Антимікробні консерванти різноманітні за своєю природою; на основі їх молекулярної структури їх можна класифікувати на неорганічні та органічні категорії.
Неорганічні антимікробні консерванти
За механізмом дії неорганічні антимікробні консерванти можна далі розділити на окисні та відновні. Відновлювальні антимікробні агенти проявляють свою бактерицидну та відбілюючу дію завдяки своїй відновній здатності-приклади включають сірчану кислоту та її солі, які в основному використовуються як відбілювачі. Окислювальні антимікробні агенти, навпаки, досягають свого бактерицидного ефекту завдяки своїй окислювальній здатності. Незважаючи на те, що ці агенти є дуже потужними, вони, як правило, хімічно нестійкі, схильні до розкладання та мають обмежену тривалість дії; крім того, вони часто виділяють чіткий, неприємний запах. Отже, вони переважно використовуються для дезінфекції та стерилізації обладнання, контейнерів, напів-продуктів і технічної води; ця категорія насамперед охоплює препарати на основі-хлору та пероксиди.
Гіпохлорити
Гіпохлорити — це традиційні відбілювачі, в яких компонент «активний хлор» виявляє потужну бактерицидну дію. Хлор проникає всередину мікробної клітини, руйнуючи клітинні ферментні білки або пригнічуючи ферменти, які чутливі до окислення, що призводить до загибелі мікробів. Гіпохлорити ефективні для знищення широкого спектру мікроорганізмів, включаючи вегетативні бактеріальні клітини, спори бактерій, віруси, дріжджі та цвіль. Їх бактерицидна ефективність значно підвищується в умовах, пов’язаних з підвищеними температурами, високими концентраціями, тривалим часом контакту та низьким рівнем pH.
Хлораміни
Хлораміни є ефективними антимікробними агентами, що характеризуються м’якими окислювальними властивостями. На підприємствах з виробництва паперу хлораміни зазвичай утворюються шляхом безпосереднього змішування сульфату амонію з відбілюючим розчином (що містить 18–20 г/л активного хлору). Конкретні продукти цієї реакції змінюються залежно від pH розчину: при pH 5 реакція дає NHCl₂; при рН 7 або вище реакція дає NH₂Cl. При додаванні до паперової маси рекомендована доза хлораміну коливається від 0,03% до 0,05% від маси целюлози; при нанесенні на «білу воду» (перероблена технологічна вода) рекомендована концентрація становить 3–5 мг/л. Як приготування, так і застосування хлорамінів слід проводити в лужних або слаболужних умовах; і навпаки, надмірно високі рівні рН ставлять під загрозу їхню бактерицидну ефективність. До основних переваг застосування хлорамінів відносяться їх низька вартість і висока ефективність; однак їх недоліки включають сильний, різкий запах, який негативно впливає на робоче середовище та створює потенційну небезпеку для здоров'я людини. Щоб пом’якшити розвиток стійкості бактерій, чергування хлорамінів із мідним купоросом-узгоджене з графіком прибирання-виявилося дуже ефективною стратегією.
Органічні біоциди та консерванти
Органічні біоциди та консерванти пропонують численні переваги, включаючи високу ефективність, низьку токсичність і чудову здатність до біологічного розкладання; отже, вони широко використовуються в паперовій промисловості. В даний час основні агенти, що використовуються в цьому секторі, включають сіркоорганічні сполуки, броморганічні сполуки та азот-сірковмісні- гетероциклічні сполуки.
У країні чимало компаній займаються дослідженнями та продажем цих біоцидів, зосереджені в Східному Китаї (наприклад, Нанкін Гутянь) і Південному Китаї (наприклад, Гуанчжоу Гуї).
Сіркоорганічні сполуки
Типовим продуктом у цій категорії є метиленбістіоціанат (скорочено MBT). MBT володіє широким спектром біоцидної дії, демонструючи значний ефект знищення бактерій, грибів і водоростей; тому його можна використовувати для збереження паперової маси та паперових покриттів. У практичному застосуванні MBT зазвичай отримують у вигляді 10% (за масою) розчину шляхом змішування його з розчинниками та синергічними агентами. При додаванні в дозі 7,5 мг/л можна досягти рівня стерилізації, що перевищує 99,8% протягом 30 хвилин. Цей агент підходить для використання в системах із значенням рН менше 11. Іншим широко використовуваним сіркоорганічним біоцидом є бензотіазол-3-он. Цей консервант виявляє дуже низьку токсичність для людини та інших тварин; додавання лише 45–170 грамів на тонну паперу достатньо для ефективного запобігання псуванню паперової маси. При використанні для консервації паперових покриттів рекомендована доза становить від 0,015% до 0,03% від загальної маси покриття.
Броморганічні сполуки
2,2-Дібром-2-ціанацетамід є квінтесенцією прикладу броморганічного біоциду. Він має як знищуючий, так і пригнічуючий ефект проти бактерій і цвілі, що робить його придатним для збереження як паперових покриттів, так і целюлози. Ця сполука дуже сприйнятлива до розкладання, причому швидкість її розкладання прискорюється в міру підвищення рівня pH і температури. Наприклад, незважаючи на те, що він залишається стабільним протягом 155 годин при 25 градусах і рН 6,0, він повністю розкладається всього за 6 хвилин при рН 9,7. Отже, він найкраще підходить для застосування в помірно кислих або нейтральних системах.
Гетероциклічні сполуки
Прикладом цього класу є 1,3,5-трис(гідроксіетил)гексагідро-s-триазин. Ця сполука демонструє потужну знищувальну та інгібіторну дію на різні мікроорганізми, включаючи *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* і *Escherichia coli*. Він в основному використовується для збереження паперових покриттів, хоча його також можна застосовувати для збереження паперової маси; зокрема, він ефективний у широкому діапазоні рН і зберігає свою стабільність навіть у сильно лужних системах. 1,2-Бензізотіазолін-3-один (скорочено BTT) ефективний проти широкого спектру мікроорганізмів, включаючи бактерії, цвіль, дріжджі та сульфат-бактерії; він демонструє особливо значну бактерицидну ефективність проти грам-негативних бактерій. Він придатний для використання як консервант у фарбах і суспензіях; будучи стабільним як у кислотних, так і в лужних умовах, його можна використовувати в широкому діапазоні рН. Нещодавно з’явився клас біоцидів на основі ізотіазолінону- (також відомий як Kathon), який в основному складається з 5-хлор-2-метил-4-ізотіазолін-3-ону (CMI) і 2-метил-4-ізотіазолін-3-ону (MI) — виявляє чудову антимікробну дію проти різних бактерій, цвілі, дріжджів і водоростей. Висока ефективність, широкий спектр дії та екологічність цього класу бактерицидних консервантів широко визнані у всьому світі; вони використовуються для мікробного контролю та збереження целюлози, білої води та фарб у відповідному діапазоні pH від 4 до 8.
