1. Einleitung
Die Produktionsbedingungen in Papierfabriken begünstigen das mikrobielle Wachstum in hohem Maße. Faktoren wie Sauerstoff, pH-Wert, Temperatur, Feuchtigkeit, Sonnenlicht und eine Vielzahl von Zusatzstoffen (einschließlich Stärke, Retentionsmittel, Trockenverfestiger) sowie Fasern dienen Mikroorganismen als Nährstoffe.
Zu den durch mikrobielle Aktivität und Schleimablagerung verursachten Problemen zählen Papierrisse, Flecken oder Löcher im fertigen Papier, Verderben von Zusatzstoffen, Schimmel auf Zellstoff und Papier (insbesondere auf nassem Zellstoff und Seifenverpackungspapier), Verstopfung von Filzen und Düsen, Maschinenausfallzeiten für die Reinigung, verringerte Produktionseffizienz, Korrosion der Geräte und unangenehme Gerüche sowohl im Papiermaschinensystem als auch in den Endprodukten.
2. Strategien zur mikrobiellen Kontrolle
Die mikrobielle Kontrolle in Papierfabriken umfasst hauptsächlich:
- Bekämpfung aerober Bakterien (Bakterien und Schimmelpilze) auf der Papiermaschine
- Reinigung während des Maschinenstillstands
- Schnelle Biozidbehandlung im Siebwassersystem
- Konservierung von Stammschlamm und Zusatzstoffen
- Biozide Behandlung von Beschichtungsformulierungen
Zu den häufig in Siebwassersystemen verwendeten Bioziden gehören organisches Brom und Monochloramin (MCA), während Konservierungsmittel wie Isothiazolinone und Glutaraldehyd werden häufig auf Zellstoffsysteme angewendet.
In der Haushaltspapier-, Verpackungs- (Kraftliner/Whiteboard/White Top Testliner), Kultur- und Spezialpapierindustrie hat sich MCA aufgrund seines zielgerichteten Mechanismus zur bevorzugten Wahl für die mikrobielle Kontrolle im Nassbereich entwickelt:
NH₃ + HOCl → NH₂Cl + H₂O
Die Verwendung von MCA erfordert strenge Qualitätsstandards für Rohnatriumhypochlorit (insbesondere Ionenmembran-Ätznatron) und eine präzise Kontrolle des freien Chlor- und Alkaligehalts. MCA wurde erstmals von globalen Chemielieferanten wie Solenis, Nalco und Buckman in China eingeführt. Heute ist Buckman in China stark vertreten, und viele inländische Hersteller verfügen mittlerweile über ausgereifte, kostengünstige und zuverlässige Produktionstechnologien für MCA.
Siebwassersysteme überwachen in der Regel den Gesamtchlorgehalt und das Oxidations-Reduktions-Potenzial (ORP), um die Wirksamkeit der Desinfektion zu bewerten. Darüber hinaus werden regelmäßige mikrobielle Kulturtests durchgeführt.
3. Entwicklung eines mikrobiellen Kontrollprogramms
Zu den wichtigsten Schritten bei der Entwicklung eines wirksamen Programms zur Schleim- und Mikrobenkontrolle gehören:
Schritt 1: Problem Identification
Finden Sie heraus, ob in der Anlage Probleme wie Schleimablagerungen oder Papierfehler auftreten. Bestimmen Sie, ob bestimmte Ziele verfolgt werden, beispielsweise Kostensenkungen oder die Einhaltung lebensmitteltauglicher Sporengrenzwerte.
Schritt 2: Systemuntersuchung
Führen Sie eine vollständige Bewertung des Systems durch:
- Flussdiagramme und Prozesskarten
- Lagertankvolumen
- Kapazitäten des Kurzschleifensystems
- Standorte und Quellen von Duschwasser
- Alle Teile der Papiermaschine
- Ballaststoff-, Wasser- und chemische Quellen
- Dosierpunkte und Durchflussraten
- pH- und Temperaturwerte
- Chemische Typen und Viskosität usw.
Schritt 3: Mikrobielle Kartierung
Verwenden Sie mikrobielle Kulturen und Mikroskopie, um Kontaminations-Hotspots und Schleimbildungsbereiche zu identifizieren.
Schritt 4: Schleimprobenahme und -analyse
Konzentrieren Sie sich auf Bereiche wie das Nassende, die Siebwasserrückgewinnung, Drucksiebe, Duschen und Wasserfilter. Sammeln und beschriften Sie Schleimproben deutlich und untersuchen Sie sie anschließend unter dem Mikroskop, um festzustellen, ob sie aus einzelligen Bakterien, Fadenbakterien, Pilzen, Algen, Rohstoffen, Füllstoffen usw. bestehen.
4. Biozidauswahl und Kompatibilitätsprüfung
Biozidauswahl
Berücksichtigen Sie Einschränkungen basierend auf:
- Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit
- Behördliche Genehmigung
- pH- und Temperaturkompatibilität
- Bakterien vs. Pilze als Ziele
Führen Sie vergleichende Tests zur bioziden Wirksamkeit mit echten Stamm- oder Weißwasserproben bei unterschiedlichen Konzentrationen und Einwirkzeiten durch. Vergleichen Sie die biozide Wirksamkeit mit Blindproben, um die Produktleistung zu bewerten.
Kompatibilitätstests
Bewerten Sie die Auswirkungen der ausgewählten Produkte auf:
- Farbverschiebung (L-, a-, b-Werte)
- pH-Wert, Viskosität und Leitfähigkeit
- Beschichtungsformulierungen durch Drawdown-Tests
5. Dosierung und Kontrollpunkte
Berechnen Sie nach der Auswahl des Biozids die erforderliche Dosierungsrate mithilfe von Konzentrations-Wirkungs-Kurven und berücksichtigen Sie dabei:
- Minimale Hemmkonzentration (MHK)
- Kontaktzeit
- Haushaltsgrenzen
Wählen Sie die optimalen Anwendungspunkte basierend auf den Kontaminationsbereichen, einschließlich:
- Kaputtes System
- Wildwasser mit kurzer Schleife
- Stärkesysteme
- Streichpigmente (Kaolin, PCC)
- Warm- und Klarwasserkreisläufe
6. Kontinuierliche Überwachung und Reinigung bei Stillstand
Biozid-Kontrollprogramme müssen regelmäßig überwacht und an Systemänderungen angepasst werden. Die Stillstandsreinigung (entweder mit Säure oder Lauge) ist eine wichtige Ergänzung zur mikrobiellen Kontrolle und in vielen Fabriken bereits etabliert.
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