Pengawet antimikroba sifatnya beragam; berdasarkan struktur molekulnya, mereka dapat diklasifikasikan secara luas ke dalam kategori anorganik dan organik.
Pengawet Antimikroba Anorganik
Berdasarkan mekanisme kerjanya, bahan pengawet antimikroba anorganik dapat dibagi lagi menjadi jenis oksidatif dan reduktif. Agen antimikroba reduktif memberikan efek bakterisida dan pemutihan melalui kemampuan reduksinya-contohnya termasuk asam sulfat dan garamnya, yang terutama digunakan sebagai bahan pemutih. Agen antimikroba oksidatif, sebaliknya, mencapai efek bakterisidal melalui kemampuan oksidasinya. Meskipun agen-agen ini sangat ampuh, mereka cenderung tidak stabil secara kimia, rentan terhadap dekomposisi, dan memiliki durasi kerja yang terbatas; selain itu, mereka sering kali mengeluarkan bau yang khas dan tidak sedap. Oleh karena itu, sebagian besar bahan tersebut digunakan untuk desinfeksi dan sterilisasi peralatan, wadah, produk setengah jadi, dan air proses; kategori ini terutama mencakup sediaan berbahan dasar klorin-dan peroksida.
Hipoklorit
Hipoklorit adalah bahan pemutih tradisional dimana komponen "klor aktif" menunjukkan aktivitas bakterisida yang kuat. Klorin menembus bagian dalam sel mikroba, mengganggu protein enzim seluler atau menghambat enzim yang sensitif terhadap oksidasi, sehingga menyebabkan kematian mikroba. Hipoklorit efektif dalam membasmi berbagai mikroorganisme, termasuk sel bakteri vegetatif, spora bakteri, virus, ragi, dan jamur. Kemanjuran bakterisidanya meningkat secara signifikan pada kondisi yang melibatkan suhu tinggi, konsentrasi tinggi, waktu kontak yang lama, dan tingkat pH rendah.
Kloramin
Kloramin adalah agen antimikroba efektif yang ditandai dengan sifat oksidasi ringannya. Di fasilitas produksi kertas, kloramin biasanya dihasilkan dengan mencampurkan langsung amonium sulfat dengan cairan pemutih (mengandung 18–20 g/L klorin aktif). Produk spesifik dari reaksi ini bervariasi tergantung pada pH larutan: pada pH 5, reaksi menghasilkan NHCl₂; pada pH 7 atau lebih tinggi, reaksi menghasilkan NH₂Cl. Ketika ditambahkan ke pulp kertas, dosis kloramin yang dianjurkan berkisar antara 0,03% hingga 0,05% dari berat pulp; bila diterapkan pada "air putih" (air proses daur ulang), konsentrasi yang disarankan adalah 3–5 mg/L. Persiapan dan penerapan kloramin harus dilakukan dalam kondisi basa atau basa lemah; sebaliknya, tingkat pH yang terlalu tinggi akan mengurangi kemanjuran bakterisidanya. Keuntungan utama penggunaan kloramin meliputi biaya rendah dan efektivitas tinggi; namun, kelemahannya antara lain baunya yang menyengat dan menyengat sehingga berdampak negatif terhadap lingkungan operasional dan berpotensi menimbulkan risiko terhadap kesehatan manusia. Untuk memitigasi perkembangan resistensi bakteri, penggunaan kloramin secara bergantian dengan tembaga sulfat-yang selaras dengan jadwal pembersihan fasilitas-telah terbukti menjadi strategi yang sangat efektif.
Biosida dan Pengawet Organik
Biosida dan bahan pengawet organik menawarkan banyak keuntungan, termasuk efisiensi tinggi, toksisitas rendah, dan kemampuan terurai secara hayati yang sangat baik; akibatnya, mereka banyak digunakan dalam industri pembuatan kertas. Saat ini, agen utama yang digunakan di sektor ini meliputi senyawa organosulfur, senyawa organobromin, dan nitrogen-sulfur-yang mengandung senyawa heterosiklik.
Di dalam negeri, banyak perusahaan yang berdedikasi pada penelitian dan penjualan biosida ini, dengan konsentrasi aktivitas ditemukan di Tiongkok Timur (misalnya, Nanjing Gutian) dan Tiongkok Selatan (misalnya, Guangzhou Guyi).
Senyawa Organosulfur
Produk representatif dalam kategori ini adalah Methylene Bisthiocyanate (disingkat MBT). MBT memiliki spektrum aktivitas biosidal yang luas, menunjukkan efek membunuh yang signifikan terhadap bakteri, jamur, dan alga; oleh karena itu cocok untuk digunakan dalam pengawetan pulp kertas dan pelapis kertas. Dalam penerapan praktisnya, MBT biasanya diformulasikan menjadi larutan 10% (berdasarkan berat) dengan mencampurkannya dengan pelarut dan bahan sinergis. Bila ditambahkan dengan dosis 7,5 mg/L, dapat mencapai tingkat sterilisasi melebihi 99,8% dalam waktu 30 menit. Agen ini cocok untuk digunakan dalam sistem dengan nilai pH kurang dari 11. Biosida organosulfur lain yang umum digunakan adalah Benzothiazol-3-one. Pengawet ini menunjukkan toksisitas yang sangat rendah terhadap manusia dan hewan lainnya; penambahan sebanyak 45–170 gram per ton kertas saja sudah cukup untuk mencegah pembusukan bubur kertas secara efektif. Bila digunakan untuk pengawetan pelapis kertas, dosis yang dianjurkan berkisar antara 0,015% hingga 0,03% dari total berat pelapis.
Senyawa Organobromin
2,2-Dibromo-2-cyanoacetamide adalah contoh klasik dari biosida organobromin. Bahan ini memberikan efek membunuh dan menghambat bakteri dan jamur, sehingga cocok untuk mengawetkan lapisan kertas dan pulp. Senyawa ini sangat rentan terhadap penguraian, dengan laju degradasinya yang semakin cepat seiring dengan peningkatan pH dan suhu. Misalnya, meskipun tetap stabil selama 155 jam pada suhu 25 derajat dan pH 6,0, ia terurai sempurna hanya dalam waktu 6 menit pada pH 9,7. Akibatnya, ini paling cocok untuk aplikasi dalam sistem yang sedikit asam hingga netral.
Senyawa Heterosiklik
Contoh golongan ini adalah 1,3,5-Tris(hidroksietil)heksahidro-s-triazin. Senyawa ini menunjukkan efek membunuh dan menghambat yang ampuh terhadap berbagai mikroorganisme, termasuk *Aerobacter*, *Pseudomonas aeruginosa*, *Bacillus*, dan *Escherichia coli*. Hal ini terutama digunakan untuk pengawetan lapisan kertas, meskipun juga dapat diterapkan untuk pengawetan pulp kertas; khususnya, bahan ini efektif pada rentang pH yang luas dan menjaga stabilitasnya bahkan dalam sistem yang sangat basa. 1,2-Benzisothiazolin-3-satu (disingkat BTT) efektif melawan berbagai macam mikroorganisme, termasuk bakteri, jamur, ragi, dan{23}}bakteri pereduksi sulfat; ini menunjukkan kemanjuran bakterisidal yang signifikan terhadap basil Gram{25}}negatif. Sangat cocok untuk digunakan sebagai pengawet pada cat dan bubur; stabil dalam kondisi asam dan basa, sehingga dapat digunakan pada rentang pH yang luas. Kelas biosida berbasis isothiazolinone yang baru-baru ini muncul (juga dikenal sebagai Kathon) -terutama terdiri dari 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one (CMI) dan 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (MI) -menunjukkan aktivitas antimikroba yang sangat baik terhadap berbagai bakteri, jamur, ragi, dan alga. Efisiensi tinggi, aktivitas spektrum luas, dan sifat ramah lingkungan dari kelas pengawet bakterisida ini telah diakui secara luas secara global; bahan ini dapat diterapkan untuk pengendalian mikroba dan pengawetan pulp, air putih, dan cat, dalam kisaran pH yang sesuai yaitu 4 hingga 8.
