由于造纸工业的高度发展,在制浆造纸过程中,由于浆料中含有丰富的细菌生长的营养物质(蛋白质、碳水化合物、水解糖等),在适当的温度和湿度条件下,细菌会迅速繁殖。 在纸料和白水流经的各种设备和管道系统中,如果不经常停机清洗和保持清洁,各种细菌很可能大量繁殖,成为灾难,形成大量污泥。 如果将这种纸浆混入造纸的纸浆中,就会造成断纸或空隙等纸张问题,从而增加纸张的含尘量,提高废品率。 因此,造纸工业生产中的防腐控制应引起足够的重视。除了做好生产过程中的清洁工作外,在纸浆和涂料中添加防腐剂抑制或杀灭微生物,是提高纸张性能、保证正常生产的有效措施。
防腐剂的主要功能是确保材料在使用过程中不会因杀死细菌或使其失去生长和繁殖能力而变质。 防腐剂可使微生物中的蛋白质变性,消除细胞的活性,导致细胞死亡; 防腐剂还能使微生物的遗传基因发生突变或干扰细胞内酶的活性,使其难以繁殖和生长,从而达到抑制微生物的作用。 防腐剂的杀菌、抗菌作用往往与其浓度和作用时间有关。 对于同一种防腐剂,高浓度或长作用时间可以杀死细菌,而低浓度或短作用时间只能抑制细菌。 另外,同一种防腐剂对不同微生物的作用也完全不同。 可以杀死某种微生物的防腐剂可能只能抑制另一种微生物。
造纸工业中使用的理想防腐剂应具有以下特性:
(l)高效、快速、广谱的杀菌、抗菌能力,使细菌在短时间内被杀死或使其细胞失去生长繁殖能力;
(2)无刺激性气味,对环境无严重污染,对操作人员无不良影响;
(3)对微生物有长期作用,细菌不会在短时间内产生耐药性而失去对它们的作用。
(4)应具有低毒、易分解和一定的溶解度,使用后在一定条件下会自行分解,对环境造成很少或没有污染,对产品使用者无危害。
造纸工业使用的防腐剂主要有有机防腐剂和无机防腐剂。
1)无机防腐剂(氯胺、亚硫酸及其盐、次氯酸盐、二氧化氯等)因其氧化性或还原性而具有杀菌作用,但其化学性质比较不稳定,容易分解,作用不能持久。 有异味,多用于设备、容器、半成品、水的消毒灭菌;
2)有机杀菌防腐剂(表面活性剂、有机气味杀菌防腐剂等)具有高效、低毒、生物降解性好等优点。 目前使用的杀菌防腐剂大多是有机杀菌防腐剂。 在国内,不少厂家也开始关注有机杀菌防腐剂的开发和使用。
杀菌防腐剂的选择应根据生产条件、浆料性质、pH值等因素确定。 应尽可能选择杀菌谱广的杀菌防腐剂;若长期使用,应交替使用两种或两种以上杀菌防腐剂,以免微生物产生耐药性;如果添加与食品接触的纸和纸板,应考虑其毒性和最大允许用量;注意pH值的影响。 一般情况下,对于嗜碱性细菌,应使用酸性杀菌防腐剂,对于嗜酸性细菌,应使用碱性杀菌防腐剂。