Techniques avancées de mise en pâte chimique :amélioration de la résistance et de la durabilité dans la production de papier

Introduction :

Vous passez du temps à étudier les usines de papier, et vous vous rendez vite compte que tout dépend de la pâte à papier.    

Dans la fabrication du papier à grande échelle, la manière dont la pâte est produite décide de beaucoup de choses plus tard :la résistance, la texture, et même le comportement du papier lors de la transformation. La fabrication de pâte chimique est la méthode de choix parmi les différentes méthodes utilisées aujourd'hui où la cohérence et la durabilité sont prises en compte.

L’industrie des pâtes et papiers compte une majorité de décideurs qui connaissent déjà les fondamentaux. Cependant, dans le but de rationaliser les opérations - ou de résoudre les problèmes de qualité - il serait utile d'examiner de plus près comment le processus de fabrication de pâte chimique fonctionne réellement dans la réalité.

Cet article jette un regard concret sur le sujet. Nous découvrirons les principaux processus de fabrication de pâte chimique dans la fabrication du papier industriel, étape par étape le processus de fabrication de pâte kraft dans l'industrie papetière et, plus important encore, découvrirons l'impact de la fabrication de pâte chimique sur la qualité et la résistance du papier dans les environnements de production réels.

Point de départ : ce que fait réellement la mise en pâte chimique

À un niveau simple, le bois n'est que des fibres collées ensemble.

Cette « colle » est la lignine. Le but de la pâte chimique est d’en éliminer la majeure partie tout en gardant les fibres utilisables. Cela semble simple, mais en réalité, c'est là que les choses peuvent mal tourner, ou très bien.

Dans le processus plus large de fabrication industrielle du papier, cette étape donne le ton. Si les fibres sont endommagées ici, aucun raffinage ou finition ultérieure ne pourra les réparer complètement.

C'est pourquoi les usines passent autant de temps à peaufiner cette partie des étapes du processus de production du papier, même si on n'en parle pas toujours en dehors des équipes techniques.

Les matières premières comptent plus qu'il n'y paraît

On dit que ce n'est que du bois mais c'est ainsi que les moulins le perçoivent.

Le type de pâte de bois utilisé, qu'il s'agisse de résineux ou de feuillus, a une différence significative dans le résultat.

• Bois résineux → fibres plus longues, meilleure résistance 
• Bois dur → fibres plus courtes, surface plus lisse 

Avant d’entrer dans le processus de fabrication de pâte chimique, le bois est écorcé et déchiqueté. 

Rien d'inhabituel là-bas. Mais la cohérence de la taille des chips ? C'est là que les opérateurs deviennent pointilleux.

Les chips inégales ne cuisent pas uniformément. Et une cuisson inégale signifie une pulpe incohérente. C’est un de ces petits détails qui affectent discrètement toute la chaîne de fabrication du papier.

Processus de mise en pâte chimique dans la fabrication de papiers.

Il n’y a pas de technique universelle. Mills a également élaboré au fil des ans un certain nombre de stratégies majeures, chacune comportant ses compromis.

Procédé Kraft

C'est le cheval de bataille de l'industrie des pâtes et papiers.

Ce n’est pas parfait, mais c’est sûr. Les produits chimiques utilisés (principalement l'hydroxyde de sodium et le sulfure de sodium) ont la capacité de décomposer la lignine sans détruire des quantités excessives de la structure des fibres.

Une autre raison pour laquelle les usines s’en tiennent au kraft ? Récupération chimique. Pouvoir réutiliser des produits chimiques fait une grande différence sur le plan économique.

Procédé au sulfite

Celui-ci emprunte une voie différente :acide au lieu d'alcalin.

Il peut produire une pâte plus brillante, ce qui est utile pour certaines qualités. Elle est cependant moins indulgente avec les fluctuations de la qualité des matières premières. C’est l’une des raisons pour lesquelles il n’est pas aussi populaire de nos jours. 

Pâte à base de soude

Plus courant dans les applications non liées au bois.

Si vous traitez des résidus agricoles, cette méthode fonctionne. Cependant, pour les applications à haute résistance, cela ne correspond pas tout à fait au kraft.

Processus de fabrication de pâte kraft étape par étape dans l'industrie du papier

Décomposons étape par étape le processus de fabrication de pâte kraft dans l'industrie papetière, pas seulement sous forme de liste, mais comment il se déroule réellement dans les usines.

Cuisine (Digestion)

C'est là que se déroule la majeure partie de l'action.

Les copeaux de bois sont cuits avec des produits chimiques à haute température et pression. L'idée est de dissoudre la lignine sans trop cuire les fibres.

Et honnêtement, cet équilibre est délicat. Poussez-le trop loin et la résistance des fibres diminue. Si vous en retenez trop, la lignine reste derrière.

Lavage

Après cuisson, la pulpe est lavée.

Pas seulement pour la propreté :cette étape élimine les produits chimiques résiduels et les matières dissoutes. Le liquide restant (liqueur noire) n’est pas un déchet. Cela fait partie d'une boucle de récupération.

Dépistage

Même avec une cuisson contrôlée, tout ne se décompose pas de manière égale.

Le criblage aide à éliminer les rejets :copeaux non cuits ou particules surdimensionnées. C'est une étape de contrôle qualité, simple mais nécessaire.

Blanchiment (parfois)

Tous les papiers n'ont pas besoin d'être d'un blanc éclatant.

Mais lorsque c'est le cas, le blanchiment entre en jeu. Différentes usines utilisent des séquences différentes en fonction du coût, des réglementations et des exigences d'utilisation finale.

Récupération chimique

C'est là que la pâte chimique devient plus durable que ce à quoi on s'attend.

Les produits chimiques utilisés auparavant sont récupérés et réutilisés. De l'énergie est également générée au cours du processus. Sans cette étape, l'économie du processus de fabrication industrielle du papier serait très différente.

Où cela s'intègre-t-il dans le processus complet de production de papier

Une fois la réduction en pâte terminée, le processus avance, mais il entraîne avec lui tout ce qui se passe à ce stade.

Les étapes restantes du processus de production de papier comprennent :

• Affinage des fibres 
• Formation de feuille 
• Appuyer 
• Séchage 
• Finition de surface 

Si la qualité de la pâte est inégale, les opérateurs commenceront à constater des problèmes :mauvaise adhérence, cassures, feuilles inégales. Tout cela remonte à.

Comment la mise en pâte chimique affecte la qualité et la résistance du papier

C'est là que les choses sont directement liées aux résultats commerciaux.

Comprendre comment la pâte chimique affecte la qualité et la résistance du papier n'est pas seulement technique :c'est aussi pratique.

Longueur et résistance des fibres

La pâte chimique préserve généralement mieux la longueur des fibres que les méthodes mécaniques.

Cela se traduit par un papier plus résistant. Particulièrement important pour les qualités d'emballage.

Propreté des fibres

L'élimination de la lignine améliore la liaison des fibres.

Une meilleure liaison signifie moins de points faibles dans la feuille. C'est quelque chose que l'on remarque rapidement en production.

Stabilité de la luminosité

Moins de lignine =moins de jaunissement avec le temps.

Pour les applications d'impression, cela compte plus que ce que l'on pense.

Flexibilité

Les fibres traitées chimiquement sont plus faciles à travailler lors de la formation de la feuille.

Ils se plient au lieu de se casser, ce qui réduit les pertes lors de la production.

La technologie change la façon dont les usines abordent cette question

Même si les principes fondamentaux n'ont pas beaucoup changé, la façon dont les usines gèrent le processus de pâte chimique a changé.

Les digesteurs continus, par exemple, ont remplacé les systèmes discontinus dans de nombreuses installations. Ils offrent une meilleure cohérence, même s'ils comportent leurs propres défis.

Ensuite, il y a la délignification à l’oxygène, qui réduit essentiellement la charge sur les étapes de blanchiment. Il s'agit d'un petit changement, mais il améliore à la fois les coûts et les performances environnementales.

La surveillance numérique est un autre domaine qui a discrètement un impact. Les données en temps réel sont désormais utilisées par les opérateurs, plutôt que simplement l'expérience.

La durabilité :ce n'est plus seulement un mot à la mode

L’industrie des pâtes et papiers n’a pas été sans critiques environnementales. 

En particulier, la pâte chimique était perçue comme étant gourmande en ressources. Une partie de cela demeure, cependant, les choses ont changé.

• Les systèmes de récupération chimique sont plus efficaces 
• La réutilisation de l'eau est plus courante 
• Les processus de blanchiment sont plus propres qu'avant 

Ce n’est pas non plus parfait, mais ce n’est plus ce qu’il était.

Des défis qui ne disparaissent pas facilement

Même aujourd'hui, les usines sont confrontées à quelques problèmes persistants :

• Variabilité des matières premières 
• Croissance des coûts des produits chimiques 
• Pression réglementaire 
• Investissement élevé en capital 

Ce ne sont pas des problèmes nouveaux. Mais c'est la raison pour laquelle le contrôle des processus est si important.

Conclusion

La pâte chimique n'attire pas toujours l'attention en dehors des cercles techniques, mais elle joue un rôle central dans la fabrication moderne du papier.

Qu'il s'agisse de la décision entre des méthodes alternatives de fabrication de pâte chimique appliquées à la fabrication de papiers industriels ou même du processus étape par étape de fabrication de pâte kraft dans l'industrie papetière, chaque étape du processus décisionnel a un impact sur le produit final.

Et lorsque l’on examine de près l’impact de la pâte chimique sur la qualité et la résistance du papier, il devient évident qu’il ne s’agit pas seulement d’une étape du processus. C'est l'étape qui façonne tout ce qui suit.

Pour les entreprises opérant dans le processus de fabrication du papier industriel, bien faire les choses est moins une question de théorie que de cohérence, de contrôle et d'expérience.