剂或除臭剂。
8. 质量检测:
检测吸水性、结团性(如果宣称)、崩解性(对于可冲马桶型)、粉尘量、颗粒强度、除臭效果、霉变测试、生物降解性等。
9. 包装:
用防潮包装袋(如覆膜编织袋、铝箔复合袋)密封包装。
关键点总结
原料决定工艺: 不同原料(矿物、化工品、天然植物)的加工路径截然不同。
干燥是核心环节:对膨润土(控制粉尘)、硅胶(形成多孔结构)、植物砂(控制水分、硬度、崩解性)都至关重要,且工艺要求各异。
筛分保证粒度:所有类型都需要筛分以获得均匀的颗粒大小。
添加剂提升性能:除臭剂、抑尘剂、粘合剂(植物砂)等是提升使用体验的关键。
质量控制贯穿始终: 吸水性、结团性/崩解性、粉尘量、除臭效果、安全性是核心检测指标。
选择哪种猫砂取决于个人偏好(结团vs不结团、粉尘、香味、环保性)和猫咪的接受度。了解其制作工艺有助于理解不同猫砂的特性、优缺点和价格差异。
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