نگهدارنده های ضد میکروبی در طبیعت متنوع هستند. بر اساس ساختار مولکولی آنها، می توان آنها را به طور کلی به دو دسته معدنی و آلی طبقه بندی کرد.
نگهدارنده های ضد میکروبی غیر آلی
بر اساس مکانیسم عمل، نگهدارنده های ضد میکروبی معدنی را می توان به انواع اکسیداتیو و احیا کننده تقسیم کرد. عوامل ضد میکروبی تقلیلدهنده اثرات باکتریکشی و سفید کنندگی خود را از طریق قابلیتهای کاهشدهندهی خود اعمال میکنند{1}بهعنوان مثال، اسید سولفور و نمکهای آن، که عمدتاً بهعنوان عوامل سفیدکننده استفاده میشوند. عوامل ضد میکروبی اکسیداتیو، برعکس، اثرات ضد باکتریایی خود را از طریق قابلیت های اکسید کننده خود به دست می آورند. در حالی که این عوامل بسیار قوی هستند، تمایل دارند از نظر شیمیایی ناپایدار، مستعد تجزیه و مدت زمان اثر محدودی باشند. علاوه بر این، آنها اغلب بوی مشخص و نامطبوعی از خود متصاعد می کنند. در نتیجه، آنها عمدتاً برای ضدعفونی و استریل کردن تجهیزات، ظروف، محصولات نیمه تمام{5}}و آب فرآیند استفاده میشوند. این دسته عمدتاً شامل آمادهسازی-کلر و پراکسیدها میشود.
هیپوکلریت ها
هیپوکلریت ها مواد سفید کننده سنتی هستند که در آنها جزء "کلر فعال" فعالیت باکتری کش قوی را نشان می دهد. کلر به داخل سلول های میکروبی نفوذ می کند، پروتئین های آنزیمی سلولی را مختل می کند یا آنزیم های حساس به اکسیداسیون را مهار می کند و در نتیجه منجر به مرگ میکروبی می شود. هیپوکلریت ها در ریشه کن کردن طیف وسیعی از میکروارگانیسم ها از جمله سلول های باکتریایی رویشی، هاگ های باکتری، ویروس ها، مخمرها و کپک ها موثر هستند. اثر باکتری کشی آنها در شرایطی که شامل دماهای بالا، غلظت های بالا، زمان تماس طولانی مدت و سطوح pH پایین است، به طور قابل توجهی افزایش می یابد.
کلرامین ها
کلرامین ها عوامل ضد میکروبی موثری هستند که با خاصیت اکسید کننده ملایم آنها مشخص می شود. در کارخانههای تولید کاغذ، کلرامینها معمولاً با مخلوط کردن مستقیم سولفات آمونیوم با یک مایع سفیدکننده (حاوی 18 تا 20 گرم در لیتر کلر فعال) تولید میشوند. محصولات خاص این واکنش بسته به pH محلول متفاوت است: در pH 5، واکنش NHCl2 تولید می کند. در pH 7 یا بالاتر، واکنش NH2Cl تولید می کند. هنگامی که به خمیر کاغذ اضافه می شود، دوز توصیه شده کلرامین از 0.03٪ تا 0.05٪ از وزن خمیر کاغذ متغیر است. هنگامی که روی "آب سفید" (آب فرآیند بازیافتی) اعمال می شود، غلظت توصیه شده 3-5 میلی گرم در لیتر است. هم آمادهسازی و هم کاربرد کلرامینها باید در شرایط قلیایی یا قلیایی ضعیف انجام شود. برعکس، سطوح PH بیش از حد بالا، اثر باکتری کشی آنها را به خطر می اندازد. مزایای اصلی استفاده از کلرامین ها شامل هزینه کم و اثربخشی بالا است. با این حال، معایب آنها شامل بوی قوی و تند است که بر محیط عملیاتی تأثیر منفی می گذارد و خطرات بالقوه ای برای سلامتی انسان ایجاد می کند. برای کاهش رشد مقاومت باکتریایی، ثابت شده است که استفاده متناوب از کلرامین ها با سولفات مس-همراستا با برنامه تمیز کردن تأسیسات{15}}یک استراتژی بسیار مؤثر است.
بیوسیدها و نگهدارنده های آلی
بیوسیدها و نگهدارنده های آلی مزایای متعددی از جمله راندمان بالا، سمیت کم و زیست تخریب پذیری عالی دارند. در نتیجه، آنها به طور گسترده در صنعت کاغذ سازی استفاده می شوند. در حال حاضر، عوامل اولیه مورد استفاده در این بخش شامل ترکیبات آلی گوگردی، ترکیبات ارگانوبرومین، و ترکیبات هتروسیکلیک حاوی نیتروژن-گوگرد-می باشد.
در داخل کشور، شرکت های متعددی به تحقیق و فروش این بیوسیدها اختصاص داده شده اند، با تمرکز فعالیت در شرق چین (به عنوان مثال، نانجینگ گوتیان) و چین جنوبی (مانند گوانگژو گویی).
ترکیبات آلی گوگردی
یک محصول نماینده در این دسته متیلن بیستیوسیانات (به اختصار MBT) است. MBT دارای طیف گسترده ای از فعالیت های بیوسیدال است که اثرات کشنده قابل توجهی را علیه باکتری ها، قارچ ها و جلبک ها نشان می دهد. بنابراین برای استفاده در حفظ خمیر کاغذ و پوشش های کاغذ مناسب است. در کاربرد عملی، MBT معمولاً با مخلوط کردن آن با حلال ها و عوامل هم افزایی به یک محلول 10٪ (از نظر وزن) فرموله می شود. هنگامی که با دوز 7.5 میلی گرم در لیتر اضافه می شود، می تواند در عرض 30 دقیقه به نرخ استریلیزاسیون بیش از 99.8٪ برسد. این عامل برای استفاده در سیستم هایی با مقدار pH کمتر از 11 مناسب است. یکی دیگر از بیوسیدهای ارگانوسولفور معمولی Benzothiazol-3-one است. این ماده نگهدارنده سمیت بسیار کمی برای انسان و سایر حیوانات نشان می دهد. افزودن تنها 45 تا 170 گرم در هر تن کاغذ برای جلوگیری از فساد خمیر کاغذ کافی است. هنگامی که برای حفظ پوشش های کاغذی استفاده می شود، دوز توصیه شده از 0.015٪ تا 0.03٪ از وزن کل پوشش متغیر است.
ترکیبات ارگانوبرومین
2،2-Dibromo-2-cyanoacetamide یک نمونه اساسی از یک بیوسید ارگانوبرومین است. هم اثرات کشنده و هم بازدارنده در برابر باکتری ها و کپک ها دارد و برای حفظ پوشش های کاغذ و خمیر کاغذ مناسب است. این ترکیب به شدت مستعد تجزیه است و سرعت تجزیه آن با افزایش pH و دما تسریع میشود. به عنوان مثال، در حالی که به مدت 155 ساعت در دمای 25 درجه و pH 6.0 پایدار می ماند، در PH 9.7 تنها در عرض 6 دقیقه کاملاً تجزیه می شود. در نتیجه، برای کاربرد در سیستمهای خنثی با اسیدی ملایم مناسب است.
ترکیبات هتروسیکلیک
نمونه ای از این کلاس 1،3،5-Tris(hydroxyethyl)hexahydro-s{10}}triazine است. این ترکیب دارای اثرات کشنده و مهارکننده قوی علیه میکروارگانیسم های مختلف از جمله *Aerobacter*، *Pseudomonas aeruginosa*، *Bacillus* و *Escherichia coli* است. در درجه اول برای حفظ پوشش های کاغذ استفاده می شود، اگرچه می توان آن را برای حفظ خمیر کاغذ نیز به کار برد. به ویژه، در محدوده وسیعی از pH موثر است و پایداری خود را حتی در سیستمهای قلیایی قوی حفظ میکند. 1، 2-Benzisothiazolin-3{15}}یک (به اختصار BTT) در برابر طیف وسیعی از میکروارگانیسمها، از جمله باکتریها، کپکها، مخمرها و سولفاتها مؤثر است. این اثر ضد باکتریایی قابل توجهی را در برابر باسیل های گرم منفی نشان می دهد. برای استفاده به عنوان نگهدارنده در رنگ ها و دوغاب ها مناسب است. پایدار بودن آن در هر دو شرایط اسیدی و قلیایی، می تواند در محدوده وسیعی از pH مورد استفاده قرار گیرد. دستهای از بیوسیدهای مبتنی بر ایزوتیازولینون- (همچنین به عنوان کاتون شناخته میشوند) که به تازگی پدیدار شدهاند - که عمدتاً از 5-کلرو-2- متیل-4-ایزوتیازولین-3-ون (CMI) و 2-متیل-4-ایزوتیازولین-3-ون (MI) تشکیل شدهاند و فعالیت بسیار خوبی در برابر باکتریهای مختلف از خود نشان میدهند. راندمان بالا، فعالیت وسیع الطیف و ماهیت سازگار با محیط زیست این دسته از نگهدارنده های ضد باکتری به طور گسترده در سطح جهانی شناخته شده است. آنها برای کنترل میکروبی و حفظ خمیر، آب سفید و رنگ ها در محدوده pH مناسب 4 تا 8 قابل استفاده هستند.
