Procédé de pâte Kraft

14.2 Fabrication de pâte à dissoudre

Actuellement, le DWP est produit par les procédés AS et PHK en phase vapeur, qui ont tous deux été développés dans les années 1950.Alors que le premier est resté techniquement en grande partie inchangé, une procédure de cuisson par déplacement moderne a été adoptée pour le procédé PHK à la vapeur. Ces technologies de pâte à dissoudre, Visbatch et VisCBC, combinent les avantages de la technologie de déplacement et de la préhydrolyse à la vapeur. Ils se caractérisent par leurs faibles besoins énergétiques, des temps de couverture courts et une qualité de produit homogène et élevée. Andritz a récemment mis au point des mises à niveau du système de cuisson pour une modernisation du fonctionnement DWP dans des digesteurs continus, y compris une cuve de réacteur de préhydrolyse pour la préhydrolyse de l’eau.

Le tableau 14.2 présente les principaux procédés de production de pâte de qualité papier et de pâte de qualité dissolvante. La pâte à papier est principalement produite à partir du procédé de pâte kraft (Fig. 14.3), alors que la pâte à dissoudre est produite par la méthode AS et le procédé PHK (Fig. 14.4) et de linters de coton. Les hémicelluloses sont des impuretés indésirables dans les pâtes à dissoudre et affectent la filtrabilité de la cellulose, la réaction de xanthation dans le processus de viscose et la résistance à la viscose des produits finaux de cellulose. Au cours du processus PHK, de grandes quantités d’hémicelluloses sont dissoutes dans la liqueur de préhydrolyse (PHL) avant la mise en pâte. Le préhydrolysat contient les éléments suivants qui peuvent potentiellement être convertis en produits de valeur:

Tableau 14.2. Principaux Procédés de Production de Pâte à papier et de Pâte à Dissoudre

Pâte à papier

Plus de 90% provenant du processus de pâte kraft

Pâte à dissoudre

65% par la méthode du sulfite acide

5% par le procédé kraft de préhydrolyse

10% de linters de coton

Figure 14.3. Procédé Kraft (pâte à papier).

Reproduit avec l’autorisation de Välimaa (2015); Avec l’aimable autorisation de Stora Enso; https://mycourses.aalto.fi/…/Dissolving%20pulp%20and%20viscose%20manufacturing_.

Figure 14.4. Procédé kraft de préhydrolyse.

Avec l’aimable autorisation de Stora Enso; Reproduit avec l’autorisation de Välimaa (2015); https://mycourses.aalto.fi/…/Dissolving%20pulp%20and%20viscose%20manufacturing_.

Glucides à chaîne courte (arabinose, xylose, mannose, galactose, glucose)

Polysaccharides (galactomannane, glucuronoxylane)

Autres composés chimiques (acide acétique, furfural, composés phénoliques)

En tant que méthode de production de pâte à dissoudre, le procédé PHK se caractérise généralement par un rendement en pâte plus faible et des coûts en capital et en produits chimiques plus élevés. Il est donc très important d’optimiser chaque étape du processus PHK qui affecte la pureté de la pâte à dissoudre, l’intégration du processus et l’efficacité énergétique sans compromettre l’accessibilité et la réactivité de la cellulose.

Le DWP est une pâte blanchie chimiquement raffinée composée de plus de 90% de cellulose pure. Lors de la production de pulpe dissolvante pour la fabrication de produits tels que la carboxyméthylcellulose, la viscose, le film de cellulose et la peau de saucisse, la détermination de la qualité de la pulpe est essentielle. La qualité de la pâte à dissoudre dépend à la fois des propriétés du bois brut et du traitement de la pâte. La réactivité de la pâte de cellulose montre sa capacité à participer à diverses réactions chimiques. Les deux groupes hydroxyle secondaires sur les carbones deux et trois sont plus réactifs que le groupe hydroxyle primaire sur le carbone six. Pour les réactions de dérivatisation, il est important de noter que les réactions avec les groupes hydroxyles sur les carbones deux et trois sont cinétiquement favorables, alors que la substitution sur le carbone six est thermodynamiquement plus stable. Les celluloses I et II ont été trouvées dans la pulpe. La cellulose II est plus stable thermodynamiquement que la cellulose I, ce qui peut rendre les pâtes de dissolution avec de grandes proportions de cellulose II plus résistantes au chauffage que les pâtes avec de grandes proportions de cellulose I. Au cours des dernières années, diverses méthodes de mise en pâte innovantes ont été développées, principalement en réponse à des considérations environnementales.

Les matières premières utilisées pour la production de pâte à dissoudre sont indiquées dans le tableau 14.3. Les linters de coton sont couramment utilisés pour la production de pâtes à dissoudre en raison de leur très forte teneur en cellulose (> 86%). Les résineux et les feuillus ont été utilisés en raison de la demande accrue et des progrès des technologies de réduction en pâte. Des matières premières non ligneuses, telles que le bambou, le roseau, la bagasse, la tige de maïs, ont également été utilisées pour produire des pâtes à dissoudre. Environ 85% de la pâte à dissoudre globale est produite à partir de résineux et de feuillus, alors qu’environ 10% est produite à partir de linters de coton et environ 5% est produite à partir de bambou et d’autres matériaux lignocellulosiques (tableau 14.4). En Chine, certains projets de dissolution du bambou ont été achevés et mis en production.

Tableau 14.3. Matière Première Utilisée pour la Fabrication de Pâtes à Dissoudre

Linters de coton

Résineux

Feuillus

Matières premières non ligneuses

Bambou

Roseau

Bagasse

Tige de maïs

Tableau 14.4. Production Mondiale de Pâte À Dissoudre

Résineux (p. ex. pin et épinette) et feuillus (p. ex. hêtre et eucalyptus)-85%

Linters en coton—10%

Bambou et autres matériaux lignocellulosiques— ∼5%

D’après Chen et coll., (2016).

Différentes matières premières ont des caractéristiques uniques qui dépendent de la structure morphologique et de la composition chimique de la lignocellulose. Les qualités de la matière première utilisée et de l’espèce affectent le processus de fabrication et la qualité du produit final de la pâte à dissoudre. Dans le cas des linters de coton, les impuretés constituent moins de 20% de la teneur totale, et 60% de ces impuretés (coques de graines, sable, corps étrangers, etc.) sont facilement éliminées par des méthodes chimiques et physiques légères qui causent des dommages minimes à la cellulose native. Les produits en cellulose de très haute qualité doivent avoir une teneur en α-cellulose de 99% et un poids moléculaire de 7000. Les linters de coton sont considérés comme la meilleure matière première, car ils ont l’avantage d’une plus grande homogénéité Mw par rapport aux autres matières premières.

Le bois est la principale matière première pour dissoudre la production de pâte à papier, mais tous les types d’essences de bois ne peuvent pas être utilisés. La chimie du bois et sa composition doivent être prises en compte pour choisir le procédé de réduction en pâte le plus approprié. Certaines essences de bois ne conviennent pas à la mise en pâte. Dans le processus AS, les composés phénoliques, tels que la pinosylvine dans le bois de cœur du pin ou la taxifoline dans le sapin de Douglas, réagissent avec la lignine pour former des structures condensées qui empêchent la délignification. De plus, la taxifoline diminue la stabilité de la liqueur de cuisson au sulfite en convertissant le sulfite en thiosulfate. Par conséquent, les essences de bois riches en résine, telles que le pin et le mélèze, ne conviennent pas à la mise en pâte.

Le bambou est une matière première importante pour l’industrie des pâtes et papiers, non seulement pour la production de pâte à papier, mais aussi pour la production de pâte à dissoudre. Le bambou appartient à la famille des graminées et contient 45% à 55% de cellulose, 23% à 30% de lignine, 20% à 25% d’hémicelluloses, 10% à 18% d’extraits totaux et 1,5% de cendres. Ses fibres ont une longueur de 1,5 à 2,5 mm. Sa structure et sa composition (cellulose, hémicelluloses et lignine) sont similaires à celles de certaines espèces de feuillus; cependant, les substances mineures, telles que les substances extractives (composés organiques et extractibles dans l’eau) et les cendres, sont plus abondantes dans le bambou que dans le bois dur. Ces facteurs présentent des défis lors du processus de réduction en pâte, de blanchiment et de récupération chimique. Le volume de cellules fibreuses du bambou est inférieur à celui du bois, par exemple, 40% à 70% pour le bambou contre 60% à 80% pour les feuillus et 90% à 95% pour les résineux. Le bambou présente d’autres inconvénients, notamment des impuretés élevées (cendres et ions métalliques), une cellulose de faible poids moléculaire et de viscosité intrinsèque et une mauvaise uniformité. Les structures en fibres de bambou possèdent de multiples couches avec des orientations et des dispositions complexes dans la paroi cellulaire secondaire. En revanche, les fibres de bois ont une paroi secondaire simple à trois couches (couches externe, moyenne et interne). La paroi cellulaire plus épaisse, la structure compacte et la teneur en cellules hybrides plus élevée du bambou peuvent avoir des effets négatifs lors de la fabrication de la pâte à dissoudre. Par conséquent, des conditions de cuisson et de blanchiment difficiles peuvent être nécessaires pour fabriquer une pulpe dissolvante de bonne qualité à partir du bambou.

La pâte est une étape cruciale de la dissolution de la fabrication de la pâte. La méthode traditionnelle de mise en pâte utilise COMME procédé. Ce procédé est effectué dans des conditions acides où la plupart des hémicelluloses et une partie de la cellulose de faible poids moléculaire sont éliminées, ce qui donne une pulpe écrue à haute teneur en cellulose. Au cours des dernières décennies, le procédé de mise en pâte PHK a été commercialisé avec succès pour la fabrication de pâtes à dissoudre. Contrairement aux conditions acides de la pâte AS, le procédé PHK est conduit à la fois dans des conditions acides (préhydrolyse) et alcalines (cuisson kraft). Au stade de préhydrolyse, les glucides à chaîne courte, principalement les hémicelluloses, sont hydrolysés par la libération d’acide acétique à partir de groupes acétyle. Par conséquent, la plupart des hémicelluloses sont extraites des copeaux avant la pâte kraft.

Les propriétés principales de la dissolution des pâtes d’AS et de PHK en ce qui concerne la composition en glucides, la distribution du poids moléculaire (MWD), l’accessibilité et la réactivité sont différentes car différentes réactions chimiques se produisent dans des environnements acides ou alcalins. COMME les pâtes ont une teneur en cellulose plus faible, des teneurs en S10 / S18 plus élevées, des MWD plus larges et une réactivité plus élevée par rapport aux pâtes PHK.

La préhydrolyse des copeaux de bois aide à desserrer la matrice de la pâte et améliore l’accessibilité de la lignine aux produits chimiques de réduction en pâte et de blanchiment. Les hémicelluloses sont plus faciles à hydrolyser que la cellulose en raison de leur structure ramifiée et de leur faible degré de polymérisation. Le procédé PHK pour la production de pâte à dissoudre à partir de bois dur est utilisé commercialement. Dans ce procédé, une étape de préhydrolyse est utilisée pour extraire la plupart des hémicelluloses, suivie d’une pâte kraft pour éliminer la majeure partie de la lignine, et d’une étape de blanchiment / purification, qui aboutit à la production d’une pâte dissolvante à haute teneur en cellulose (90%). Ce procédé qui fractionne les trois principaux composants du bois a été considéré comme une base pour le développement d’une bioraffinerie forestière intégrée (IFBR). La récupération rentable et l’utilisation à valeur ajoutée des matières organiques dissoutes dans la LPH/la liqueur noire ajouteraient des revenus supplémentaires à l’usine de pâte à papier. Cependant, le PHK pose également certaines limites, telles que l’augmentation du temps total de production de pâte de dissolution en raison des étapes de préhydrolyse supplémentaires (temps de réaction total de 160-200 min et 240-270 min respectivement pour la pâte kraft classique et la pâte PHK) et la réduction du rendement en pâte de dissolution (en moyenne 38%) par rapport à 48% pour la pâte kraft classique. La préhydrolyse des copeaux de bois avant la pâte kraft peut être effectuée en utilisant diverses méthodes telles que l’eau chaude, l’autohydrolyse, le milieu acide ou alcalin. La préhydrolyse acide est généralement réalisée pour l’élimination de l’hémicellulose par hydrolyse en monosugars. Les sucres d’hémicellulose sont aujourd’hui considérés comme une source alternative de produits chimiques à valeur ajoutée. Cependant, la préhydrolyse acide peut entraîner un certain nombre d’effets corrosifs indésirables, une condensation importante de la lignine et un rendement médiocre en raison d’une hydrolyse partielle mais indésirable de la cellulose. Pour la raison ci-dessus, l’autohydrolyse aqueuse est le plus couramment pratiquée dans les industries de la pâte à dissoudre. Au cours de l’autohydrolyse (réalisée à 150-180 ° C), de l’acide organique (acide acétique) se forme en raison du clivage des groupes acétyle (de l’hémicellulose) qui agissent comme catalyseur pour hydrolyser les liaisons glycosidiques dans l’hémicellulose et réduire le pH du PHL à environ 4. Les hémicelluloses dégradées, principalement présentes sous leur forme oligomère, sont solubilisées dans le PHL et peuvent ensuite être extraites du digesteur et utilisées. Une quantité importante de matériaux en bois est dissoute dans le PHL, qui contient respectivement jusqu’à 50% et 10% d’hémicelluloses et de lignine. Les hémicelluloses et la lignine peuvent être séparées du PHL; de plus, leur récupération et leur conversion efficaces en produits à valeur ajoutée constituent une étape vers la construction d’une bioraffinerie à base de pâte à dissoudre. De nombreuses techniques de séparation individuelles ou des procédés combinés en plusieurs étapes, qui comprennent l’acidification, la floculation, l’adsorption, la filtration membranaire, l’extraction et l’échange d’ions, ont été étudiés pour la récupération des matières organiques du PHL. La production de pâte à dissoudre nécessite une surface de récupération plus élevée par rapport à une usine de pâte kraft normale en raison d’un rendement plus faible et d’une charge élevée en cuisson. La partie organique des solides secs dans la chaudière de récupération est légèrement plus faible dans la production de pâte à dissoudre, ce qui entraîne une valeur de chaleur plus faible. Valmet possède l’expérience et le plus large éventail de technologies dans la fourniture d’équipements et de processus flexibles pour la production de pâtes de dissolution pour divers produits finaux. Figue. 14.5 montre une ligne de fibres DP typique.

Figure 14.5. Ligne de fibres DP typique.

Avec la permission d’Andritz; Vehmaa J (2013). 6ème Colloque International sur la Pulpe d’Eucalyptus, 24-27 novembre Colonia UY.

Les hémicelluloses présentes dans la LPH sont une source précieuse de sucres hexose et pentose, qui peuvent être convertis en produits à valeur ajoutée (tableau 14.5).

Tableau 14.5. Conversion des Hémicelluloses de La Liqueur de Préhydrolyse en Produits à Valeur Ajoutée

Liqueur de préhydrolyse

Hémicellulose

Xylitol

Éthanol

Additifs pour papier

Furfural

Acides organiques

Intermédiaires chimiques

PHK est populaire dans les nouvelles usines de pâte à papier à dissoudre en raison des avantages associés à l’investissement en capital, à l’exploitation et à la compatibilité environnementale. Le procédé PHK représentait 56 % de la production mondiale de pâte à dissoudre (en 2014), tandis que le procédé AS représentait 42 %. Pour le secteur canadien de la pâte à dissoudre, le procédé AS représentait encore 64 % de la capacité de production de pâte à dissoudre, bien que le procédé PHK soit devenu de plus en plus important. En Chine, le procédé PHK représente 78% de la capacité de production totale.

Un nouveau procédé de dissolution de la pâte servant de base à une bioraffinerie avancée a été discuté. Le procédé SO2-éthanol-eau a le potentiel de remplacer le procédé au sulfite acide pour la production de pâtes de qualité rayonne, en raison d’une plus grande flexibilité dans le choix de la source de matière première, de temps de cuisson sensiblement inférieurs et de la quasi-absence de produits de dégradation du sucre. Une attention particulière est accordée aux développements visant le fractionnement sélectif et quantitatif des pâtes de qualité papier en hémicelluloses et en cellulose de la plus haute pureté. Cet objectif a été atteint par le procédé IONCELL, où toute la fraction hémicellulosique est dissoute sélectivement dans un liquide ionique dans lequel la basicité de la liaison H et l’acidité sont suffisamment ajustées par l’ajout d’un cosolvant. En même temps, l’hémicellulose pure peut être récupérée par addition supplémentaire du cosolvant, qui agit alors comme un non-solvant. La fraction cellulosique pure résiduelle peut alors entrer dans un procédé lyocellulaire pour la production de produits cellulosiques régénérés.

Le processus de blanchiment augmente non seulement la brillance de la pâte à dissoudre, mais augmente également la pureté, ajuste la viscosité et la MWD de la cellulose et modifie la réactivité de la pâte à dissoudre pour répondre aux exigences des produits finaux de qualité supérieure. Par conséquent, le blanchiment est un processus critique lors de la fabrication de la pâte à dissoudre. Actuellement, les principales méthodes utilisées sont la combinaison de la délignification à l’oxygène (O), de la délignification au dioxyde de chlore (D0) et de l’éclaircissement (D1 et D2), du blanchiment à l’hypochlorite (H) et du blanchiment au peroxyde d’hydrogène (P). Bien que l’hypochlorite ait été presque éliminé du blanchiment de la pâte pour les qualités de papier pour des raisons environnementales, il est toujours couramment utilisé pour dissoudre la fabrication de la pâte. L’hypochlorite peut oxyder et dégrader la cellulose de manière à pouvoir ajuster son poids moléculaire et sa viscosité pour améliorer l’uniformité de la pulpe.

Fig. 14.6 et 14.7 montrent une ligne de fibres pour dissoudre la pâte en utilisant un blanchiment totalement sans chlore (TCF) et sans chlore élémentaire (ECF), respectivement.

Figure 14.6. Fiberline pour dissoudre la pulpe, blanchiment TCF.

Avec la permission de Metso; Paul Flickinger, Lari Lammi, Bertil Ernerfeldt (2011). Tappi Peers, Dissout Pulp, 2 octobre 2011.

Figure 14.7. Fiberline pour dissoudre la pulpe, blanchiment ECF.

Avec la permission de Metso; Paul Flickinger, Lari Lammi, Bertil Ernerfeldt (2011). Tappi Peers, Dissout Pulp, 2 octobre 2011.

La production de pulpe dissolvante à partir de linters de coton implique l’élimination des fibres de linters, attachées aux graines de coton. Ce processus est appelé délinage, produisant des fibres de différentes longueurs. Les linters de deuxième coupe ou les fibres les plus courtes sont utilisés comme charge chimique. La purification est effectuée par une combinaison de traitements mécaniques et chimiques comprenant un traitement alcalin doux à haute température pour éliminer les protéines, les cires, les pectines et autres polysaccharides et un blanchiment pour obtenir la luminosité requise. Les pâtes à dissoudre de la plus grande pureté de cellulose sont fabriquées à partir de linters de coton purifiés et utilisées pour la fabrication de plastiques acétate et d’éthers de cellulose à haute viscosité.

Certains types de traitements spéciaux (post-traitements) ont été utilisés pour améliorer la qualité de la pâte, en particulier sa pureté et sa réactivité. Ces traitements sont les suivants:

Traitement avec des produits chimiques Traitement avec des enzymes

Actions mécaniques

Micro-ondes

Combinaisons des traitements ci-dessus

Les méthodes de post-traitement peuvent être utilisées avant et après le blanchiment. Beaucoup de ces traitements ont été utilisés commercialement. De plus, ces post-traitements jouent également un rôle important dans le processus de conversion de la pâte à papier en pâte à dissoudre.

Les hémicelluloses sont facilement dissoutes dans les alcalis, l’extraction caustique est donc un moyen efficace d’éliminer les hémicelluloses des fibres pulpaires, en particulier dans les pâtes sous forme de pâtes. Généralement, la purification alcaline est effectuée en CCE. Le procédé CCE est conduit à 20-40 ° C et à 8% -10% d’hydroxyde de sodium. En CCE, des températures plus basses et des concentrations d’alcalis plus élevées sont utilisées. Le mécanisme implique un gonflement des fibres et la dissolution et l’élimination des hémicelluloses de la fibre interne à la phase de masse. La consommation d’alcali dans le processus CCE n’est pas beaucoup. La teneur en cellulose de la pulpe traitée par CCE peut atteindre 98% et plus.

L’extraction caustique à chaud (HCE) utilise des températures plus élevées et des concentrations d’alcalis plus faibles. Le HCE est effectué à 95-135 ° C et 0,4% -1,5% d’hydroxyde de sodium. Les fibres ne gonflent pas suffisamment en raison de la faible concentration en alcali, de sorte que l’hémicellulose dans la paroi profonde des fibres ne peut pas être éliminée plus complètement, mais les réactions chimiques de dégradation des glucides et d’autres oxydations ont lieu à des températures élevées, ce qui présente plusieurs inconvénients tels que des rendements plus faibles, des viscosités de pulpe plus faibles et une consommation supplémentaire de produits chimiques. Il est plus difficile de fabriquer des pâtes de dissolution de haute pureté (teneur en α-cellulose de 96% ou plus) par HCE.

Contrairement à l’extraction alcaline, l’extraction acide (A) permet la dissolution d’une fraction d’hémicelluloses résistantes aux alcalis. L’extraction à l’acide est effectuée à pH 2,5 à 3,5 et à 95-150 ° C pendant 1-2,5 h. Les hémicelluloses résistantes aux alcalins sont facilement éliminées dans ces conditions et conviennent donc au traitement des pâtes PHK. Les hémicelluloses et les cations métalliques sont éliminés. Les hémicelluloses dans la pulpe ont diminué de 16,27% à 11,08%, ce qui représentait un 31.diminution de 9% avec traitement à l’acide d’une pâte kraft de résineux délignifiée à l’oxygène à pH 3 et 150 ° C pendant 2 h.

Les fibres de pâte peuvent être fractionnées en fonction de leur taille. Le traitement de fractionnement a été utilisé dans le processus de fabrication traditionnel de la pâte dans le but d’améliorer la luminosité de la pâte blanchie et les propriétés de résistance mécanique. Le fractionnement des fibres a été utilisé pour améliorer la pureté des pâtes à dissoudre. En fractionnant une pulpe de sulfite de bois tendre, la fraction de fibres longues retenue sur un tamis à 30 mailles présentait des taux d’hémicellulose plus faibles (9.59%) que la fraction de fibres courtes qui a traversé un tamis à 30 mailles (11,65%). La teneur en α-cellulose de la fraction de fibres longues était supérieure d’environ 2,5 % à celle de la fraction de fibres courtes (91,08 % contre 88,53 %). Les effets du fractionnement sur la pulpe de dissolution du bambou ont montré que la pureté de la cellulose peut être améliorée en éliminant les fines. À mesure que davantage de fines étaient éliminées, la pureté de la pulpe dissolvante résultante était plus élevée. Pour une pulpe de bambou blanchie avec l’élimination de 14,7% (p / p) de la pulpe originale, la teneur en α-cellulose est passée de 94,7% à 96,2%, la teneur en lignine a diminué de 0,86% à 0.63%, et la teneur en cendres a diminué de 0,89% à 0,41%.

Le traitement avec des enzymes cellulase et hémicellulase peut être utilisé pour modifier les pâtes en dissolution, améliorant ainsi les propriétés de la pâte telles que la pureté, la viscosité et la réactivité. La cellulase agit sur la cellulose amorphe, qui est située à la surface de la fibre et entre les microfibrilles. Ce traitement enzymatique augmente le gonflement et l’accessibilité de la fibre cellulosique, ce qui augmente sa réactivité à la dérivatisation. Le traitement d’une pâte dissolvante de bois dur PHK avec de la cellulase a ouvert la structure et augmenté la porosité des fibres, ce qui a amélioré l’accessibilité et la réactivité de la pâte traitée. Le volume poreux des fibres est passé de 4,79 à 6,74 µm3/g, et la réactivité des Fock s’est améliorée de 47,67% à 66,02%. Par rapport aux cellulases, les hémicellulases (par exemple, la mannanase et la xylanase) sont principalement utilisées pour la purification de la pulpe.

Certaines méthodes mécaniques – raffinage, fraisage et déchiquetage — qui ouvrent la structure de la paroi fibreuse et améliorent la pénétration de produits chimiques dans la fibre ont été utilisées. Ces changements positifs dans les morphologies des fibres améliorent significativement la réactivité des fibres cellulosiques. Certains traitements mécaniques peuvent être facilement commercialisés. Le raffinage mécanique d’une pulpe de PHK de bois dur a entraîné une augmentation de la surface, de la taille des pores et du volume; ces changements ont augmenté la réactivité de Fock de la pulpe résultante. Le raffinage d’un échantillon de pâte de bois dur PHK avec 25 000 tours dans un raffineur PFI a augmenté la surface spécifique de 0,98 à 1,20 m2 / g, a diminué le rapport cristallin de 1,27 à 1,17 et a augmenté la réactivité des Fock de 49,27% à 58,32%.

Des complexes métalliques tels que le nitrène et le cuen ont été utilisés dans la conversion de la pâte à papier en pâte à dissoudre. Le nitrène, une solution fortement alcaline constituée de tris (2-aminoéthyl)-amine et d’hydroxyde de nickel (II) dans un rapport molaire de 1: 1, est efficace pour extraire l’hémicellulose des pâtes de qualité papier. Il peut dissoudre à la fois le xylane et la cellulose par liaison coordinative des groupes hydroxyles aux positions C2 et C3 des sucres anhydro. La complexation du xylane est plus favorisée que la cellulose, car le xylane peut être solubilisé à des concentrations de nitrène plus faibles. Le nitrène est cependant inefficace contre les pâtes de résineux riches en glucomannane. Le Cuen (complexe d’éthylènediamine de cuivre) est connu comme solvant de cellulose et peut également être utilisé pour la purification des pâtes en dissolution. Mais le cuen est moins sélectif dans l’élimination du xylane car il dissout également une partie de la cellulose, ce qui affecte la pureté de la pulpe souhaitée.

La liaison hydrogène dans les pâtes à dissoudre empêche la pénétration et la diffusion de produits chimiques dans la fibre interne, ce qui est important pour la dérivatisation de la cellulose des pâtes à dissoudre. Il existe également peu d’autres méthodes en plus des méthodes ci-dessus qui améliorent la pureté et / ou la réactivité de la cellulose dans la dissolution des pâtes. Ces méthodes comprennent le traitement par solvant liquide ionique, le traitement par micro-ondes et la radiothérapie électronique. Mais ces traitements n’ont pas encore été mis en service commercial. Des recherches récentes ont démontré que de nouvelles méthodes de traitement, telles que l’extraction caustique modifiée, l’extraction acide, le traitement mécanique et le traitement enzymatique, sont très efficaces pour améliorer la qualité des pâtes à dissoudre.

L’utilisation d’essences non traditionnelles de bois et d’essences non ligneuses à croissance rapide pour la production de pâte à dissoudre a considérablement augmenté au cours des dernières années. Trema orientalis a été utilisé pour la production de pâte dissolvante à base de PHK. Des bâtons de jute et des tiges de maïs ont également été utilisés. Les pâtes de papier non ligneuses de lin, de chanvre et de sisal ont été transformées en pulpe dissolvante, en utilisant des traitements avec des enzymes et des alcalis pour l’élimination sélective de l’hémicellulose. En raison des faibles concentrations d’hémicellulose et d’autres substances organiques (acides acétiques, furfural et lignine) dans le PHL, leur récupération et leur utilisation s’avèrent difficiles. Un traitement à la Laccase a été utilisé pour améliorer la filtrabilité de la membrane lors de la nanofiltration du PHL pour la récupération du produit. La recherche et le développement récents se sont également concentrés sur l’amélioration des propriétés de dissolution de la pâte.

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