Les conservateurs antimicrobiens sont de nature diverse ; sur la base de leurs structures moléculaires, ils peuvent être largement classés en catégories inorganiques et organiques.
Conservateurs antimicrobiens inorganiques
Sur la base de leurs mécanismes d’action, les conservateurs antimicrobiens inorganiques peuvent être divisés en types oxydatifs et réducteurs. Les agents antimicrobiens réducteurs exercent leurs effets bactéricides et blanchissants grâce à leurs capacités réductrices-les exemples incluent l'acide sulfureux et ses sels, qui sont principalement utilisés comme agents de blanchiment. Les agents antimicrobiens oxydants, à l’inverse, obtiennent leurs effets bactéricides grâce à leurs capacités oxydantes. Bien que ces agents soient très puissants, ils ont tendance à être chimiquement instables, sujets à la décomposition et possèdent une durée d'action limitée ; de plus, ils dégagent souvent une odeur distincte et désagréable. Par conséquent, ils sont principalement utilisés pour la désinfection et la stérilisation des équipements, des conteneurs, des produits semi-finis et des eaux de traitement ; cette catégorie comprend principalement les préparations et les peroxydes à base de chlore-.
Hypochlorites
Les hypochlorites sont des agents de blanchiment traditionnels dans lesquels le composant « chlore actif » présente une puissante activité bactéricide. Le chlore pénètre à l’intérieur des cellules microbiennes, perturbant les protéines enzymatiques cellulaires ou inhibant les enzymes sensibles à l’oxydation, entraînant ainsi la mort microbienne. Les hypochlorites sont efficaces pour éradiquer un large spectre de micro-organismes, notamment les cellules bactériennes végétatives, les spores bactériennes, les virus, les levures et les moisissures. Leur efficacité bactéricide est considérablement améliorée dans des conditions impliquant des températures élevées, des concentrations élevées, des temps de contact prolongés et des niveaux de pH faibles.
Chloramines
Les chloramines sont des agents antimicrobiens efficaces caractérisés par leurs légères propriétés oxydantes. Dans les usines de fabrication de papier, les chloramines sont généralement générées en mélangeant directement du sulfate d'ammonium avec une liqueur de blanchiment (contenant 18 à 20 g/L de chlore actif). Les produits spécifiques de cette réaction varient en fonction du pH de la solution : à un pH de 5, la réaction donne du NHCl₂ ; à un pH de 7 ou plus, la réaction donne du NH₂Cl. Lorsqu'elle est ajoutée à la pâte à papier, la dose recommandée de chloramine varie de 0,03 % à 0,05 % du poids de la pâte ; lorsqu'elle est appliquée à « l'eau blanche » (eau de procédé recyclée), la concentration recommandée est de 3 à 5 mg/L. La préparation et l’application des chloramines doivent être effectuées dans des conditions alcalines ou faiblement alcalines ; à l’inverse, un pH trop élevé compromettra leur efficacité bactéricide. Les principaux avantages de l’utilisation des chloramines sont leur faible coût et leur grande efficacité ; cependant, leurs inconvénients incluent une odeur forte et âcre qui a un impact négatif sur l'environnement opérationnel et présente des risques potentiels pour la santé humaine. Pour atténuer le développement d'une résistance bactérienne, l'utilisation alternée de chloramines et de sulfate de cuivre-conformément au programme de nettoyage de l'installation-s'est avérée être une stratégie très efficace.
Biocides et conservateurs biologiques
Les biocides et conservateurs organiques offrent de nombreux avantages, notamment une efficacité élevée, une faible toxicité et une excellente biodégradabilité ; par conséquent, ils sont largement utilisés dans l’industrie papetière. Actuellement, les principaux agents utilisés dans ce secteur comprennent les composés organosoufrés, les composés organobromés et les composés hétérocycliques contenant de l'azote-soufre-.
Au niveau national, de nombreuses entreprises se consacrent à la recherche et à la vente de ces biocides, avec des concentrations d'activité trouvées dans l'est de la Chine (par exemple, Nanjing Gutian) et dans le sud de la Chine (par exemple, Guangzhou Guyi).
Composés organosulfurés
Un produit représentatif dans cette catégorie est le bisthiocyanate de méthylène (en abrégé MBT). Le MBT possède un large spectre d'activité biocide, démontrant des effets destructeurs significatifs contre les bactéries, les champignons et les algues ; il convient donc à la préservation de la pâte à papier et des revêtements de papier. Dans les applications pratiques, le MBT est généralement formulé en une solution à 10 % (en poids) en le mélangeant avec des solvants et des agents synergiques. Lorsqu'il est ajouté à une dose de 7,5 mg/L, il peut atteindre un taux de stérilisation supérieur à 99,8 % en 30 minutes. Cet agent convient à une utilisation dans des systèmes dont le pH est inférieur à 11. Un autre biocide organosoufré couramment utilisé est le Benzothiazol-3-one. Ce conservateur présente une très faible toxicité pour les humains et les autres animaux ; un ajout de seulement 45 à 170 grammes par tonne de papier suffit à prévenir efficacement la détérioration de la pâte à papier. Lorsqu'il est utilisé pour la conservation des couchages du papier, le dosage recommandé varie de 0,015 % à 0,03 % du poids total du couchage.
Composés organobromés
Le 2,2-Dibromo-2-cyanoacétamide est un exemple typique de biocide organobromé. Il exerce à la fois des effets mortels et inhibiteurs contre les bactéries et les moisissures, ce qui le rend adapté à la conservation des couchages du papier et de la pâte à papier. Ce composé est très sensible à la décomposition, son taux de dégradation s'accélérant à mesure que le pH et la température augmentent. Par exemple, alors qu’il reste stable pendant 155 heures à 25 degrés et à un pH de 6,0, il se décompose complètement en seulement 6 minutes à un pH de 9,7. Par conséquent, il convient mieux à une application dans des systèmes légèrement acides à neutres.
Composés hétérocycliques
Un exemple de cette classe est la 1,3,5-Tris(hydroxyéthyl)hexahydro-s-triazine. Ce composé démontre de puissants effets tueurs et inhibiteurs contre divers micro-organismes, notamment *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* et *Escherichia coli*. Il est principalement utilisé pour la préservation des revêtements du papier, bien qu'il puisse également être appliqué à la préservation de la pâte à papier ; notamment, il est efficace sur une large plage de pH et maintient sa stabilité même dans les systèmes fortement alcalins. 1,2-Benzisothiazolin-3-one (en abrégé BTT) est efficace contre un large éventail de micro-organismes, notamment les bactéries, les moisissures, les levures et les bactéries sulfato-réductrices ; il démontre une efficacité bactéricide particulièrement significative contre les bacilles Gram-négatifs. Il convient pour une utilisation comme conservateur dans les peintures et les boues ; étant stable dans des conditions acides et alcalines, il peut être utilisé sur une large plage de pH. Une classe récemment apparue de biocides à base d'isothiazolinone- (également connu sous le nom de Kathon) - principalement composée de 5-chloro-2-méthyl-4-isothiazolin-3-one (CMI) et de 2-méthyl-4-isothiazolin-3-one (MI) - présente une excellente activité antimicrobienne contre diverses bactéries, moisissures, levures et algues. La haute efficacité, l’activité à large spectre et la nature écologique de cette classe de conservateurs bactéricides sont largement reconnues à l’échelle mondiale ; ils sont applicables pour le contrôle microbien et la conservation de la pâte à papier, des eaux blanches et des peintures, dans une plage de pH appropriée de 4 à 8.
