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Mise au Point et Développement de Pâtes de Cellulose à Haut Niveau de Pureté pour l'Industrie Chimique des Dérivés Cellulosiques Thèses des bois, CAP SCIENCES,

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1 Mise au Point et Développement de Pâtes de Cellulose à Haut Niveau de Pureté pour l'Industrie Chimique des Dérivés Cellulosiques Thèses des bois, CAP SCIENCES, le 30 Janvier 2009 Benoit Lambert USBB – Tembec R&D Tartas

2 Partenaires du Projet Usine de Témiscaming (Québec) Partenaires Universitaires : Partenaires Financiers : Partenaire Industriel : Usine de Tartas (Landes)

3 Cellulose de Spécialité - Cellulose à Usage Chimique Pâtes de bois 185 MT/an* Cellulose à usage chimique 4,4MT/an ACETATES 655 kT ETHERS 370 kT MCC 85 kT NITROCELL. 140 kT CELLOPHANE 60 kT Cellulose de spécialité (33%) VISCOSE (RAYONNE) 2540 kT *Production annuelle totale de pâtes de bois VISCOSE (FIBRANNE) 340 kT CELL. MERCERISEE 50 kT VISCOSE 150 kT Marché de commodité 67%

4 Cellulose - Dérivés Cellulosiques CELLULOSE =POLYMERE du GLUCOSE

5 Cellulose - Dérivés Cellulosiques Fonctionnalisation des groupes hydroxyles Mise en solution de la cellulose (solvants organiques ou eau)

6 Matières premières Cellulose 99% Extraits et cendres <1% Composition chimique des linters de coton Lignine, extraits et cendres <1% Cellulose 96% Hémicelluloses 4% Composition chimique d'une pâte de bois pour dérivés cellulosiques

7 Matières premières Cellulose 99% Extraits et cendres <1% Composition chimique des linters de coton Lignine, extraits et cendres <1% Cellulose 96% Hémicelluloses 4% Composition chimique d'une pâte de bois pour dérivés cellulosiques Composition chimique moyenne du bois Extraits et cendres 5% Cellulose 45% Hémicelluloses 25% Lignine 25%

8 Même type de cellulose pour les 3 types de dérivés considérés : Haute pureté, haute blancheur, viscosité contrôlée Cellulose = polymère naturel, grande disponibilité Matière première renouvelable Intérêts et objectifs du projet Marché de niche des dérivés cellulosiques à haute valeur ajoutée Objectifs :Mise au point de pâtes de bois de haute pureté Etude fondamentale sur accessibilité et réactivité de la cellulose

9 Analyses Hémicelluloses Cellulose dégradée -cellulose Autres analyses : Blancheur : mesurée en % par rapport à une référence Taux de cendres et taux dextraits Viscosité en solution

10 Extraction et purification de la cellulose dans les usines TEMBEC CUISSON (ACIDE) PRE BLANCHIMENT (BASIQUE) BLANCHIMENT (ACIDE) Solubilisation de la lignine Enrichissement en cellulose Contrôle de la viscosité Contrôle de la blancheur Contrôle de la viscosité BOIS BOBINES MISE EN FEUILLES SECHAGE

11 Amélioration : Modification des paramètres de cuisson CUISSON « STANDARD » 149°C ACIDE pH=1,5 CUISSON MODIFIEE 140°C TRES ACIDE pH=1 -cellulose= 96% Cell. dégradée=3,5% -cellulose= 97,5% Cell.dégradée= 1,5% PURIFICATION et BLANCHIMENT Lign. Hém. Cellulose KJ/Mol Énergie dactivation de délignification et dhydrolyse des polysaccharides

12 Amélioration : Modification des paramètres de purification CUISSON (ACIDE) PREBLANCHIMENT (BASIQUE) BLANCHIMENT 1 (ACIDE) EXTRACTION (BASIQUE) BLANCHIMENT 2 (ACIDE) BLANCHIMENT 3 (BASIQUE) BOIS NOUVELLE ETAPE de PURIFICATIO N CONCENTRATION en SOUDE TEMPERATURE DE REACTION REACTION CHIMIQUE : Contrôle/dégradation Consommation réactifs Pas de recyclage PHENOMENE PHYSIQUE : Action immédiate Moins de dégradation Recyclage des réactifs

13 Amélioration : Modification des paramètres de purification CUISSON (ACIDE) PREBLANCHIMENT (BASIQUE) BLANCHIMENT 1 (ACIDE) EXTRACTION (BASIQUE) BLANCHIMENT 2 (ACIDE) BLANCHIMENT 3 (BASIQUE) BOIS RESULTATS : -cellulose : 96,7% 98% Cell. dégradée : 1,9% 1,2% NOUVELLE ETAPE de PURIFICATIO N CONCENTRATION en SOUDE TEMPERATURE DE REACTION

14 Collaboration Université/TEMBEC Étude Rayons X sur taux de cristallinité de la cellulose en fonction des conditions de purification Cellulose ICellulose II RXConditions idéales de réactionRéactivité Maximale

15 Haut niveau de pureté atteint Mise en évidence des phénomènes physiques/chimiques Mise au point de nouvelles pâtes de cellulose Validation avec tests acétates Application à dautres usines TEMBEC Conclusion et perspectives


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