Антимикробные консерванты разнообразны по своей природе; В зависимости от их молекулярной структуры их можно разделить на неорганические и органические категории.
Неорганические противомикробные консерванты
По механизму действия неорганические антимикробные консерванты можно разделить на окислительные и восстановительные. Восстановительные противомикробные агенты оказывают бактерицидное и отбеливающее действие за счет своей восстанавливающей способности.-примеры включают сернистую кислоту и ее соли, которые в основном используются в качестве отбеливающих агентов. Окислительные антимикробные агенты, наоборот, достигают бактерицидного действия за счет своих окислительных способностей. Хотя эти агенты очень эффективны, они, как правило, химически нестабильны, склонны к разложению и обладают ограниченной продолжительностью действия; кроме того, они часто издают отчетливый неприятный запах. Следовательно, их преимущественно применяют для дезинфекции и стерилизации оборудования, тары, полуфабрикатов и технической воды; в эту категорию в первую очередь входят препараты на основе хлора-и пероксиды.
Гипохлориты
Гипохлориты являются традиционными отбеливателями, в которых компонент «активный хлор» проявляет сильную бактерицидную активность. Хлор проникает внутрь микробных клеток, разрушая белки клеточных ферментов или ингибируя ферменты, чувствительные к окислению, тем самым приводя к гибели микробов. Гипохлориты эффективны в уничтожении широкого спектра микроорганизмов, включая вегетативные бактериальные клетки, бактериальные споры, вирусы, дрожжи и плесень. Их бактерицидная эффективность значительно усиливается в условиях повышенных температур, высоких концентраций, длительного времени контакта и низких уровней pH.
Хлорамины
Хлорамины — эффективные противомикробные средства, характеризующиеся мягкими окислительными свойствами. На предприятиях по производству бумаги хлорамины обычно образуются путем непосредственного смешивания сульфата аммония с отбеливающим раствором (содержащим 18–20 г/л активного хлора). Конкретные продукты этой реакции различаются в зависимости от pH раствора: при pH 5 в результате реакции образуется NHCl₂; при pH 7 или выше реакция дает NH₂Cl. При добавлении в бумажную массу рекомендуемая дозировка хлорамина составляет от 0,03% до 0,05% от массы бумажной массы; при применении к «белой воде» (оборотной технической воде) рекомендуемая концентрация составляет 3–5 мг/л. Как приготовление, так и применение хлораминов следует проводить в щелочных или слабощелочных условиях; и наоборот, чрезмерно высокие уровни pH поставят под угрозу их бактерицидную эффективность. Основные преимущества использования хлораминов включают их низкую стоимость и высокую эффективность; однако к их недостаткам относится сильный резкий запах, который негативно влияет на рабочую среду и представляет потенциальную опасность для здоровья человека. Для смягчения развития бактериальной устойчивости чередование использования хлораминов с сульфатом меди -согласно графику уборки предприятия- оказалось весьма эффективной стратегией.
Органические биоциды и консерванты
Органические биоциды и консерванты обладают многочисленными преимуществами, включая высокую эффективность, низкую токсичность и отличную биоразлагаемость; следовательно, они широко используются в бумажной промышленности. В настоящее время к основным агентам, используемым в этом секторе, относятся сераорганические соединения, броморганические соединения и азот-сера-содержащие гетероциклические соединения.
Внутри страны исследованиями и продажей этих биоцидов занимаются многочисленные компании, при этом концентрации деятельности наблюдаются в Восточном Китае (например, Нанкин Гутянь) и Южном Китае (например, Гуанчжоу Гуйи).
Сероорганические соединения
Представительным продуктом в этой категории является Метиленбистиоцианат (сокращенно МБТ). МБТ обладает широким спектром биоцидной активности, демонстрируя значительный эффект уничтожения бактерий, грибов и водорослей; поэтому он пригоден для консервации как бумажной массы, так и бумажных покрытий. При практическом применении МВТ обычно готовят в виде 10%-ного (по массе) раствора путем его смешивания с растворителями и синергетическими агентами. При добавлении в дозировке 7,5 мг/л можно достичь степени стерилизации, превышающей 99,8%, в течение 30 минут. Этот агент подходит для использования в системах со значением pH менее 11. Другим широко используемым сероорганическим биоцидом является бензотиазол-3-он. Этот консервант обладает очень низкой токсичностью для человека и других животных; добавки всего 45–170 граммов на тонну бумаги достаточно, чтобы эффективно предотвратить порчу бумажной массы. При использовании для консервации бумажных покрытий рекомендуемая дозировка составляет от 0,015% до 0,03% от общей массы покрытия.
Броморганические соединения
2,2-Дибром-2-цианоацетамид является типичным примером броморганического биоцида. Он оказывает как уничтожающее, так и ингибирующее действие на бактерии и плесень, что делает его пригодным для консервации как покрытий бумаги, так и целлюлозы. Это соединение очень восприимчиво к разложению, причем скорость его разложения ускоряется по мере увеличения pH и температуры. Например, хотя он остается стабильным в течение 155 часов при температуре 25 градусов и pH 6,0, он полностью разлагается всего за 6 минут при pH 9,7. Следовательно, он лучше всего подходит для применения в системах от слабокислых до нейтральных.
Гетероциклические соединения
Примером этого класса является 1,3,5-трис(гидроксиэтил)гексагидро-с-триазин. Это соединение демонстрирует мощное убивающее и ингибирующее действие в отношении различных микроорганизмов, включая *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* и *Escherichia coli*. В основном он используется для консервации покрытий бумаги, хотя его также можно применять для консервации бумажной массы; в частности, он эффективен в широком диапазоне pH и сохраняет свою стабильность даже в сильнощелочных системах.. 1,2-Бензизотиазолин-3-он (сокращенно BTT) эффективен против широкого спектра микроорганизмов, включая бактерии, плесень, дрожжи и сульфатвосстанавливающие-бактерии; он демонстрирует особенно значительную бактерицидную эффективность против грамотрицательных бацилл. Подходит для использования в качестве консерванта в красках и суспензиях; будучи стабильным как в кислых, так и в щелочных условиях, его можно использовать в широком диапазоне pH. Недавно появившийся класс биоцидов на основе изотиазолинона- (также известный как Катон), в основном состоящий из 5-хлор-2-метил-4-изотиазолин-3-она (CMI) и 2-метил-4-изотиазолин-3-она (MI), демонстрирует превосходную противомикробную активность против различных бактерий, плесени, дрожжей и водорослей. Высокая эффективность, широкий спектр действия и экологичность этого класса бактерицидных консервантов широко признаны во всем мире; они применимы для микробного контроля и консервации целлюлозы, оборотной воды и красок в подходящем диапазоне pH от 4 до 8.
