סיווג קוטלי חיידקים וחומרים משמרים

חומרים משמרים אנטי-מיקרוביאליים מגוונים באופיים; בהתבסס על המבנים המולקולריים שלהם, ניתן לסווג אותם באופן נרחב לקטגוריות אנאורגניות ואורגניות.

חומרים משמרים אנטי-מיקרוביאליים אנאורגניים
בהתבסס על מנגנוני הפעולה שלהם, ניתן לחלק חומרים משמרים אנטי-מיקרוביאליים אנאורגניים לסוגים חמצוניים ורדוקטיביים. חומרים אנטי-מיקרוביאליים מפחיתים מפעילים את ההשפעות הקוטליות וההלבנתיות שלהם באמצעות יכולות ההפחתה שלהם-דוגמאות כוללות חומצה גופרתית ומלחיה, המשמשים בעיקר כחומרי הלבנה. חומרים אנטי-מיקרוביאליים חמצוניים, לעומת זאת, משיגים את השפעותיהם החיידקיות באמצעות יכולות החמצון שלהם. בעוד שסוכנים אלה חזקים מאוד, הם נוטים להיות לא יציבים מבחינה כימית, נוטים להתפרק, ובעלי משך פעולה מוגבל; יתר על כן, לעתים קרובות הם פולטים ריח ברור, לא נעים. כתוצאה מכך, הם משמשים בעיקר לחיטוי ועיקור של ציוד, מיכלים, מוצרים-גמורים למחצה ומי תהליך; קטגוריה זו כוללת בעיקר תכשירים המבוססים על כלור- וחמצנים.

היפוכלוריטים
היפוכלוריטים הם חומרי הלבנה מסורתיים שבהם מרכיב ה"כלור הפעיל" מפגין פעילות חיידקית חזקה. כלור חודר לפנים של תאים מיקרוביאליים, משבש את חלבוני האנזים התאיים או מעכב אנזימים הרגישים לחמצון, ובכך מוביל למוות של חיידקים. היפוכלוריטים יעילים בהדברת קשת רחבה של מיקרואורגניזמים, כולל תאי חיידקים וגטטיביים, נבגי חיידקים, וירוסים, שמרים ועובשים. יעילות החיידקים שלהם משופרת משמעותית בתנאים הכרוכים בטמפרטורות גבוהות, ריכוזים גבוהים, זמני מגע ממושכים ורמות pH נמוכות.

כלורמינים
כלורמינים הם חומרים אנטי-מיקרוביאליים יעילים המאופיינים בתכונות החמצון הקלות שלהם. במתקני ייצור נייר, כלוראמינים נוצרים בדרך כלל על ידי ערבוב ישיר של אמוניום גופרתי עם משקה הלבנה (המכיל 18-20 גרם/ליטר של כלור פעיל). התוצרים הספציפיים של תגובה זו משתנים בהתאם ל-pH של התמיסה: ב-pH של 5, התגובה מניבה NHCl₂; ב-pH של 7 ומעלה, התגובה מניבה NH₂Cl. כאשר מוסיפים לעיסת נייר, המינון המומלץ של כלורמין נע בין 0.03% ל-0.05% ממשקל העיסה; כאשר מורחים על "מים לבנים" (מי תהליך ממוחזרים), הריכוז המומלץ הוא 3-5 מ"ג/ליטר. הן ההכנה והן היישום של כלוראמינים צריכים להתבצע בתנאים בסיסיים או אלקליים חלשים; לעומת זאת, רמות pH גבוהות מדי יפגעו ביעילותן החיידקית. היתרונות העיקריים של שימוש בכלוראמינים כוללים את העלות הנמוכה שלהם ויעילותם הגבוהה; עם זאת, החסרונות שלהם כוללים ריח חזק וחריף המשפיע לרעה על הסביבה התפעולית ומהווה סיכונים פוטנציאליים לבריאות האדם. כדי למתן את התפתחות העמידות לחיידקים, השימוש לסירוגין בכלוראמינים עם גופרת נחושת-בהתאמה ללוח הזמנים של הניקוי של המתקן- הוכח כאסטרטגיה יעילה ביותר.

ביוצידים וחומרים משמרים אורגניים
ביוצידים וחומרים משמרים אורגניים מציעים יתרונות רבים, לרבות יעילות גבוהה, רעילות נמוכה והתכלות ביולוגית מעולה; כתוצאה מכך, הם נמצאים בשימוש נרחב בתעשיית ייצור הנייר. נכון לעכשיו, הסוכנים העיקריים המועסקים במגזר זה כוללים תרכובות אורגנית גופרית, תרכובות אורגנוברומין ותרכובות הטרוציקליות חנקן-גופרית-.
בתחום המקומי, חברות רבות מוקדשות למחקר ולמכירות של ביוצידים אלה, עם ריכוזי פעילות שנמצאים במזרח סין (למשל, נאנג'ינג גוטיאן) ובדרום סין (למשל, גואנגג'ואו גאי).

תרכובות אורגנוסולפור
מוצר מייצג בקטגוריה זו הוא Methylene Bisthiocyanate (בקיצור MBT). ל-MBT יש קשת רחבה של פעילות ביוצידית, המדגימה השפעות הרג משמעותיות נגד חיידקים, פטריות ואצות; לכן הוא מתאים לשימוש בשימור הן של עיסת נייר והן של ציפוי נייר. ביישום מעשי, MBT מנוסח בדרך כלל לתמיסה של 10% (לפי משקל) על ידי מיזוגו עם ממיסים וחומרים סינרגיסטים. כאשר מוסיפים אותו במינון של 7.5 מ"ג/ליטר, הוא יכול להשיג קצב עיקור העולה על 99.8% תוך 30 דקות. חומר זה מתאים לשימוש במערכות עם ערך pH נמוך מ-11. ביוציד אורגנו-גופרית נפוץ נוסף הוא Benzothiazol-3-one. חומר משמר זה מפגין רעילות נמוכה מאוד לבני אדם ובעלי חיים אחרים; תוספת של 45-170 גרם בלבד לטון נייר מספיקה כדי למנוע ביעילות את קלקול עיסת הנייר. בשימוש לשימור ציפויי נייר, המינון המומלץ נע בין 0.015% ל-0.03% ממשקל הציפוי הכולל.

תרכובות אורגנוברומין
2,2-Dibromo-2-cyanoacetamide הוא דוגמה מהותית לביוציד אורגנוברומין. הוא מפעיל הן השפעות הרג והן השפעות מעכבות כנגד חיידקים ועובשים, מה שהופך אותו למתאים לשימור של ציפוי נייר ועיסה כאחד. תרכובת זו רגישה מאוד לפירוק, כאשר קצב הפירוק שלה מואץ ככל שה-PH והטמפרטורה עולים. לדוגמה, בעוד שהוא נשאר יציב למשך 155 שעות ב-25 מעלות וב-pH של 6.0, הוא מתפרק לחלוטין תוך 6 דקות בלבד ב-pH של 9.7. כתוצאה מכך, הוא מתאים ביותר ליישום במערכות חומציות קלות עד ניטרליות.

תרכובות הטרוציקליות
דוגמה למחלקה זו היא 1,3,5-Tris(hydroxyethyl)hexahydro-s-triazine. תרכובת זו מדגימה השפעות הרג ועיכוב חזקות כנגד מיקרואורגניזמים שונים, כולל *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* ו-*Escherichia coli*. הוא משמש בעיקר לשימור ציפויי נייר, אם כי ניתן ליישם אותו גם לשימור עיסת נייר; יש לציין שהוא יעיל בטווח pH רחב ושומר על יציבותו גם בתוך מערכות אלקליות חזקות. 1,2-Benzisothiazolin-3-one (בקיצור BTT) יעיל נגד מגוון רחב של מיקרואורגניזמים, כולל חיידקים, עובשים, שמרים, וסולפט סולפט;{2} הוא מפגין יעילות חיידקית משמעותית במיוחד נגד חיידקים גראם-שליליים. הוא מתאים לשימוש כחומר משמר בצבעים ותלושים; בהיותו יציב בתנאים חומציים ובסיסיים כאחד, ניתן להשתמש בו על פני טווח pH רחב. קבוצה שהופיעה לאחרונה של ביוצידים המבוססים על איזותיאזולינון (-) (הידועה גם בשם Kathon) - המורכבת בעיקר מ-5-כלורו-2-מתיל-4-איזוטיאזולין-3-און (CMI) ו-2-מתיל-4-איזוטיאזולין-3-און (MI) - מציגה פעילות אנטי-מיקרוביאלית מגוונת, מול חיידקים וחיידקים שונים, מול חיידקים ואנטי-חיידקים. היעילות הגבוהה, הפעילות בספקטרום רחב והאופי הידידותי לסביבה של סוג זה של חומרים משמרים קוטלי חיידקים זוכים להכרה רחבה בעולם; הם ישימים לבקרה ושימור מיקרוביאליים של עיסה, מים לבנים וצבעים, בטווח pH מתאים של 4 עד 8.