溴類抑菌劑對箱板紙白水的抑菌效果

楊 典 璋， 牛 梅 紅,2， 李 永 輝

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034；2.齊魯工業(yè)大學(xué) 制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部/山東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 濟(jì)南 250353；3.牡丹江恒豐紙業(yè)股份有限公司, 黑龍江 牡丹江 157003 )

溴類抑菌劑對箱板紙白水的抑菌效果

楊 典 璋1， 牛 梅 紅1,2， 李 永 輝3

( 1.大連工業(yè)大學(xué) 輕工與化學(xué)工程學(xué)院, 遼寧 大連 116034；2.齊魯工業(yè)大學(xué) 制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部/山東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 山東 濟(jì)南 250353；3.牡丹江恒豐紙業(yè)股份有限公司, 黑龍江 牡丹江 157003 )

選用2種溴類抑菌劑，通過條件試驗(yàn)的方法對廢紙漿白水中的微生物的抑菌效果進(jìn)行研究。對加入不同量抑菌劑的白水中的細(xì)菌和霉菌在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基和馬鈴薯培養(yǎng)基進(jìn)行涂布平板培養(yǎng)，觀察抑菌效果。結(jié)果表明，選用的2種溴類抑菌劑(PS-2890、GB-3612)均有較好抑菌效果，PS-2890抑菌劑的抑菌效果要優(yōu)于GB-3612抑菌劑，可根據(jù)工廠生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行選擇。抑菌劑加入到5×10-6時就可以達(dá)到較高的抑菌率，加入量滿足工廠對微生物的防治要求。抑菌劑用量為(3～7)×10-6時，抑制率普遍達(dá)到40%～80%,最高可達(dá)92.8%。

紙漿；白水；抑菌劑；細(xì)菌；霉菌

0 引 言

現(xiàn)代造紙工業(yè)再生纖維的大量回用、紙機(jī)白水的封閉循環(huán)次數(shù)越來越多以及制漿方法由酸法逐步到中堿法制漿的轉(zhuǎn)變，雖可以減少環(huán)境污染、降低成本，但是由于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)造了理想的環(huán)境[1]。腐漿的形成受季節(jié)的影響，春夏季濕氣較大，氣溫在20～35 ℃，是微生物生長繁殖最適宜的條件，此時腐漿問題較為嚴(yán)重[2]。環(huán)境的pH也影響微生物的生長，pH為4～6.5時有利于真菌生長，pH為6～8時有利于細(xì)菌的繁殖[3]。備漿、流送、白水、輔料等系統(tǒng)如不及時清洗，極易產(chǎn)生腐漿現(xiàn)象，導(dǎo)致生產(chǎn)及其產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題。主要問題有：堵塞毛毯，使毛毯的使用壽命降低；紙張表面的針孔增加；產(chǎn)生臟的漿料等[4]。因此，在生產(chǎn)過程中為了提高紙張性能和保證生產(chǎn)正常運(yùn)行，應(yīng)該定期做好清潔工作，以消除或降低微生物的危害，并在紙漿和涂料中加入殺菌防腐劑以抑制或殺滅微生物[5]。常用的殺菌防腐劑分為無機(jī)殺菌劑和有機(jī)殺菌劑，理想的殺菌防腐劑應(yīng)具有高效率、無毒性、廣譜性等特點(diǎn)[6-8]。本研究選用2種溴類抑菌劑對廢紙漿的白水進(jìn)行抑菌試驗(yàn)，以期為采用廢箱板紙漿的生產(chǎn)企業(yè)在使用同類抑菌劑方面起到指導(dǎo)作用。

1 試 驗(yàn)

1.1 原 料

廢箱板紙漿，自制廢報(bào)紙漿；白水，廢紙漿濾去廢紙纖維后留下的液體；抑菌劑，大連PS-2890(1#)、 廣州GB-3612(2#)。

1.2 抑菌劑及白水試樣的稀釋

抑菌劑稀釋至10-4倍，白水按不同濃度梯度稀釋，體積分?jǐn)?shù)分別為10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8。抑菌劑的加入量按白水量的10-6計(jì)，體積10 mL白水中抑菌劑的加入量分別為0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mL。

1.3 白水的抑菌試驗(yàn)

通過向不同體積分?jǐn)?shù)(10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8)白水中添加不同種類、不同量的抑菌劑，測試抑菌效果。試驗(yàn)首先測定雜菌數(shù)量，然后將其制作成不同試樣進(jìn)行一定時間的培養(yǎng)，再測定培養(yǎng)一定時間試樣中的細(xì)菌數(shù)量，從而對抑菌效果進(jìn)行評價分析。

抑菌率=(n0-n1)/n0

式中：n0為未加抑菌劑的菌落數(shù)，n1為加抑菌劑的菌落數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 微生物培養(yǎng)時間

在對微生物培養(yǎng)時間的試驗(yàn)中，將細(xì)菌、霉菌培養(yǎng)基放置于30 ℃的培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，結(jié)果如表1所示。由表1可見，培養(yǎng)溫度30 ℃下培養(yǎng)24～48 h，菌落可見，并可進(jìn)行區(qū)分和計(jì)數(shù)。培養(yǎng)時間過短，則菌落生長不全面；時間過長則菌落連成片，無法計(jì)數(shù)。

表1 細(xì)菌、霉菌最佳培養(yǎng)時間

2.2 微生物培養(yǎng)濃度

雖然試驗(yàn)與實(shí)際相結(jié)合，但若直接用工廠白水的未稀釋濃度試驗(yàn)，由于菌落數(shù)量太多，試驗(yàn)結(jié)果無法觀察。因此，對不同濃度的白水進(jìn)行菌落培養(yǎng)以找到使用抑菌劑的最佳稀釋濃度，結(jié)果如表2所示。通過表2可以看到，隨著試樣稀釋倍數(shù)的不斷增加，即10-2～10-8菌落數(shù)依次減少，并在10-6、10-7、10-8的濃度時生菌較少。隨著培養(yǎng)時間的延長，菌落數(shù)增加。由于當(dāng)菌落數(shù)為30～300個最佳，而本次試驗(yàn)均為空白試驗(yàn)，即未添加抑菌劑。因此，當(dāng)將白水稀釋到10-2時，可能得到30～300個菌落。因此，使用10-2的白水進(jìn)行抑菌試驗(yàn)。

表2 不同稀釋度白水中細(xì)菌、霉菌的菌落數(shù)

2.3 紙漿雜菌抑制試驗(yàn)

雜菌總數(shù)定義：1 g或1 mL試驗(yàn)材料經(jīng)過處理，在一定條件下培養(yǎng)后，所含細(xì)菌菌落總數(shù)。雜菌總數(shù)可用于判定試樣的污染程度。抑菌劑投加量對白水中細(xì)菌、霉菌抑菌效果的影響如表3所示。由表3可以看出，2#抑菌劑的抑菌效果優(yōu)于1#抑菌劑。2#抑菌劑的較適體積分?jǐn)?shù)由表4試驗(yàn)結(jié)果確定。

由工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19923—2005，結(jié)合造紙工業(yè)中治病發(fā)生條件可知，每1.0 mL水中不得超過200個菌。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論：

(1)當(dāng)培養(yǎng)時間為48 h時，抑菌效果佳。原因?yàn)殡m然抑菌劑有抑制細(xì)菌生長的作用，但其必須經(jīng)過一定的作用時間，作用時間太短，還尚未完全反應(yīng)，作用時間太長，很有可能導(dǎo)致失效。

表3 抑菌劑投加量對白水中細(xì)菌、霉菌抑菌效果的影響

表4 白水中細(xì)菌、霉菌菌落數(shù)

(2)當(dāng)抑菌劑添加量為4×10-6以上時符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。原因是，當(dāng)少量添加抑菌劑時，其只有抑制細(xì)菌生長的作用，即防止新的菌落生成，而未能起到殺死已有菌種的功效。當(dāng)抑菌劑的添加量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)后，方可對菌種有殺滅作用。

(3)從工廠的應(yīng)用實(shí)際條件以及成本等方面考慮，使用2#抑菌劑對廢水中的微生物進(jìn)行抑制是可行的。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，當(dāng)白水被稀釋到原樣的10-3時，添加6 ×10-6抑菌劑為最佳。

3 結(jié) 論

采用GB-3612抑菌劑對廢紙白水進(jìn)行抑菌試驗(yàn)表明： GB-3612抑菌劑較佳，對白水中細(xì)菌、霉菌的生長繁殖均有良好的抑制效果。抑菌劑用量為(3～7)×10-6時，對細(xì)菌的抑菌率為41.5%～89.8%，對霉菌的抑菌率為37.3%～92.8%。

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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

楊典璋,牛梅紅,李永輝.溴類抑菌劑對箱板紙白水的抑菌效果[J].大連工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),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.

制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部/山東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目(KF201610).

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

TS727

A

1674-1404(2017)06-0425-03