การจำแนกประเภทของสารฆ่าเชื้อแบคทีเรียและสารกันบูด

สารกันบูดต้านจุลชีพมีความหลากหลายในธรรมชาติ ขึ้นอยู่กับโครงสร้างโมเลกุลของพวกมัน พวกมันสามารถแบ่งได้เป็นประเภทอนินทรีย์และอินทรีย์อย่างกว้างๆ

สารกันบูดต้านจุลชีพอนินทรีย์
ขึ้นอยู่กับกลไกการออกฤทธิ์ สารกันบูดต้านจุลชีพอนินทรีย์สามารถแบ่งเพิ่มเติมได้เป็นประเภทออกซิเดชั่นและรีดักทีฟ สารต้านจุลชีพแบบรีดิวซ์ออกฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและการฟอกขาวผ่านความสามารถในการลดสารดังกล่าว-ตัวอย่าง ได้แก่ กรดซัลฟูรัสและเกลือของกรดซัลฟูรัส ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นสารฟอกขาว ในทางกลับกัน สารต้านจุลชีพแบบออกซิเดชั่นจะให้ผลในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียผ่านความสามารถในการออกซิไดซ์ แม้ว่าสารเหล่านี้จะมีศักยภาพสูง แต่ก็มีแนวโน้มที่จะไม่เสถียรทางเคมี มีแนวโน้มที่จะสลายตัว และมีระยะเวลาการออกฤทธิ์ที่จำกัด นอกจากนี้ พวกมันยังมักจะปล่อยกลิ่นอันไม่พึงประสงค์ออกมาอย่างชัดเจนอีกด้วย ด้วยเหตุนี้ สิ่งเหล่านี้จึงถูกใช้เป็นหลักในการฆ่าเชื้อและฆ่าเชื้ออุปกรณ์ ภาชนะบรรจุ ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูป- และน้ำในกระบวนการผลิต หมวดหมู่นี้ครอบคลุมถึงสารเตรียมที่มีคลอรีน-และเปอร์ออกไซด์เป็นหลัก

ไฮโปคลอไรต์
ไฮโปคลอไรต์เป็นสารฟอกขาวแบบดั้งเดิมโดยที่ส่วนประกอบ "แอคทีฟคลอรีน" มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้สูง คลอรีนแทรกซึมเข้าไปภายในเซลล์จุลินทรีย์ ขัดขวางโปรตีนของเอนไซม์ในเซลล์ หรือยับยั้งเอนไซม์ที่มีความไวต่อการเกิดออกซิเดชัน ส่งผลให้จุลินทรีย์ตายได้ ไฮโปคลอไรต์มีประสิทธิภาพในการกำจัดจุลินทรีย์ในวงกว้าง รวมถึงเซลล์แบคทีเรียในพืช สปอร์ของแบคทีเรีย ไวรัส ยีสต์ และเชื้อรา ประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญภายใต้สภาวะที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิที่สูงขึ้น ความเข้มข้นสูง เวลาสัมผัสที่ยาวนาน และระดับ pH ต่ำ

คลอรามีน
คลอรามีนเป็นสารต้านจุลชีพที่มีประสิทธิภาพโดยมีคุณสมบัติในการออกซิไดซ์เล็กน้อย ในโรงงานผลิตกระดาษ โดยทั่วไปคลอรามีนจะถูกสร้างขึ้นโดยการผสมแอมโมเนียมซัลเฟตกับสุราฟอกขาวโดยตรง (ประกอบด้วยแอคทีฟคลอรีน 18–20 กรัม/ลิตร) ผลิตภัณฑ์เฉพาะของปฏิกิริยานี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับ pH ของสารละลาย: ที่ pH 5 ปฏิกิริยาจะได้ NHCl₂; ที่ pH 7 หรือสูงกว่า ปฏิกิริยาจะได้ NH₂Cl เมื่อเติมลงในเยื่อกระดาษ ปริมาณคลอรามีนที่แนะนำจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.03% ถึง 0.05% ของน้ำหนักเยื่อกระดาษ เมื่อใช้กับ "น้ำสีขาว" (น้ำในกระบวนการรีไซเคิล) ความเข้มข้นที่แนะนำคือ 3–5 มก./ลิตร ทั้งการเตรียมและการใช้คลอรามีนควรดำเนินการภายใต้สภาวะที่เป็นด่างหรือเป็นด่างอ่อน ในทางกลับกัน ระดับ pH ที่สูงเกินไปจะส่งผลต่อประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย ข้อได้เปรียบหลักของการใช้คลอรามีน ได้แก่ ต้นทุนต่ำและประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตามข้อเสียได้แก่ กลิ่นฉุนรุนแรง ซึ่งส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงาน และอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ เพื่อบรรเทาการพัฒนาของการต้านทานแบคทีเรีย การใช้คลอรามีนกับคอปเปอร์ซัลเฟต-สลับกันตามตารางการทำความสะอาดของโรงงาน- ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพสูง

ไบโอไซด์อินทรีย์และสารกันบูด
สารกำจัดศัตรูพืชและสารกันบูดอินทรีย์มีข้อดีหลายประการ รวมถึงประสิทธิภาพสูง ความเป็นพิษต่ำ และความสามารถในการย่อยสลายทางชีวภาพที่ดีเยี่ยม ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิตกระดาษ ปัจจุบัน สารหลักที่ใช้ในภาคนี้ ได้แก่ สารประกอบออร์กาโนซัลเฟอร์ สารประกอบออร์กาโนโบรมีน และไนโตรเจน-ซัลเฟอร์-ที่มีสารประกอบเฮเทอโรไซคลิก
ในประเทศ บริษัทจำนวนมากทุ่มเทให้กับการวิจัยและการขายไบโอไซด์เหล่านี้ โดยมีกิจกรรมที่เข้มข้นที่พบในจีนตะวันออก (เช่น หนานจิง กูเทียน) และจีนตอนใต้ (เช่น กวางโจว กู่อี้)

สารประกอบออร์กาโนซัลเฟอร์
ผลิตภัณฑ์ตัวแทนในหมวดหมู่นี้คือ Methylene Bisthiocyanate (ตัวย่อว่า MBT) MBT มีฤทธิ์ฆ่าเชื้อทางชีวภาพในวงกว้าง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงผลการฆ่าเชื้อแบคทีเรีย เชื้อรา และสาหร่ายอย่างมีนัยสำคัญ จึงเหมาะสำหรับใช้ในการถนอมทั้งเยื่อกระดาษและสารเคลือบกระดาษ ในการใช้งานจริง โดยทั่วไป MBT จะถูกผสมเป็นสารละลาย 10% (โดยน้ำหนัก) โดยการผสมกับตัวทำละลายและสารเสริมฤทธิ์กัน เมื่อเติมในปริมาณ 7.5 มก./ลิตร จะสามารถบรรลุอัตราการฆ่าเชื้อเกิน 99.8% ภายใน 30 นาที สารนี้เหมาะสำหรับใช้ในระบบที่มีค่า pH น้อยกว่า 11 สารไบโอไซด์ออร์กาโนซัลเฟอร์ที่ใช้กันทั่วไปอีกชนิดหนึ่งคือ Benzothiazol-3-one สารกันบูดนี้มีความเป็นพิษต่ำมากต่อมนุษย์และสัตว์อื่นๆ การเติมกระดาษเพียง 45–170 แกรมต่อตันก็เพียงพอที่จะป้องกันการเน่าเสียของเยื่อกระดาษได้อย่างมีประสิทธิภาพ เมื่อใช้ในการถนอมการเคลือบกระดาษ ปริมาณที่แนะนำจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0.015% ถึง 0.03% ของน้ำหนักการเคลือบทั้งหมด

สารประกอบออร์กาโนโบรมีน
2,2-Dibromo-2-cyanoacetamide เป็นตัวอย่างที่สำคัญของไบโอไซด์ออร์กาโนโบรมีน มีฤทธิ์ทั้งฆ่าและยับยั้งแบคทีเรียและเชื้อรา ทำให้เหมาะสำหรับการเก็บรักษาทั้งการเคลือบกระดาษและเยื่อกระดาษ สารประกอบนี้มีความไวต่อการสลายตัวสูง โดยมีอัตราการย่อยสลายเร่งตัวขึ้นเมื่อทั้ง pH และอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ตัวอย่างเช่น แม้ว่าจะยังคงเสถียรเป็นเวลา 155 ชั่วโมงที่ 25 องศา และ pH 6.0 แต่จะสลายตัวอย่างสมบูรณ์ภายในเวลาเพียง 6 นาที ที่ pH 9.7 ดังนั้นจึงเหมาะที่สุดสำหรับการใช้งานในระบบที่มีความเป็นกรดอ่อนถึงระบบที่เป็นกลาง

สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก
ตัวอย่างของคลาสนี้คือ 1,3,5-Tris(hydroxyethyl)hexahydro-s-triazine สารประกอบนี้แสดงให้เห็นถึงฤทธิ์ในการฆ่าและยับยั้งจุลินทรีย์ต่างๆ รวมถึง *แอโรแบคเตอร์*, *ซูโดโมแนส แอรูจิโนซา*, *บาซิลลัส* และ *เอสเชอริเชีย โคไล* ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการเก็บรักษาการเคลือบกระดาษ แม้ว่าจะสามารถนำมาใช้กับการเก็บรักษาเยื่อกระดาษได้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีประสิทธิภาพในช่วง pH ที่กว้างและรักษาความเสถียรแม้ในระบบที่มีความเป็นด่างสูง. 1,2-เบนซิโซไทอาโซลิน-3-หนึ่งรายการ (เรียกโดยย่อว่า BTT) มีประสิทธิภาพในการต่อต้านจุลินทรีย์หลากหลายประเภท รวมถึงแบคทีเรีย เชื้อรา ยีสต์ และซัลเฟต-รีดิวซ์แบคทีเรีย มันแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียที่มีนัยสำคัญโดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อแบคทีเรียแกรมลบ- เหมาะสำหรับใช้เป็นสารกันบูดในสีและสารละลาย มีความคงตัวภายใต้สภาวะที่เป็นกรดและด่าง จึงสามารถใช้ได้ในช่วง pH ที่กว้าง กลุ่มของสารกำจัดศัตรูพืชที่มีไอโซไทอาโซลิโนน-ที่เพิ่งเกิดขึ้น (หรือที่รู้จักในชื่อ Kathon) ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วย 5-คลอโร-2-เมทิล-4-ไอโซไทอาโซลิน-3-โอน (CMI) และ 2-เมทิล-4-ไอโซไทอาโซลิน-3-โอน (MI) มีฤทธิ์ต้านจุลชีพที่ดีเยี่ยมในการต่อต้านแบคทีเรีย เชื้อรา ยีสต์ และสาหร่ายต่างๆ ประสิทธิภาพสูง มีฤทธิ์ในวงกว้าง และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมของสารกันบูดฆ่าเชื้อแบคทีเรียประเภทนี้ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางทั่วโลก ใช้สำหรับการควบคุมจุลินทรีย์และการเก็บรักษาเยื่อกระดาษ น้ำสีขาว และสี ภายในช่วง pH ที่เหมาะสมที่ 4 ถึง 8