Антимикробните консерванти са разнообразни по природа; въз основа на техните молекулярни структури, те могат да бъдат широко класифицирани в неорганични и органични категории.
Неорганични антимикробни консерванти
Въз основа на техните механизми на действие, неорганичните антимикробни консерванти могат да бъдат допълнително разделени на окислителни и редукционни видове. Редуциращите антимикробни агенти упражняват своите бактерицидни и избелващи ефекти чрез своите редуциращи способности-примерите включват сярна киселина и нейните соли, които се използват предимно като избелващи агенти. Окислителните антимикробни агенти, обратно, постигат своите бактерицидни ефекти чрез своите окислителни способности. Въпреки че тези агенти са много мощни, те са склонни да бъдат химически нестабилни, склонни към разлагане и имат ограничена продължителност на действие; освен това те често излъчват отчетлива, неприятна миризма. Следователно, те се използват предимно за дезинфекция и стерилизация на оборудване, контейнери, полу-продукти и технологична вода; тази категория основно включва препарати и пероксиди на-основа на хлор.
Хипохлорити
Хипохлоритите са традиционни избелващи агенти, при които компонентът "активен хлор" проявява мощна бактерицидна активност. Хлорът прониква във вътрешността на микробните клетки, разрушавайки клетъчните ензимни протеини или инхибирайки ензими, които са чувствителни към окисление, като по този начин води до смърт на микроби. Хипохлоритите са ефективни при унищожаването на широк спектър от микроорганизми, включително вегетативни бактериални клетки, бактериални спори, вируси, дрожди и плесени. Тяхната бактерицидна ефикасност е значително повишена при условия, включващи повишени температури, високи концентрации, продължително време на контакт и ниски нива на pH.
Хлорамини
Хлорамините са ефективни антимикробни агенти, характеризиращи се със своите леки окислителни свойства. В съоръженията за производство на хартия хлорамините обикновено се генерират чрез директно смесване на амониев сулфат с избелващ разтвор (съдържащ 18-20 g/L активен хлор). Специфичните продукти на тази реакция варират в зависимост от pH на разтвора: при pH 5 реакцията дава NHCl2; при рН 7 или по-високо, реакцията дава NH2Cl. Когато се добавя към хартиената маса, препоръчителната доза хлорамин варира от 0,03% до 0,05% от теглото на целулозата; когато се прилага към "бяла вода" (рециклирана технологична вода), препоръчителната концентрация е 3–5 mg/L. Както приготвянето, така и прилагането на хлорамините трябва да се извършват при алкални или слабо алкални условия; обратно, прекалено високите нива на pH ще компрометират тяхната бактерицидна ефикасност. Основните предимства на използването на хлорамини включват тяхната ниска цена и висока ефективност; техните недостатъци обаче включват силна, остра миризма, която влияе отрицателно върху работната среда и представлява потенциален риск за човешкото здраве. За смекчаване на развитието на бактериална резистентност, редуването на употребата на хлорамини с меден сулфат-в съответствие с графика за почистване на съоръжението-се оказа изключително ефективна стратегия.
Органични биоциди и консерванти
Органичните биоциди и консерванти предлагат множество предимства, включително висока ефективност, ниска токсичност и отлична биоразградимост; следователно те се използват широко в хартиената индустрия. Понастоящем основните агенти, използвани в този сектор, включват органосерни съединения, органобромни съединения и азот-сяра-съдържащи хетероциклични съединения.
Вътрешно множество компании са посветени на изследванията и продажбите на тези биоциди, като концентрациите на дейност са открити в Източен Китай (напр. Nanjing Gutian) и Южен Китай (напр. Guangzhou Guyi).
Серни органични съединения
Представителен продукт в тази категория е Methylene Bisthiocyanate (съкратено MBT). MBT притежава широк спектър от биоцидна активност, демонстрирайки значителни убиващи ефекти срещу бактерии, гъбички и водорасли; следователно е подходящ за използване при запазване както на хартиена маса, така и на хартиени покрития. При практическо приложение MBT обикновено се формулира в 10% (тегловни) разтвор чрез смесване с разтворители и синергични агенти. Когато се добави в доза от 7,5 mg/L, може да се постигне степен на стерилизация над 99,8% в рамките на 30 минути. Този агент е подходящ за използване в системи с рН стойност под 11. Друг често използван органосерен биоцид е бензотиазол-3-он. Този консервант показва много ниска токсичност за хора и други животни; добавянето на само 45–170 грама на тон хартия е достатъчно за ефективно предотвратяване на развалянето на хартиената маса. Когато се използва за консервиране на хартиени покрития, препоръчителната доза варира от 0,015% до 0,03% от общото тегло на покритието.
Органобромни съединения
2,2-дибромо-2-цианоацетамидът е типичен пример за органобромен биоцид. Той упражнява както убиващ, така и инхибиращ ефект срещу бактерии и плесени, което го прави подходящ за консервиране както на хартиени покрития, така и на целулоза. Това съединение е силно податливо на разлагане, като скоростта му на разграждане се ускорява с повишаване на pH и температурата. Например, докато остава стабилен в продължение на 155 часа при 25 градуса и pH 6,0, той се разлага напълно само за 6 минути при pH 9,7. Следователно, той е най-подходящ за приложение в слабо киселинни до неутрални системи.
Хетероциклични съединения
Пример за този клас е 1,3,5-Трис(хидроксиетил)хексахидро-s-триазин. Това съединение демонстрира мощни убиващи и инхибиращи ефекти срещу различни микроорганизми, включително *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus* и *Escherichia coli*. Използва се предимно за консервиране на хартиени покрития, въпреки че може да се прилага и за консервиране на хартиена маса; по-специално, той е ефективен в широк диапазон на pH и поддържа стабилността си дори в силно алкални системи. 1,2-Бензизотиазолин-3-one (съкратено като BTT) е ефективен срещу широк спектър от микроорганизми, включително бактерии, плесени, дрожди и сулфат-намаляващи бактерии; демонстрира особено значителна бактерицидна ефикасност срещу Грам-отрицателни бацили. Подходящ е за използване като консервант в бои и суспензии; тъй като е стабилен както при киселинни, така и при алкални условия, той може да се използва в широк диапазон на pH. Наскоро появил се клас биоциди на базата на изотиазолинон- (известен също като Kathon) - основно съставен от 5-хлоро-2-метил-4-изотиазолин-3-он (CMI) и 2-метил-4-изотиазолин-3-он (MI) - проявява отлична антимикробна активност срещу различни бактерии, плесени, дрожди и водорасли. Високата ефективност, широкоспектърната активност и екологичният характер на този клас бактерицидни консерванти са широко признати в световен мащаб; те са приложими за микробен контрол и консервиране на целулоза, бяла вода и бои в подходящ диапазон на pH от 4 до 8.
