Os conservantes antimicrobianos são de natureza diversa; com base em suas estruturas moleculares, eles podem ser amplamente classificados em categorias inorgânicas e orgânicas.
Conservantes Antimicrobianos Inorgânicos
Com base nos seus mecanismos de ação, os conservantes antimicrobianos inorgânicos podem ser divididos em tipos oxidativos e redutores. Os agentes antimicrobianos redutores exercem seus efeitos bactericidas e branqueadores por meio de suas capacidades redutoras-exemplos incluem o ácido sulfuroso e seus sais, que são utilizados principalmente como agentes branqueadores. Os agentes antimicrobianos oxidativos, por outro lado, atingem os seus efeitos bactericidas através das suas capacidades oxidantes. Embora estes agentes sejam altamente potentes, eles tendem a ser quimicamente instáveis, propensos à decomposição e possuem uma duração de ação limitada; além disso, muitas vezes emitem um odor distinto e desagradável. Consequentemente, são predominantemente empregados para a desinfecção e esterilização de equipamentos, recipientes, produtos semi-acabados e água de processo; esta categoria abrange principalmente preparações e peróxidos à base de cloro.
Hipocloritos
Os hipocloritos são agentes branqueadores tradicionais em que o componente "cloro activo" apresenta uma actividade bactericida potente. O cloro penetra no interior das células microbianas, perturbando as proteínas enzimáticas celulares ou inibindo enzimas que são sensíveis à oxidação, levando assim à morte microbiana. Os hipocloritos são eficazes na erradicação de um amplo espectro de microrganismos, incluindo células bacterianas vegetativas, esporos bacterianos, vírus, leveduras e fungos. A sua eficácia bactericida é significativamente melhorada em condições que envolvem temperaturas elevadas, altas concentrações, tempos de contacto prolongados e baixos níveis de pH.
Cloraminas
As cloraminas são agentes antimicrobianos eficazes, caracterizados por suas propriedades oxidantes suaves. Nas instalações de fabricação de papel, as cloraminas são normalmente geradas pela mistura direta de sulfato de amônio com um licor de branqueamento (contendo 18–20 g/L de cloro ativo). Os produtos específicos desta reação variam dependendo do pH da solução: a um pH de 5, a reação produz NHCl2; a um pH de 7 ou superior, a reação produz NH₂Cl. Quando adicionada à pasta de papel, a dosagem recomendada de cloramina varia de 0,03% a 0,05% do peso da pasta; quando aplicado em "água branca" (água de processo reciclada), a concentração recomendada é de 3–5 mg/L. Tanto a preparação quanto a aplicação de cloraminas devem ser realizadas em condições alcalinas ou fracamente alcalinas; inversamente, níveis de pH excessivamente elevados comprometerão a sua eficácia bactericida. As principais vantagens do uso de cloraminas incluem seu baixo custo e alta eficácia; no entanto, as suas desvantagens incluem um odor forte e pungente que impacta negativamente o ambiente operacional e representa riscos potenciais para a saúde humana. Para mitigar o desenvolvimento de resistência bacteriana, alternar o uso de cloraminas com sulfato de cobre-de acordo com o cronograma de limpeza da instalação-provou ser uma estratégia altamente eficaz.
Biocidas e Conservantes Orgânicos
Os biocidas e conservantes orgânicos oferecem inúmeras vantagens, incluindo alta eficiência, baixa toxicidade e excelente biodegradabilidade; conseqüentemente, eles são amplamente utilizados na indústria de fabricação de papel. Atualmente, os principais agentes empregados neste setor incluem compostos organossulfurados, compostos organobromados e compostos heterocíclicos contendo nitrogênio-enxofre-.
Internamente, inúmeras empresas dedicam-se à pesquisa e vendas destes biocidas, com concentrações de atividade encontradas no Leste da China (por exemplo, Nanjing Gutian) e no Sul da China (por exemplo, Guangzhou Guyi).
Compostos Organossulfurados
Um produto representativo nesta categoria é o bistiocianato de metileno (abreviado como MBT). O MBT possui um amplo espectro de atividade biocida, demonstrando efeitos significativos de morte contra bactérias, fungos e algas; é, portanto, adequado para uso na preservação de pasta de papel e revestimentos de papel. Na aplicação prática, o MBT é normalmente formulado em uma solução a 10% (em peso), misturando-o com solventes e agentes sinérgicos. Quando adicionado na dosagem de 7,5 mg/L, pode atingir uma taxa de esterilização superior a 99,8% em 30 minutos. Este agente é adequado para uso em sistemas com valor de pH inferior a 11. Outro biocida organossulfurado comumente usado é o Benzotiazol-3-ona. Este conservante apresenta toxicidade muito baixa para humanos e outros animais; uma adição de apenas 45-170 gramas por tonelada de papel é suficiente para prevenir eficazmente a deterioração da pasta de papel. Quando utilizado para preservação de revestimentos de papel, a dosagem recomendada varia de 0,015% a 0,03% do peso total do revestimento.
Compostos Organobromina
2,2-Dibromo-2-cianoacetamida é um exemplo quintessencial de um biocida organobromado. Exerce efeitos letais e inibitórios contra bactérias e fungos, tornando-o adequado para a preservação de revestimentos de papel e celulose. Este composto é altamente suscetível à decomposição, com sua taxa de degradação acelerando à medida que o pH e a temperatura aumentam. Por exemplo, embora permaneça estável durante 155 horas a 25 graus e um pH de 6,0, decompõe-se completamente em apenas 6 minutos a um pH de 9,7. Conseqüentemente, é mais adequado para aplicação em sistemas levemente ácidos a neutros.
Compostos heterocíclicos
Um exemplo dessa classe é 1,3,5-Tris(hidroxietil)hexahidro-s-triazina. Este composto demonstra potentes efeitos destruidores e inibitórios contra vários microrganismos, incluindo *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* e *Escherichia coli*. É utilizado principalmente para preservação de revestimentos de papel, mas também pode ser aplicado na preservação de polpa de papel; notavelmente, é eficaz em uma ampla faixa de pH e mantém sua estabilidade mesmo em sistemas fortemente alcalinos. 1,2-Benzisotiazolina-3-uma (abreviada como BTT) é eficaz contra uma ampla gama de microorganismos, incluindo bactérias, fungos, leveduras e bactérias redutoras de sulfato-; demonstra eficácia bactericida particularmente significativa contra bacilos Gram-negativos. É adequado para uso como conservante em tintas e pastas; sendo estável sob condições ácidas e alcalinas, pode ser utilizado em uma ampla faixa de pH. Uma classe recentemente surgida de biocidas à base de isotiazolinona- (também conhecida como Kathon) - composta principalmente de 5-cloro-2-metil-4-isotiazolina-3-ona (CMI) e 2-metil-4-isotiazolina-3-ona (MI) - exibe excelente atividade antimicrobiana contra várias bactérias, fungos, leveduras e algas. A alta eficiência, a atividade de amplo espectro e a natureza ecologicamente correta desta classe de conservantes bactericidas são amplamente reconhecidas globalmente; são aplicáveis para o controle microbiano e preservação de polpa, água branca e tintas, dentro de uma faixa adequada de pH de 4 a 8.
