Développement du blanchiment des fibres cellulosiques à l’ozone

Communiqué du 19/10/21 du LGP2.

Le 17 septembre 2021, Etienne Montet a soutenu une thèse de doctorat de l’ Université Grenoble Alpes préparée sous la direction du Professeur Christine Chirat et du Professeur Émérite Dominique Lachenal (Grenoble INP-Pagora / LGP2). Il a présenté les résultats de sa recherche intitulée Étude des verrous susceptibles de freiner le développement de l’utilisation de l’ozone en blanchiment des fibres cellulosiques.
La production de pâtes papetières repose encore sur l’ usage de dioxyde de chlore dans des séquences de blanchiment ECF et ce, malgré la formation de produits organochlorés (AOX) qui se retrouvent dans l’ environnement et les produits papetiers. La transition vers des séquences de blanchiment TCF (sans chlore) est nécessaire. Aujourd’ hui, elle est déjà rendue possible par le remplacement total du dioxyde de chlore par l’ ozone, un oxydant plus vert et plus puissant.
Cette thèse établit qu’ une pâte blanchie par un procédé TCF à base d’ ozone peut atteindre une blancheur et des propriétés mécaniques équivalentes à celles d’ une pâte ECF conventionnelle. De plus, une étude par spectroscopie UV Raman à résonance montre la supériorité de l’ ozone (associé au peroxyde d’ hydrogène) pour la stabilisation de la blancheur, comparée à l’ utilisation conjointe de dioxyde de chlore et de peroxyde d’ hydrogène. Une analyse par dissolution directe de la cellulose dans un mélange DMAc/LiCl (8%) et chromatographie d’ exclusion stérique indique que la qualité mécanique de la pâte TCF est préservée car la dégradation de la cellulose par les différents stades à l’ ozone est uniforme dans les fibres. Le remplacement d’ agents de blanchiment à base de chlore par des réactifs tels que l’ oxygène, le peroxyde d’ hydrogène et l’ ozone permet d’ importantes économies en soude car la liqueur blanche oxydée peut être employée en tant qu’ agent alcalin dans la séquence, sans perturber le cycle de régénération de l’ usine. Les résultats présentés dans cette thèse montrent que la surconsommation en ozone induite par le recyclage des effluents est loin de contrebalancer le gain économique apporté par l’ utilisation de liqueur blanche oxydée. Ceci ouvre la voie au développement de séquences de blanchiment TCF hautement compétitives pour la production de pâte kraft blanchie.
Contacts :
christine.chirat@grenoble-inp.fr – dominique.lachenal@grenoble-inp.fr

Le Laboratoire Génie des Procédés Papetiers (LGP2) est une unité mixte de recherche (UMR 5518) associant le CNRS, Grenoble INP et l’ Agefpi, et menant ses activités scientifiques en lien avec la communauté académique Université Grenoble Alpes. Il est certifié Qualité Sécurité Environnement et comprend trois équipes : Bioraffinerie : chimie et éco-procédés – Matériaux biosourcés multi-échelles – Fonctionnalisation de surface par procédés d’ impression. Leurs travaux de recherche visent à répondre aux attentes sociétales quant au développement durable (chimie verte, bioraffinerie, procédés propres, recyclage, matériaux biosourcés, énergies renouvelables) et à la traçabilité & la sécurité (matériaux fonctionnels, papiers et emballages intelligents). lgp2.grenoble-inp.fr