نقش بایوساید در صنعت موضوع این مقاله است که به‌طور کامل قرار است آن را مورد بررسی قرار دهیم. پس تا آخر با دکتر کمیکال همراه باشید.
بایوسایدهای مصرفی در صنعت پالپ
بایوسایدها در صنعت پالپ و کاغذسازی (تامین مواد اولیه کاغذ سازی) نقس بسزایی دارند. طی چند سال گذشته، صنعت كاغذ تحت فشار زیادی برای كاهش سطح هالوژن‌های تخلیه شده در جریان‌های پساب قرار گرفته است. از آنجا که فرآیند پالپ‌سازی از سطح بالایی از هالوژن‌ها در طی فرآیند سفیدسازی خود استفاده می‌کند، سطح هالوژن آلی موجود (AOX) بالاست و تصور می‌شود که برای محیط نگران‌کننده است. بنابراین جایگزین‌هایی جستجو شده است که بتواند به الزامات سفیدکنندگی برسد، اما کمترین تاثیر را بر محیط زیست داشته باشد. این موضوع همچنین به طور غیرمستقیم، تاثیر زیادی بر روی سطح میکروارگانیسم‌های باقی‌مانده در تفاله سفید شده دارند. از این رو تفاله غیر استریل ممکن است به یک فرآیند کاغذ منتقل شود و در طول تولید مشکل ایجاد کند.
جدول زیر انواع بایوسایدهایی را نشان می‌دهد که در طی فرآیند پالپ‌سازی و پس از آن‌ها که طی چند سال گذشته برای کمک به کاهش آلودگی میکروبی معرفی شده‌اند، استفاده شده است. به طور کلی انواع بایوساید که اکنون مورد استفاده قرار می‌گیرند، باکتری کش سریع عمل می‌کنند تا از فعالیت بی‌هوازی که منجر به تولید بو و تفاله سیاه می‌شود، جلوگیری کنند.
| کارایی | نوع بایوساید |
| زیاد استفاده نمی‌شود | کلر |
| بواسطه AOX کاهش یافته | دی اکسید کلر |
| کف‌زایی کم، باکتری کش سریع | ترکیبات کواترنزی |
| غیر هالوژنه، باکتری کش سریع | THPS |
| غیر هالوژنه، باکتری کش سریع | گلوتارلدهید |
biocide
جدول زیر انواع مواد نگهدارنده را نشان می‌دهد که معمولاً در این محصولات برای استفاده در صنعت کاغذ مشاهده می‌شود.
بایوسایدهای نگهدارنده که در مواد پوشش دهنده وجود دارند عبارتند از:
- تیون
- گلوتارالدهید
- 1و 2 بنزو ایزوتیازولین -3-اون
- برونوپل
- 1و2- دی برمو 2و4- دی سیانوبوتان
- 4و5- کلرو-2-متیل-4-ایزوتیازولین-3-اون
روش‌های مناسب میکروب‌زدایی برای حفظ تولید موثر بسیار مهم است، اما به دلیل ماهیت فرآیند این امر کاملاً موثر نخواهد بود و استفاده از بایوسایدها برای حفظ جمعیت میکروبیولوژیک پایین برای جلوگیری از خرابی کاغذ بسیار مهم است.
بایوسایدهای مصرفی در صنعت رنگ، پوشش‌ها و مواد افزودنی
پوشش‌ها و مواد افزودنی مورد استفاده در هنگام پردازش کاغذ نیز منبع قابل توجهی از آلودگی میکروبی است. انواع مورد استفاده از این موارد شامل:
- پرکننده‌ها: به عنوان مثال کربنات کلسیم، کائولن، دی اکسید تیتانیوم
- عوامل اندازه، نشاسته
- رنگ‌های طبیعی، روشن کننده‌ها
- نگهدارنده‌ها
همه این اجزا از منابع طبیعی هستند و غالباً توسط باکتری‌های هوازی و بی‌هوازی آلوده می‌شوند که از این مواد به عنوان منبع غذایی خود استفاده می‌کنند. مشکلات پیش آمده خیلی بی‌شباهت به مشکلاتی نیست که در صنعت خمیر کاغذ وجود دارد که بسیار نگران‌کننده است. مشکلات دیگر به دلیل از دست دادن ویسکوزیته این محصولات پس از هضم میکروبیولوژیکی است. اگر این امر در حین نگهداری در مخازن اتفاق بیفتد، کل محصول بی اثر می‌شود و نمی‌توان از آن در فرآیند کاغذ استفاده کرد، زیرا هضم میکروبیولوژیکی خواص آن‌ها را تغییر داده است.
هر محصولی که در حین تولید کاغذ مورد استفاده قرار گیرد باعث رنگ‌آمیزی ورق کاغذ یا از بین رفتن خصوصیات مورد نظر می‌شود و از این رو باعث افت کیفیت قابل توجه کاغذ و از دست رفتن درآمد می‌شود. بنابراین یک برنامه استفاده از بایوساید مناسب برای نظارت دقیق بر محصولات ذخیره شده و اطمینان از وجود مواد شیمیایی نگهدارنده مناسب ضروری است.
بایوسایدهای مختلف استفاده شده در این کاربرد از صنایع پالپ و کاغذ متفاوت است. این‌ها به ماندگاری بیشتری نیاز دارند، یعنی گاهی اوقات حداکثر 1 سال در مخازن ذخیره سازی می‌شوند و بنابراین در گروه مواد نگهدارنده قرار می‌گیرند.
بیشتر بخوانید: بایوساید در تصفیه آب برج خنک کننده
بایوسایدهای مصرفی فرایند تولید کاغذ
بایوسایدهای مصرفی فرایند تولید کاغذ
انواع بایوسایدهایی که معمولاً در فرآیند کاغذ سازی کاربرد دارند عبارتند از:
- هیدانتوین هالوژنه
- 2-برومو-2-نیتروپروپان- 1،3-دیول
- 5-کلرو-2-متیل-4-ایزوتیازولین-3-یک
- 2،2-دی برومو-2-سیانو استامید (DBNPA)
- متیلن بیس توسیانات (MBT)
- ترکیبات آمونیوم کواترنری
- THPS
- گلوتارالدهید (خرید گلوتارآلدئید)
اگرچه بایوسایدها در سراسر اروپا مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما به دلیل تاثیر قوانین زیست محیطی، سلسله مراتب آن‌ها کمی تغییر کرده است. به عنوان مثال کلرو-ایزوتیازولون‌ها به عنوان یک حساس‌کننده پوست شناخته شده است و بنابراین موقعیت شماره یک خود را به عنوان یک عامل کنترل از دست داد. بایوسایدهای جدیدی مانند اكتیل – ایزوتیازولون اخیراً به عنوان یک مولكول پایدارتر معرفی شده است كه امید می‌رود بتوان از سطوح پایین‌تری برای كاهش جنبه‌های ایمنی محیطی و انسانی استفاده كرد.
پیشنهاد فروشگاه مواد شیمیایی دکتر کمیکال برای مطالعه بیشتر به کاربران : بایوساید ایزوتیازولین
علاوه بر این که از بایوسایدها برای کنترل میکروارگانیسم‌ها در داخل سیستم استفاده می‌شود، قارچ کشهایی مانند دی کلروفن، کاربامات‌ها، تیابندازول نیز به عنوان قارچ کش سطحی استفاده می‌شود. این‌ها فقط برای کاغذهای مخصوص مانند کاغذ بهداشتی، بسته‌بندی مقاوم در برابر قالب استفاده می‌شوند . بسته به نوع استفاده نهایی از این بسته‌بندی، ممکن است این موارد به تاییدیه تماس موادغذایی نیاز داشته باشند.
خواص بایوساید در ساخت رنگ امولسیونی
خواص بایوساید مورد استفاده در ساخت رنگ امولسیونی
بایوسایدهایی مورد استفاده در ساخت رنگ امولسیونی، باید دارای خصوصیات اساسی زیر باشند:
- فعالیت ضد میکروبی با طیف گسترده
- پایداری در محدوده وسیعی از pH
- پایداری دمایی
- محلول در آب در “غلظت های کاربردی”
- سازگار با طیف گسترده ای از مواد رنگ شوی
- هیچ تاثیری روی رنگ ندارد
- تاثیری در رئولوژی ندارد
- سمیت قابل قبول / سمیت محیطی
- مقرون به صرفه
کاربرد بایوساید در حفظ رنگ امولسیونی
بایوسایدهای مختلفی در تولید رنگ امولسیون نقش دارند. طیف گسترده‌ای از میکروارگانیسم‌ها که در رنگ‌های امولسیونی وجود دارد، استفاده از محصولات با طیف گسترده را القا می‌کند. با این حال بسیاری از بایوسایدها نسبت به باکتری‌ها (یا بالعکس) در برابر قارچ‌ها فعالیت کمتری دارند و بنابراین اطمینان حاصل شود که ادعاهای تولیدکنندگان بایوساید با نتایج آزمایش‌های واقع بینانه هماهنگی دارد.
بیشتر رنگ‌های امولسیونی ماهیت قلیایی دارند، اگرچه تعداد کمی از آن‌ها از pH 9.5 فراتر رفته و بعضی از آن‌ها ممکن است کمی اسیدی باشند. بنابراین ثبات در محدوده pH 5 تا 9.5 یک ویژگی ضروری است. دمای حداکثر 50 درجه سانتیگراد ممکن است برای مدت کوتاهی در طول تولید رخ دهد و رنگ نهایی بسته به آب‌و‌هوا در بیش از 40 درجه سانتیگراد ذخیره شود. بنابراین پایداری برای دوره‌های طولانی در این دمای بالا یک پیش نیاز مهم است.
ارگانیسم‌های کوچک در فاز آبی یک امولسیون ساکن هستند و بنابراین لازم است که بایوساید نه تنها محلول در آب باشد، بلکه در فاز آبی نیز باقی بماند. سازگاری یک ویژگی دشوار برای تعریف است. این اثرات رنگ و رئولوژی را شامل می‌شود ، اما کمبود این خاصیت ممکن است به صورت انعقاد، از دست‌دادن مهارخوردگی، غیرفعال کردن آنتی فوم‌ها و غیره ظاهر شود.
برخی از بایوسایدها ممکن است باعث زردی شوند و برخی دیگر با ترکیب مواد خام دیگر، به ویژه نمک‌های فلزی، ترکیبات رنگی ایجاد کنند. هرگونه تغییر در رئولوژی که با افزودن یک بایوساید ایجاد شود، غیرقابل‌قبول خواهد بود، مگر اینکه فرمول‌بندی بتواند به گونه‌ای طراحی شود که چنین تاثیری را در نظر بگیرد.
افزایش نگرانی در مورد نیروی کار و ایمنی مصرف‌کننده و توجه بیشتر به تاثیرات زیست محیطی بایوسایدها منجر به تقاضای بایوساید از نظر سمیت/ سمیت زیست محیطی قابل قبول شده است. برخلاف سایر مواد خام، بایوسایدها برای انجام عملکرد خود باید در برابر موجودات زنده فعال باشند. آنچه که مهم است مورد توجه قرار گیرد تعادل لازم بین فعالیت میکروبیولوژیکی و اثرات این محصول بر موجودات بالاتر است.
حتی اگر تمام خصوصیات فوق در مورد بایوساید برآورده شود، اگر بایوساید گران‌قیمت باشد، از بایوساید ایدهآ‌ل استفاده نمی‌شود. نسبت دوز مورد نیاز به قیمت (مقرون به صرفه بودن آن) برای موفقیت بایوساید بسیار مهم است.