造紙過程中使用造紙殺菌劑的意義
2015-03-06 11:42:01
天緯化學(xué)
近年來隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，造紙技術(shù)在實現(xiàn)著階梯式的跨越。紙機車速的提高，紙機白水的“零”排放以及對紙機濕部化學(xué)品的重視，使得紙漿流體中含有豐富的碳源、氮源及礦物質(zhì)，加上適宜的溫度，為微生物的生長創(chuàng)造了理想的滋生環(huán)境。而在高檔文化用紙的生產(chǎn)過程中，隨著系統(tǒng)的pH值的提高更為微生物的繁殖提供了有利的條件。微生物的大量繁殖會產(chǎn)生斷紙，紙張上產(chǎn)生污點、黑斑和孔洞等紙病，造成添加劑的變質(zhì)，紙張變色，堵塞網(wǎng)孔，紙機系統(tǒng)及紙產(chǎn)品中產(chǎn)生異味等諸多負(fù)面影響。因此在造紙過程中需要使用微生物控制技術(shù)即系統(tǒng)清洗及添加殺菌劑來解決這一問題。下面就由天緯化學(xué)小編給大家介紹一下造紙殺菌劑的作用和意義吧。
1 生物膜問題
生物膜是由固著的各種微生物相互作用形成的，主要是利用其周邊環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)以及代謝產(chǎn)物生長和繁殖的。這些微生物通過吸收多聚糖物質(zhì)而依附在固體表面上，從而形成粘性的凝膠狀物質(zhì)，造紙行業(yè)稱之為沉淀物。
細(xì)菌在形成生物膜的過程中并不是消極的，而是主動吸附在紙機表面并能找到合適的生存空間。能夠產(chǎn)生生物膜的細(xì)菌的生產(chǎn)能力在很大程度上受周圍環(huán)境的影響，營養(yǎng)物質(zhì)、溫度、和空氣是非常重要的因素。因此，改變環(huán)境因素可能增加生物膜的生成。這已經(jīng)在造紙從酸性到堿性轉(zhuǎn)變過程中得到了驗證。堿性造紙為微生物的繁殖提供了比酸性造紙更好的環(huán)境，但是，生物膜的消除受很多因素影響，像紙機的車速和溫度、留著率、無機物沉淀類型、微生物類型等。有時，盡管沒有出現(xiàn)生物膜問題，但細(xì)菌數(shù)還是很高。
由微生物產(chǎn)生的生物膜會帶來一系列問題，它會影響
殺菌劑的效果和脫水元件的能力，改變周圍的環(huán)境（pH、溫度等），會帶來紙病嚴(yán)重時會引起斷紙，這些膠粘物還可以幫助微生物吸附于物體表面并為其提供更多的食物來源。生物膜脫落時，就形成微生物及固體懸浮物組成的腐漿團，從而干擾紙機生產(chǎn)。這些腐漿團中的微生物因有外層的保護，普通的殺菌劑難以發(fā)揮作用。此外，生物膜也使浮游微生物難以生存，有生物酶反應(yīng)形成的物質(zhì)降解如變色、揮發(fā)性的脂肪酸與硫化氫和臭氣的產(chǎn)生等，而由生物膜產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物導(dǎo)致漿料酸堿性波動，同時腐蝕生物膜下面的固體表面，使固體表面出現(xiàn)疤痕和凹凸不平。因此，在造紙過程中控制生物膜的形成具有十分重要的意義。
2 造紙原料的腐敗問題除了形成生物膜問題之外，微生物作用也能使紙料和漿料的腐敗。化學(xué)漿所能提供給微生物的營養(yǎng)小，因為在化學(xué)漿制漿時所用的化學(xué)物質(zhì)會溶解木材中許多物質(zhì)，留下纖維素和一些木質(zhì)素。隨后大多數(shù)可溶解物質(zhì)在洗滌過程中就被從化學(xué)漿中除去。而機械漿例如磨木漿，則制漿過程會保留木材中的所有營養(yǎng)物質(zhì)。因此，在其他因素相同時機械漿發(fā)生腐敗的可能性大于化學(xué)漿。漿料的腐敗會帶來一系列的問題：如失去有用的纖維，紙張喪失應(yīng)用的強度，紙漿退色等。
3 紙機運行問題
微生物的大量生長會導(dǎo)致一系列紙機操作運行問題特別是微生物形成的生物膜，如由此產(chǎn)生堵塞過濾器和篩孔、減少造紙網(wǎng)和毛毯的使用壽命、紙機斷紙和清洗次數(shù)增多使得產(chǎn)量和質(zhì)量下降等。
4 腐蝕問題
大多數(shù)種類的微生物在新陳代謝過程中都包含著氧化還原反應(yīng)并伴隨著能量的釋放。作為電子的提供者或電子的載體，微生物能夠吸附在金屬物體的表面并引起或加強物體表面的電化學(xué)反應(yīng)。微生物的新陳代謝作用能夠產(chǎn)生酸性物質(zhì)（使周圍pH值降低），生成具有腐蝕性的沉淀物，改變物體表面的電化學(xué)反應(yīng)，從而影響物體表面的腐蝕作用。
5 添加劑失效問題
常用的化學(xué)添加劑包括淀粉、蛋白質(zhì)、二氧化鈦、碳酸鈣、施膠劑和消泡劑等。添加劑中的微生物污染來源于多種渠道，包括對稀釋水、冷凝水處理不當(dāng)，當(dāng)然外購的添加劑中也含有大量污染微生物。在添加劑中微生物的生長常常伴隨著添加劑粘度的變化、pH值降低和產(chǎn)生異味。在此最值得注意的是淀粉和蛋白質(zhì)，它們是微生物的理想營養(yǎng)源，微生物能將淀粉轉(zhuǎn)化為糖類，將蛋白質(zhì)降解為氨基酸類，以利其生長繁殖，其它添加劑雖不是微生物最佳營養(yǎng)物質(zhì)，但其中含有對其功能十分關(guān)鍵的分散劑。如果這些分散劑被微生物降解，會引起pH值、粘度等的變化，如白土、沉淀型和研磨型碳酸鈣、二氧化鈦中將產(chǎn)生微粒子，進而發(fā)生微凝聚作用形成微團，使涂布表面產(chǎn)生細(xì)微刮痕。
6 產(chǎn)品質(zhì)量問題
當(dāng)大量的微生物細(xì)胞和菌絲體從生物膜上脫落進人紙機抄造過程中時，一系列的問題會隨之發(fā)生。這些自由移動的菌絲體會形成和黑斑，使成紙質(zhì)量下降，會使紙機的脫水能力下降。
細(xì)菌形成的孢子是非常令人頭痛的，因為這些孢子在經(jīng)過高溫烘干后還能存活，因此，它們能夠留在成紙中，這點在生產(chǎn)食品包裝紙的過程中是應(yīng)值得注意的。
系統(tǒng)中的微生物能夠產(chǎn)生大量的有機酸，這些化合物是帶有氣味的，并能被帶入成紙中的。