Conservanții antimicrobieni sunt de natură variată; pe baza structurilor lor moleculare, ele pot fi clasificate pe scară largă în categorii anorganice și organice.
Conservanți antimicrobieni anorganici
Pe baza mecanismelor lor de acțiune, conservanții antimicrobieni anorganici pot fi împărțiți în continuare în tipuri oxidative și reductive. Agenții antimicrobieni reducători își exercită efectele bactericide și de albire prin capacitățile lor reducătoare-exemplele includ acidul sulfuros și sărurile acestuia, care sunt utilizați în principal ca agenți de albire. Agenții antimicrobieni oxidanți, dimpotrivă, își ating efectele bactericide prin capacitățile lor oxidante. În timp ce acești agenți sunt foarte puternici, ei tind să fie instabili din punct de vedere chimic, predispuși la descompunere și au o durată limitată de acțiune; în plus, deseori emană un miros distinct, neplăcut. În consecință, acestea sunt utilizate în principal pentru dezinfecția și sterilizarea echipamentelor, containerelor, semi--produselor și apei de proces; această categorie cuprinde în primul rând preparatele pe bază de clor-și peroxizii.
hipocloriți
Hipocloriții sunt agenți de albire tradiționali în care componenta „clor activ” prezintă o activitate bactericidă puternică. Clorul pătrunde în interiorul celulelor microbiene, perturbând proteinele enzimelor celulare sau inhibând enzimele care sunt sensibile la oxidare, ducând astfel la moartea microbiană. Hipocloriții sunt eficienți în eradicarea unui spectru larg de microorganisme, inclusiv celulele bacteriene vegetative, sporii bacterieni, virușii, drojdiile și mucegaiurile. Eficacitatea lor bactericidă este îmbunătățită semnificativ în condiții care implică temperaturi ridicate, concentrații mari, timpi de contact prelungiți și niveluri scăzute de pH.
Cloraminele
Cloraminele sunt agenți antimicrobieni eficienți caracterizați prin proprietățile lor ușoare oxidante. În fabricile de hârtie, cloraminele sunt generate de obicei prin amestecarea directă a sulfatului de amoniu cu o soluție de albire (conținând 18-20 g/L de clor activ). Produșii specifici acestei reacții variază în funcție de pH-ul soluției: la un pH de 5, reacția dă NHCl₂; la un pH de 7 sau mai mare, reacția dă NH2Cl. Când se adaugă la pastă de hârtie, doza recomandată de cloramină variază de la 0,03% la 0,05% din greutatea pastei; atunci când se aplică pe „apa albă” (apă de proces reciclată), concentrația recomandată este de 3–5 mg/L. Atât prepararea, cât și aplicarea cloraminelor trebuie efectuate în condiții alcaline sau slab alcaline; dimpotrivă, nivelurile excesiv de ridicate ale pH-ului le vor compromite eficacitatea bactericidă. Avantajele principale ale utilizării cloraminelor includ costul lor scăzut și eficiența ridicată; cu toate acestea, dezavantajele lor includ un miros puternic, înțepător, care are un impact negativ asupra mediului operațional și prezintă riscuri potențiale pentru sănătatea umană. Pentru a atenua dezvoltarea rezistenței bacteriene, alternarea utilizării cloraminelor cu sulfat de cupru-aliniată cu programul de curățare al unității-sa dovedit a fi o strategie extrem de eficientă.
Biocide și conservanți organici
Biocidele și conservanții organici oferă numeroase avantaje, inclusiv eficiență ridicată, toxicitate scăzută și biodegradabilitate excelentă; în consecință, ele sunt utilizate pe scară largă în industria de fabricare a hârtiei. În prezent, agenții primari folosiți în acest sector includ compuși organosulfurați, compuși organobromati și compuși heterociclici care conțin azot-sulf-.
Pe plan intern, numeroase companii sunt dedicate cercetării și vânzării acestor biocide, cu concentrări de activitate întâlnite în China de Est (de exemplu, Nanjing Gutian) și China de Sud (de exemplu, Guangzhou Guyi).
Compuși organosulfurați
Un produs reprezentativ din această categorie este bistiocianatul de metilen (abreviat ca MBT). MBT posedă un spectru larg de activitate biocidă, demonstrând efecte ucidente semnificative împotriva bacteriilor, ciupercilor și algelor; prin urmare, este potrivit pentru utilizarea atât în conservarea pastei de hârtie, cât și a straturilor de hârtie. În aplicarea practică, MBT este formulat în mod obișnuit într-o soluție de 10% (în greutate) prin amestecarea acesteia cu solvenți și agenți sinergici. Când este adăugat la o doză de 7,5 mg/L, poate atinge o rată de sterilizare care depășește 99,8% în 30 de minute. Acest agent este potrivit pentru utilizarea în sisteme cu o valoare a pH-ului mai mică de 11. Un alt biocid organosulfuros utilizat în mod obișnuit este benzotiazol-3-ona. Acest conservant prezintă o toxicitate foarte scăzută pentru oameni și alte animale; un adaos de doar 45–170 de grame pe tonă de hârtie este suficient pentru a preveni în mod eficient deteriorarea pastei de hârtie. Atunci când este utilizat pentru conservarea acoperirilor de hârtie, doza recomandată variază de la 0,015% la 0,03% din greutatea totală a stratului de acoperire.
Compuși organobrominați
2,2-Dibromo-2-cianoacetamida este un exemplu prin excelență de biocid organobrom. Ea exercită atât efecte distrugătoare, cât și efecte inhibitoare împotriva bacteriilor și mucegaiurilor, făcându-l potrivit pentru conservarea atât a straturilor de hârtie, cât și a pastei. Acest compus este foarte susceptibil la descompunere, rata sa de degradare accelerând atât pH-ul, cât și temperatura cresc. De exemplu, deși rămâne stabil timp de 155 de ore la 25 de grade și un pH de 6,0, se descompune complet în doar 6 minute la un pH de 9,7. În consecință, este cel mai potrivit pentru aplicarea în sisteme ușor acide până la neutre.
Compuși heterociclici
Un exemplu al acestei clase este 1,3,5-Tris(hidroxietil)hexahidro-s-triazina. Acest compus demonstrează efecte puternice de distrugere și inhibiție împotriva diferitelor microorganisme, inclusiv *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* și *Escherichia coli*. Este utilizat în principal pentru conservarea acoperirilor de hârtie, deși poate fi aplicat și pentru conservarea pastei de hârtie; în special, este eficient într-o gamă largă de pH și își menține stabilitatea chiar și în sistemele puternic alcaline. 1,2-Benzisotiazolin-3-one (abreviat ca BTT) este eficient împotriva unei game largi de microorganisme, inclusiv bacterii, mucegaiuri, drojdii și bacterii sulfat{23}; demonstrează o eficacitate bactericidă deosebit de semnificativă împotriva bacililor Gram-negativi. Este potrivit pentru utilizare ca conservant în vopsele și nămoluri; fiind stabil atât în condiții acide, cât și în condiții alcaline, poate fi utilizat într-un interval larg de pH. O clasă recent apărută de biocide pe bază de izotiazolinonă (cunoscută și sub denumirea de Kathon) - compusă în principal din 5-clor-2-metil-4-izotiazolin-3-onă (CMI) și 2-metil-4-izotiazolin-3-onă (MI) - prezintă o activitate excelentă împotriva diferitelor bacterii, bacterii și mucegaiuri excelente. Eficiența ridicată, activitatea cu spectru larg și natura ecologică a acestei clase de conservanți bactericizi sunt recunoscute pe scară largă la nivel global; sunt aplicabile pentru controlul microbian și conservarea pastei, apei albe și vopselelor, într-un interval adecvat de pH de la 4 la 8.
