溴类抑菌剂对箱板纸白水的抑菌效果

杨 典 璋， 牛 梅 红,2， 李 永 辉

( 1.大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034；2.齐鲁工业大学 制浆造纸科学与技术教育部/山东省重点实验室， 山东 济南 250353；3.牡丹江恒丰纸业股份有限公司, 黑龙江 牡丹江 157003 )

溴类抑菌剂对箱板纸白水的抑菌效果

杨 典 璋1， 牛 梅 红1,2， 李 永 辉3

( 1.大连工业大学 轻工与化学工程学院, 辽宁 大连 116034；2.齐鲁工业大学 制浆造纸科学与技术教育部/山东省重点实验室， 山东 济南 250353；3.牡丹江恒丰纸业股份有限公司, 黑龙江 牡丹江 157003 )

选用2种溴类抑菌剂，通过条件试验的方法对废纸浆白水中的微生物的抑菌效果进行研究。对加入不同量抑菌剂的白水中的细菌和霉菌在营养琼脂培养基和马铃薯培养基进行涂布平板培养，观察抑菌效果。结果表明，选用的2种溴类抑菌剂(PS-2890、GB-3612)均有较好抑菌效果，PS-2890抑菌剂的抑菌效果要优于GB-3612抑菌剂，可根据工厂生产的实际情况进行选择。抑菌剂加入到5×10-6时就可以达到较高的抑菌率，加入量满足工厂对微生物的防治要求。抑菌剂用量为(3～7)×10-6时，抑制率普遍达到40%～80%,最高可达92.8%。

纸浆；白水；抑菌剂；细菌；霉菌

0 引 言

现代造纸工业再生纤维的大量回用、纸机白水的封闭循环次数越来越多以及制浆方法由酸法逐步到中碱法制浆的转变，虽可以减少环境污染、降低成本，但是由于纸浆流体中含有丰富的碳源、氮源及矿物质，加上适宜的温度，为微生物的生长创造了理想的环境[1]。腐浆的形成受季节的影响，春夏季湿气较大，气温在20～35 ℃，是微生物生长繁殖最适宜的条件，此时腐浆问题较为严重[2]。环境的pH也影响微生物的生长，pH为4～6.5时有利于真菌生长，pH为6～8时有利于细菌的繁殖[3]。备浆、流送、白水、辅料等系统如不及时清洗，极易产生腐浆现象，导致生产及其产品质量出现问题。主要问题有：堵塞毛毯，使毛毯的使用寿命降低；纸张表面的针孔增加；产生脏的浆料等[4]。因此，在生产过程中为了提高纸张性能和保证生产正常运行，应该定期做好清洁工作，以消除或降低微生物的危害，并在纸浆和涂料中加入杀菌防腐剂以抑制或杀灭微生物[5]。常用的杀菌防腐剂分为无机杀菌剂和有机杀菌剂，理想的杀菌防腐剂应具有高效率、无毒性、广谱性等特点[6-8]。本研究选用2种溴类抑菌剂对废纸浆的白水进行抑菌试验，以期为采用废箱板纸浆的生产企业在使用同类抑菌剂方面起到指导作用。

1 试 验

1.1 原 料

废箱板纸浆，自制废报纸浆；白水，废纸浆滤去废纸纤维后留下的液体；抑菌剂，大连PS-2890(1#)、 广州GB-3612(2#)。

1.2 抑菌剂及白水试样的稀释

抑菌剂稀释至10-4倍，白水按不同浓度梯度稀释，体积分数分别为10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8。抑菌剂的加入量按白水量的10-6计，体积10 mL白水中抑菌剂的加入量分别为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL。

1.3 白水的抑菌试验

通过向不同体积分数(10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8)白水中添加不同种类、不同量的抑菌剂，测试抑菌效果。试验首先测定杂菌数量，然后将其制作成不同试样进行一定时间的培养，再测定培养一定时间试样中的细菌数量，从而对抑菌效果进行评价分析。

抑菌率=(n0-n1)/n0

式中：n0为未加抑菌剂的菌落数，n1为加抑菌剂的菌落数。

2 结果与讨论

2.1 微生物培养时间

在对微生物培养时间的试验中，将细菌、霉菌培养基放置于30 ℃的培养箱中进行培养，结果如表1所示。由表1可见，培养温度30 ℃下培养24～48 h，菌落可见，并可进行区分和计数。培养时间过短，则菌落生长不全面；时间过长则菌落连成片，无法计数。

表1 细菌、霉菌最佳培养时间

2.2 微生物培养浓度

虽然试验与实际相结合，但若直接用工厂白水的未稀释浓度试验，由于菌落数量太多，试验结果无法观察。因此，对不同浓度的白水进行菌落培养以找到使用抑菌剂的最佳稀释浓度，结果如表2所示。通过表2可以看到，随着试样稀释倍数的不断增加，即10-2～10-8菌落数依次减少，并在10-6、10-7、10-8的浓度时生菌较少。随着培养时间的延长，菌落数增加。由于当菌落数为30～300个最佳，而本次试验均为空白试验，即未添加抑菌剂。因此，当将白水稀释到10-2时，可能得到30～300个菌落。因此，使用10-2的白水进行抑菌试验。

表2 不同稀释度白水中细菌、霉菌的菌落数

2.3 纸浆杂菌抑制试验

杂菌总数定义：1 g或1 mL试验材料经过处理，在一定条件下培养后，所含细菌菌落总数。杂菌总数可用于判定试样的污染程度。抑菌剂投加量对白水中细菌、霉菌抑菌效果的影响如表3所示。由表3可以看出，2#抑菌剂的抑菌效果优于1#抑菌剂。2#抑菌剂的较适体积分数由表4试验结果确定。

由工业用水标准GB/T 19923—2005，结合造纸工业中治病发生条件可知，每1.0 mL水中不得超过200个菌。由试验数据得出结论：

(1)当培养时间为48 h时，抑菌效果佳。原因为虽然抑菌剂有抑制细菌生长的作用，但其必须经过一定的作用时间，作用时间太短，还尚未完全反应，作用时间太长，很有可能导致失效。

表3 抑菌剂投加量对白水中细菌、霉菌抑菌效果的影响

表4 白水中细菌、霉菌菌落数

(2)当抑菌剂添加量为4×10-6以上时符合生产标准。原因是，当少量添加抑菌剂时，其只有抑制细菌生长的作用，即防止新的菌落生成，而未能起到杀死已有菌种的功效。当抑菌剂的添加量达到一定标准后，方可对菌种有杀灭作用。

(3)从工厂的应用实际条件以及成本等方面考虑，使用2#抑菌剂对废水中的微生物进行抑制是可行的。结合生产实际，当白水被稀释到原样的10-3时，添加6 ×10-6抑菌剂为最佳。

3 结 论

采用GB-3612抑菌剂对废纸白水进行抑菌试验表明： GB-3612抑菌剂较佳，对白水中细菌、霉菌的生长繁殖均有良好的抑制效果。抑菌剂用量为(3～7)×10-6时，对细菌的抑菌率为41.5%～89.8%，对霉菌的抑菌率为37.3%～92.8%。

[1] 吴桂霞,王志杰,杨秀芳.造纸工业中杀菌防腐剂的应用及展望[J].中国造纸,2007,26(4):51-54.

[2] 龚盛昭,郑荣辉.防腐杀菌剂在造纸工业中的应用及发展[J].造纸科学与技术,2003,22(4):54-57.

[3] 苗宗成,杨建洲,王蕾.新型杀菌防腐剂在造纸工业中的应用前景[J].中国造纸,2006,25(10):51-53.

[4] 杨仁党,陈克复,陈学志,等.应用杀菌剂解决造纸过程中的微生物污染[J].中国造纸,2002,21(2):49-51.

[5] 危志斌,张瑞杰.中小型文化纸机改善纸张质量提高效率的措施[J].中国造纸,2015,34(11):66-71.

[6] 金明星.纸机系统中微生物问题及控制[J].中国造纸,2010,29(2):61-68.

[7] 金明星,草春昱.造纸过程中微生物的合理控制[J].中国造纸,2003,22(2):61-68.

[8] 侯永兴,陆赵情.杀菌防腐消除纸病隐患[J].中国造纸,2003,22(4):70.

BacteriostaticeffectofBr-antibacterialagentonwhitewater

YANGDianzhang1,NIUMeihong1,2,LIYonghui3

( 1.SchoolofLightIndustryandChemicalEngineering,DalianPolytechnicUniversity,Dalian116034,China；2.KeyLaboratoryofPulpandPaperScienceandTechnologyofMinistryofEducation/ShandongProvince,QiluUniversityofTechnology,Jinan250353,China；3.MudanjiangHengfengPaperLimited,Mudanjiang157003,China)

The inhibitory effect of microorganism was studied through two brominated bacteriostatic agents in the waste paper pulp white water. The bacteria and moulds in whitewater with different antimicrobial agents were cultured on agar and potato medium to observe the bacteriostatic effects. The results showed that two kinds of bromide antibacterial agents (PS-2890 and GB-3612) had good antibacterial effects, but the bacteriostatic efficacy of PS-2890 was better than that of GB-3612, and it could be chosen according to the actual situation in the factory. It could achieve high bacteriostasis rate with bacteriostatic agent dosage of 5×10-6, which could meet the requirements of factory. The bacteriostasis rate was 40%-80% with the bacteriostatic agent dosage of (3-7)×10-6, of which maximum could reach to 92.8%.

paper pulp; whitewater; antibacterial agent; bacteria; mold

杨典璋,牛梅红,李永辉.溴类抑菌剂对箱板纸白水的抑菌效果[J].大连工业大学学报,2017,36(6):425-427.

YANG Dianzhang, NIU Meihong, LI Yonghui. Bacteriostatic effect of Br-antibacterial agent on whitewater[J]. Journal of Dalian Polytechnic University, 2017, 36(6): 425-427.

2016-03-03.

制浆造纸科学与技术教育部/山东省重点实验室开放基金项目(KF201610).

杨典璋(1985-)，男，硕士研究生；通信作者：牛梅红(1966-)，女，教授，E-mail:nmh414@163.com.

TS727

A

1674-1404(2017)06-0425-03