做和杀菌防腐剂在造纸工业中的应用概述

杀菌防腐剂在造纸工业中的应用概述

摘 要：采用杀菌防腐剂是控制造纸工业细菌障碍的有效办法，介绍了造纸工业中有害细菌种类及其危害、对杀菌防腐剂的基本要求和杀菌防腐机理，最后介绍了造纸工业上常用的杀菌防腐剂和使用情况。

关键词：杀菌防腐剂；微生物；造纸工业；细菌

由于造纸工业的发展和世界可利用资源的日益紧张，众多厂家都开始注重大量循环利用废纸和造纸白水以降低生产成本和减少环境污染，这就不可避免地把大量细菌带进纸机生产系统；中性施胶的逐步推广也会使得抄纸系统的微生物比酸性系统更易于生长繁殖。由于系统中大量微生物的存在，很容易导致在纸浆和白水流经的各种设备和管路系统中形成腐浆。系统中产生的腐浆容易松脱掉落，若腐浆混入抄纸的纸浆中，会引起纸页断头或产生空洞等纸病，使得纸张的尘埃度增加、废品率上升；此外，如果腐浆与其他有机物和无机物结合，就会形成腐浆粘液沉积物，污染铜和毛毯，严重影响纸张的产量和质量以及生产操作的正常进行。在涂布纸加工过程中，由于涂料中含有淀粉或蛋白质等胶粘剂，容易引起微生物繁殖。微生物的存在和生长会影响涂料的粘结和流动性能，使涂料品质劣化，颜色变深，最后导致涂布纸表面强度降低和表面产生污斑等。在生产系统出现以上情况时，工厂常用的做法是停机清洗，通过清洗来暂时控制纸机表面的微生物生长，以消除或降低微生物污染带来的危害。然而，由于原料循环回用和添加助剂所带来的微生物污染通过停机清洗是解决不了的。因此，在生产中除应做好清洁工作外，在纸浆和涂料中加人防腐剂来抑制或杀灭微生物是提高纸张性能和保证生产正常进行的有效措施。

1 纸机系统中常见菌种及危害

在纸机系统中存在多种细菌及霉菌，由其产生的菌泥及沉积物的表现形式也不相同。例如在部脱水板边缘经常可看到浅灰色带酸臭味的沉积物，在多圆盘白水回收机处可看到黄褐色带较强腐臭味的菌泥沉积物。前者是由很多丝状杆菌和球菌与大量无机沉积物结合形成许多团块，后者是由纤维、无机沉积物和其中夹杂的大量微生物团块形成的菌泥。纸机系统中常见菌种及其危害性如下：

(1)需氧非孢子型杆菌和球菌。能够形成膜，使浆料中的纤维凝聚成团，影响纸页成形；

(2)需氧孢子型杆菌。能分泌酸性物质，使系统酸碱性发生变化影响系统控制；

(3)厌氧性菌类。它能分解蛋白质、纤维、淀粉等，同时产生臭气；

(4)乳酸菌。产生乳酸，影响系统控制；

(5)硫酸盐分解菌。产生沉积物，影响滤水效果；

(6)微菌菌丝。菌丝长而缠绕纤维，使纤维分散不均匀，影响成形；

(7)酵母菌。可形成片状、膜状粘泥，粘或堵塞管道。

2 杀紧缩试样的抗压能力与其高度h0菌防腐剂的基本要求及作用机理

2．1 杀菌防腐剂的基本要求

造纸工业使用的理想防腐剂应该具有如下性质：

(1)高效、快速、广谱的杀菌和抑菌能力，使细菌在短时间内被杀死或使其细胞失去生长和繁殖能力；

(2)应具有低毒、易分解和一定的溶解性，用后在一定条件下自行分解，不会或很少对环境造成污染，对产品用户不会造成伤害；

(3)无刺激性异味，对环境无严重污染或对操作者不会形成不良影响；

(4)对微生物有较长时间的效能，细菌不会在短时间内产生耐药性而对其失去作用。

2．2 杀菌防腐剂的作用机理

杀菌防腐剂主要是通过杀死细菌或使其失去生长繁殖能力来保证物料在使用过程中不产生腐败变质。杀菌防腐剂可使微生物中的蛋白质变性，消灭细胞的活性而使细胞死亡；此外，杀菌防腐剂也可使微生物的细胞遗传基因发生变异或干扰细胞内部酶的活性使其难以繁殖生长，从而对微生物起到抑制作用。防腐剂的杀菌和抑菌作用往往与其浓度和作用时间有关，同一防腐剂，浓度高或作用时间长可以杀灭细菌，浓度低或作用时间短则只能起到抑制作用。另外，同一防腐剂对不同微生物的作用也完全不同，对某种微生物可起到杀灭作用的防腐剂对另一种微生物可能只有抑制作用。

3 造纸工业常用杀菌剂介绍

3．1 无机防腐剂

无机防腐剂主要可分为两类，即氧化型杀菌防腐剂和还原型杀菌防腐剂。还原型杀菌防腐剂由于它的还原能力而具有杀菌作用和漂白作用，如亚硫酸及其盐，故其主要用作漂白剂；氧化型杀菌防腐剂是借助它本身的氧化能力而起杀菌作用，其杀菌消毒能力强，但化学性质较不稳定，易分解，作用不能持久，且有异臭味，所以多用于对设备、容器、半成品及水的消毒杀菌，主要包括氯制剂和过氧化物。

3．1．1 次氯酸盐

次氯酸盐是一种传统的漂白剂，其中的有效氯也具有很强的杀菌作用，氯可以侵入微生物细胞内，破坏细胞中酶蛋白，或抑制其对氧化作用敏感的酶类，导致微生物死亡。次氯酸盐对细菌的繁殖型细胞、芽孢、病毒、酵母、霉菌等多种微生物都有杀灭作用，高温、高浓、长时间及低pH值条件下杀菌作用得到增强。

3．1．2 氯胺

氯胺也是一种有效的弱氧化性杀菌剂，是利用氯的氧化作用来杀菌的。纸厂所用氯胺一般是使用硫酸铵和漂液(有效氯18—20g／L)直接混合而成。混合反应根据溶液pH值的不同而不同，pH值为5时反应生成物为NHCl2，pH值为7以上时反应生成物为NH2Cl。加到纸浆中的氯胺用量为纸浆量的0．03％-0．05％；若用于白水中，则氯胺为白水量的3—5mg／L。在制造和使用氯胺时，应在碱性或微碱性条件下进行，但pH值过高则会降低杀菌能力。使用氯胺的优点是成本低，抑菌和杀菌效果好，可减少由腐浆造成的断头，缺点是气味大，影响操作环境，对人的健康有不良影响。为防止细菌产生抗药性，可按清洗周期交替使用氯胺和硫酸铜，有可有效减轻液压系统的冲击；很好的效果。

3．2有机杀菌防腐剂

有机杀菌防腐剂具有高效、低毒、生物降解性好等优点，国外使用的杀菌防腐剂大多为有机杀菌防腐剂。在国内，众多厂家也已经开始重视有机杀菌防腐剂的开发使用。过去使用的醋酸苯汞等有机汞、三丁基氧化锌等有机锌类杀菌防腐剂虽有很高的杀菌防腐效果，但因有剧毒，已被禁止使用；氯酚衍生物类如五氯苯酚、对氯—二甲基苯酚等虽有良好杀菌效果，但也有一定毒性而被限制使用。目前主要用有机硫、有机溴和含氮硫杂环化合物。

3．2．1 表面活性剂

杀菌防腐作用是表面活性剂的派生性质，阳离子和两性表面活性剂在这方面作用比较显著。表面活性剂杀菌防腐的机理尚不完全清楚，一般认为是表面活性剂的阳离子基吸附于微生物的实行标准本钱管理细胞壁，破坏细胞壁内的某种酶，与蛋白质发生某种反应并影响微生物正常的代谢过程，最终导致微生物死亡。阳离子表面活性剂特别是分子结构中带有苄基的季铵盐具有较强的杀菌性能，但在存在其他蛋白质或重金属离子的场合，某些两性表面活性剂的杀菌能力将超过阳离子表面活性剂，特别是与阴离子表面活性剂复配的场合，更显出两性表面活性剂的优越性。

3．2．2 有机硫杀菌防腐剂

代表性产品是亚甲基双硫氰酸酯(简称MBT)。MBT纯品为五色至淡黄色针状结晶，熔点℃，可溶于二甲基酰胺、二氧六环等有机溶剂，在沸水中溶解度为4％-5％，不溶于冷水，加热至100℃以上或在pH值11．2时可分解。MBT具有很强的灭菌作用，且灭菌谱较广，对细菌、真菌和藻类均有明显杀灭作用，国外在1965年开始合成并成功应用于工业防腐防霉等。以MBT用溶剂和其它增效剂复配成质量分数为10％的有效浓度溶液，在加入量为7．5 mg／L时，在30min内灭菌率可达99．8％以上。常用的有机硫杀菌防腐剂还有苯并异噻唑—3—酮，这种防腐剂对人和其他动物毒害很小，每吨纸加入g即可有效地防止腐浆产生；涂料防腐时用量为涂料质量的0．015％-0．03％。近来新出现的是异噻唑啉酮类(又名卡松)，其主要成分为5—氯—2—甲基—4—异噻唑啉—3—酮(CMl)和2—甲基—4—异噻唑啉—3—酮(Ⅷ)，这类杀菌防腐剂的高效性、广谱性、环保性也已被世人所公认，可应用于纸浆、纸机白水和造纸涂料的杀菌防腐。

3．2．3 有机溴杀菌防腐剂

2，2—二溴—氰基乙酰胺是典型的有机溴杀菌防腐剂之一。其外观为无色结晶，熔点为℃，易溶于水，极易分解，分解速度随pH值和温度升高而加速，如在25℃、pH值6．0时可稳定155h，而在pH值9．7时仅6min多就分解，在0℃、pH值9．7时则可稳定1．5h以上。

4 杀菌防腐剂的使用

杀菌防腐剂的选用应根据生产条件、浆料的性质、pH值等因素来确定。应尽可能选用杀菌谱较广的杀菌防腐剂；如长期使用，应考虑两种或几种杀菌防腐剂交替使用特别需要注意的是电子拉力机的有效行程和试样夹具两方面拉力范围的不同，避免微生物产生耐药性；如加入包装接触食品的纸和纸板时，应考虑其毒性和最大容许使用量；注意pH值的影响，一般对嗜碱性细菌，要选用酸性杀菌防腐剂，嗜酸性细菌