Комплексний підстилковий матеріал для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин

Комплексний підстилковий матеріал для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин, що виконаний у вигляді суміші часток клиноптилолітового туфу, який, зокрема, містить природно утворені та поєднані клиноптилоліт від 30 % 3 силікати. Однак, як вже було зазначено, поява неприємних запахів пов'язана не тільки з наявністю рідких екскрементів, а й з наявністю інших речовин, тому видалення надмірної вологи ще не вирішує проблеми усунення неприємних запахів. Також відомі різні способи боротьби з неприємними запахами, деякі з них основані або на перекритті іншими запахами, що не вирішує проблему принципово, або на знешкодженні таких запахів шляхом видалення чи перетворення відповідних речовин. Однак, проблема одночасного видалення вологи і запахів не вирішується. Достатньо простими і дешевими шляхами вирішення проблеми поглинання вологи екскрементів свійських тварин є застосування природних адсорбційних матеріалів, що перш за все стосується такого матеріалу, як бентонітова глина з переважним вмістом монтморилоніту. Бентонітові глини складаються в основному з мінералів монтморилонітової групи, а іноді з палигорськіту, і диспергуються у воді до колоїдного стану. Такі глини мають підвищену зв'язувальну властивість, значну ємність обмінних основ, сорбційну і каталітичну активність. Окрім монтморилоніту у складі бентонітових глин у якості домішок можуть бути присутні гідрослюди, каолініт, палигорськіт, кристобаліт та інші мінерали. Ці глини характеризуються великою кількістю пор та мають велику здатність до набрякання, чим обумовлені значні сорбційні властивості. Невеликий показник зчеплення може характеризувати велику здатність бентонітових глин поглинати крупні молекули, у тому числі органічні. Найбільш корисні властивості цих глин обумовлені саме наявністю монтморилоніту. Для досягнення максимального ефекту, застосування бентонітових глин передбачає попередню дегідратацію. Однак, практичне застосування бентонітових глин обмежується їх малою стійкістю до впливу води та слабкою механічною міцністю. Такий матеріал, при його застосуванні у якості підстилкового, має велику здатність до утворення пилу. При потраплянні до нього рідини, він утворює суспензію, а подальше поглинання рідинних екскрементів швидко припиняється. Будь-яке поглинання газів, або неприємних запахів, практично не відбувається. Застосування такого матеріалу завжди пов'язано з його налипанням до частин тіла тварини та його виносом за межі місця розташування, що призводить до погіршення санітарних умов. Однак, значними перевагами описаного матеріалу залишаються значна поглинаюча властивість та здатність до грудкування. Остання властивість надає можливість позначення та часткового, а не повного, видалення використаного підстилкового матеріалу, що забезпечує економічність використання. Другим простим і дешевим шляхом вирішення проблеми поглинання вологи екскрементів свійських тварин та неприємних запахів, утворених цими виділеннями, є застосування такого природного адсорбційного матеріалу, як цеоліт. Цеоліти є водними алюмосилікатами лужних і лужноземельних металів з відкритою каркаснопорожнинною структурою. їх кристалічний тривимірний каркас складається з алюмокремнійкисневих тетраедрів, що поєднані у звичайні, подвійні та 49333 4 більш складні кільця. У внутрішньокристалічному просторі цеолітів розміщені обмінні катіони лужних і лужноземельних металів та води. Катіони лужних і лужноземельних металів багатьох цеолітів можуть легко заміщуватися катіонами інших тяжких металів, чим обумовлюються катіонно-обмінні властивості цеолітів. Вода, що знаходиться у внутрішньокристалічному просторі, легко видаляється при нагріванні без руйнування каркасу (дегідратація). Дегідратовані цеоліти здатні знов поглинати воду або інші рідини та гази. Завдяки наявності наскрізної системи каналів і порожнин, що співвідносяться за розмірами з молекулами та іонами, кристали цеолітів можуть пропускати такі частки, якщо їх розміри не перевищують діаметра вхідних вікон цеоліту, чим обумовлений молекулярноситовий ефект. Зазначені властивості цеолітів визначаються їх складом і структурою. На даний момент існують різні джерела, що містять згадування про застосування, у тому числі у якості сорбенту, цеоліту у різних сферах. Однак, тут слід зауважити, що існує біля п'ятдесяти видів природних цеолітів та понад ста видів штучних цеолітів, також виготовляються модифіковані цеоліти. А властивості цеоліту і відповідно сфера та види його застосування визначаються його складом і структурою, тому певне застосування певного виду цеоліту може бути малоефективним або ж взагалі неефективним. Виготовлення штучних цеолітів передбачає значно більші витрати у порівнянні з видобутком природних, модифікація природних цеолітів також передбачає додаткові витрати, тому надалі більш доцільним є розгляд саме природних цеолітів. Так, наприклад найбільший поглинаючий ефект властивий саме висококремнієвим цеолітам, які характеризуються значною кількістю порожнин та великим діаметром вхідних вікон. Виходячи з наявності великих промислових скопичень, великої адсорбційної властивості та каталітичної активності, найбільшу цінність являє такий вид цеоліту, як клиноптилоліт, значні поклади якого знаходяться також на території України. Однак, застосування клиноптилоліту, як і інших природних цеолітів обтяжується і може бути унеможливлене тим, що у природі цеоліти практично не зустрічаються у вільному або відокремленому вигляді. Зазвичай цеоліт зустрічається у вигляді вкраплень в інших породах. Така обставина стосується і усіх інших видів застосування природних цеолітів. При цьому, видалення цеоліту з цеолітвмісткої породи тягне за собою суттєві витрати, а вміст самого цеоліту у таких породах може бути вкрай несуттєвим, що може призвести до повної недоцільності чи неможливості його застосування. У той же час відомо, що клиноптилоліт зустрічається у природі у складі осадових чи вулканогенно-осадових порід, або клиноптилолітових туфів. Такі клиноптилолітові туфи можуть мати переважний вміст клиноптилоліту та мати суттєвий вміст монтморилоніту, який є продуктом подальшого природного перетворення клиноптилоліту, а також у невеликій кількості кварцу та польового шпату. При цьому, як вже було сказано вище, монтморилоніт, який є шаруватим силікатом, також 5 має суттєві адсорбційні властивості і дуже гарно поглинає вологу. Виходячи із складу та структури зазначеного клиноптилолітового туфу, такий адсорбційний матеріал, після його дегідратації, здатний ефективно поглинати вологу, зокрема молекули води, та видаляти запахи, що утворені молекулами, зокрема, сірководню, аміаку, меркаптанів, оксиду сірки, формальдегіду та іншими молекулами, що співрозмірні вхідним вікнам клиноптилоліту та монтморилоніту. Тобто такий адсорбційний матеріал дозволяє ефективно знижувати надмірну концентрацію вологи та адсорбувати з газової фази молекули, що спричиняють неприємні запахи. Як вже було сказано вище, проявлення адсорбційних властивостей цеолітових туфів та бентонітових глин пов'язана з їх дегідратацією, від ступеню якої залежить ефективність поглинання молекул. Як показують досліди, з урахуванням доцільності та можливостей забезпечення певного рівня вологості під час технологічних процесів та завдяки обмеженню упаковкою контакту адсорбційного матеріалу з вологою та повітрям, достатньою та можливою є дегідратація як клиноптилолітового туфу, так і монтморилонітової бентонітової глини, до забезпечення їх вологості на момент застосування у межах до 15%. Зазначена дегідратація може бути здійснена будь-яким відомим способом, у тому числі хімічним, або звичайним нагріванням та висушуванням при відповідних часових, температурних і вологих параметрах, що впливають один на одне. Слід зазначити, що клиноптилоліт має більшу термостабільність та кислотостійкість, у порівнянні з монтморилонітом. У той же час, монтморилоніт може сорбувати іони та молекули, розміри яких перевищують розміри вхідних вікон клиноптилоліту. Дегідратований монтморилоніт має більший показник адсорбції та більш високу ємність катіонного обміну, ніж дегідратований клиноптилоліт. Однак, як вже було зазначено вище, практичне застосування монтморилоніту або відповідної бентонітової глини, обмежується її малою стійкістю до впливу рідини та малою механічною міцністю. Виходячи з вищенаведеного, для виготовлення підстилкових матеріалів для збирання рідких та твердих екскрементів свійських ссавців, птахів і рептилій з властивостями поглинання вологи та запахів (дезодорації) найбільш доцільним є використання суміші цеолітового туфу та бентонітової глини для отримання комплексу корисних властивостей обох адсорбційних матеріалів. В основу корисної моделі поставлено задачу створення достатньо ефективного комплексного підстилкового матеріалу для збирання рідких та твердих екскрементів свійських ссавців, птахів і рептилій, склад, вид та властивості якого, дозволили б максимально знизити вартість такого підстилкового матеріалу з одночасним забезпеченням значних властивостей поглинання вологи і запахів (дезодорації) та здатності до грудкування. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що комплексний підстилковий матеріал для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин виконаний у вигляді суміші часток клиноп 49333 6 тилолітового туфу, який, зокрема, містить природно утворені та поєднані клиноптилоліт від 30% до 90% і монтморилоніт від 5% до 60% від загальної маси туфу, та часток бентонітової глини з переважним вмістом монтморилоніту, при цьому вміст бентонітової глини складає від 10% до 50% від загальної маси усієї суміші, а вказані частки клиноптилолітового туфу та бентонітової глини мають максимальний розмір, що не перевищує 15мм, та вологість, що не перевищує 15%, до того ж уся сукупність вказаних часток вкрита шаром захисного матеріалу, який обмежує потрапляння до них повітря і вологи та виконаний з можливістю його видалення для безпосереднього застосування підстилкового матеріалу за призначенням. Саме ці ознаки необхідні і достатні для вирішення поставленої задачі. Як можна побачити, виконання підстилкового матеріалу для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин у вигляді суміші часток клиноптилолітового туфу, який, зокрема, містить природно утворені та поєднані клиноптилоліт від 30% до 90% і монтморилоніт від 5% до 60% від загальної маси туфу, та часток бентонітової глини з переважним вмістом монтморилоніту, з вологістю, що не перевищує 15%, дозволяє ефективно адсорбувати рідинні екскременти тварин, та одночасно поглинати молекули речовин, що спричиняють неприємні запахи, з газової фази без додаткових витрат на утворення адсорбційного матеріалу. Вміст клиноптилоліту і монтморилоніту у даному випадку є оптимальним і дозволяє забезпечити ефективність адсорбування молекул речовин, що утворюють неприємні запахи, з повітря, а також вологи як з газової, так і з рідинної фази, виходячи з існуючих меж складів компонентів природного туфу та бентонітової глини. При цьому забезпечується здатність до грудкування, що дозволяє визначити та вибірково, а не повністю, видалити у будь-який час використаний матеріал. Виконання підстилкового матеріалу у вигляді суміші часток клиноптилолітового туфу і бентонітової глини, що мають максимальний розмір, який не перевищує 15мм, дозволяє отримати сипкий матеріал з оптимальною загальною площею адсорбційної поверхні, який може забезпечити занурення та обгортання екскрементів різного розміру ссавців, рептилій та птахів для приховування, грудкування та подальшого видалення вказаних продуктів життєдіяльності разом з самим підстилковим матеріалом. При цьому забезпечується відсутність негативного впливу на здоров'я свійської тварини, та прийнятні умови утримання з мінімальним впливом на її психіку. Відсутність захисту часток клиноптилолітового туфу і бентонітової глини від потрапляння повітря під час зберігання або транспортування підстилкового матеріалу обов'язково призведе до унеможливлення його застосування в результаті поглинання частками туфу і глини вологи як при безпосередньому контакті з рідинами, так і з повітрям, і втрати адсорбційних властивостей, перш за все, призведе до унеможливлення поглинання молекул з газової фази. Тому, саме вкривання сукупності часток клиноптилолітового туфу і бен 7 49333 тонітової глини шаром захисного матеріалу, який обмежує потрапляння до них повітря і вологи та виконаний з можливістю його видалення для безпосереднього застосування підстилкового матеріалу за призначенням, дозволяє зберігати необхідні для забезпечення адсорбційних властивостей параметри до початку застосування підстилкового матеріалу. Один з можливих варіантів виконання підстилкового матеріалу для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин, в якому реалізується корисна модель, може мати наступний вигляд. Комплексний підстилковий матеріал для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин виконаний у вигляді суміші часток подрібненого клиноптилолітового туфу, який містить 70% клиноптилоліту і 15% монтморилоніту від загальної маси туфу та інші домішки, властиві клиноптилолітовому туфу, такі як кварц, польовий шпат та ін., та часток подрібненої бентонітової глини, яка містить 70% монтморилоніту та інші домішки, властиві бентонітовим глинам. Усі зазначені частки мають максимальний розмір 3мм та вологість 5%. Для утворення зазначеної суміші, зокрема, може бути застосований подрібнений та дегідратований клиноптилолітовий туф відомого в Україні Сокирницького родовища, який також має вміст клиноптилоліту і монтморилоніту в межах, передбачених корисною моделлю. Дегідратація часток туфу і глини може бути здійснена будь-яким відомим способом, у тому числі хімічним, або звичайним нагріванням та висушуванням при відповідних часових, температурних і вологих параметрах, що мають взаємний вплив. При цьому описана сукупність часток клиноптилолітового туфу і бентонітової глини розташована всередині запаяного поліетиленового пакету, який забезпечує захист від потрапляння повітря та рідини. Такий захисний шар може бути також утворений під час вакуумування і надає можливість його видалення перед безпосереднім початком застосування підстилкового матеріалу за призначенням. Частки клиноптилолітового туфу і бентонітової глини можуть бути також розміщені у спеціальному паперовому пакеті чи вкриті шаром будь-якого іншого матеріалу, що обмежує потрапляння повітря і вологи. Комп’ютерна верстка А. Крулевський 8 Після розкривання розірванням або розрізанням зазначеного поліетиленового пакету, вивільнений підстилковий матеріал може бути розміщений на дні туалетного лотка домашньої тварини, наприклад, кота або собаки. В залежності від фракції часток підстилкового матеріалу, він також може бути розміщений на дні клітки з домашніми птахами, тераріуму з рептиліями або ж на підлозі стійла чи загону для худоби чи свійських птахів тваринницької або птахівницької ферми. При потраплянні на підстилковий матеріал твердих і рідких екскрементів, та в результаті певних природних дій, властивих тій чи іншій тварині, зазначені продукти життєдіяльності можуть бути занурені у шар підстилкового матеріалу з утворенням грудок, які потім можуть бути видалені вибірково або ж разом з усім шаром підстилкового матеріалу. Однак саме завдяки значним адсорбційним властивостям описаного матеріалу, зокрема властивостям клиноптилоліту, його застосування не призводить до необхідності негайного видалення зазначених грудок. При цьому, не залежно від того, наскільки були занурені у шар підстилкового матеріалу продукти життєдіяльності тварини, цей матеріал починає адсорбувати молекули речовин як з рідинної, так і з газової фази. Утворення грудок описаного сипкого матеріалу забезпечується перш за все наявністю монтморилоніту і дозволяє у будь-який час здійснити часткове, а не повне, видалення використаного матеріалу, чим забезпечується економічність використання. При цьому здійснюється поглинання вологи, як з рідинної, так і з газової фази, та видалення запахів, що утворені молекулами, зокрема, сірководню, аміаку, меркаптанів та іншими молекулами, що співрозмірні вхідним вікнам складників часток підстилкового матеріалу. Таким чином, особливості складу, виду та властивостей описаного підстилкового матеріалу дозволяють отримати достатньо ефективний комплексний засіб для збирання рідких та твердих екскрементів свійських тварин із значними властивостями поглинання вологи і запахів (дезодорації) та здатністю до грудкування при максимальному зниженні вартості такого підстилкового матеріалу. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601