Impact du traitement enzymatique dans le procédé de blanchiment de la pâte kraft

Abstract

La réglementation actuelle et surtout la tendance du marché pour la demande de pâte kraft blanchie sans l'aide de chlore élémentaire (ECF: Elemental Chlorine Free) ou de composés à base de chlore (TCF: Total Chlorine Free) force l'industrie des pâtes et papiers à étudier des alternatives quant à leur méthode de blanchiment de la pâte. Parmi les alternatives considérées pour produire des pâtes ECF ou TCF, on retrouve le traitement enzymatique avec des hémicellulases. Dans ce projet de recherche, deux hémicellulases de types xylanases sont utilisées afin d'évaluer la possibilité de produire une pâte kraft de bois mou d'une blancheur de 90 % ISO dans une séquence de blanchiment ECF. De plus, la possibilité de développer une méthode simple et efficace du suivi de la réaction, à partir du filtrat recueilli après le stade enzymatique, est étudiée. L'analyse par spectrophotométrie dans les domaines de l'ultraviolet (UV) et du visible (VIS) est basée sur les propriétés d'absorption des composés formant la lignine et qui sont relargués dans le filtrat lors du traitement enzymatique. Les résultats provenant des essais réalisés sur de la pâte de bois mou démontrent qu'il est possible de réduire l'indice Kappa de 0,5 unité après le stade enzymatique et d'augmenter la blancheur finale de la pâte de 1,6 % ISO sans toutefois atteindre la blancheur désirée de 90 % ISO. L'insertion du stade enzymatique permet des économies de consommation du bioxyde de chlore (kg/kg de pâte sèche) dans le dernier stade allant de 50 à 67 % pour une blancheur finale donnée de 88,6 % ISO. La viscosité de la pâte obtenue provenant d'une séquence de blanchiment ECF incluant un stade enzymatique diminue de façon non significative et est comparable à celle obtenue avec l'échantillon contrôle. L'étude ne permet pas d'établir une corrélation entre l'indice Kappa après le stade enzymatique et l'absorption des groupements chromophores (VIS) et phénoliques (UV) de la lignine contenus dans le filtrat enzymatique en fonction du temps de réaction, ceci en raison de la réduction rapide et complète de l'indice Kappa après 40 minutes de réaction. L'étude permet cependant d'avancer que la mesure de l'absorption dans le domaine du visible est plus représentative du traitement enzymatique que la mesure dans le domaine de l'ultraviolet. Effectivement, les courbes de concentrations des concentrations équivalentes de lignine théorique (VIS) en fonction du temps de réaction sont similaires à celles obtenues pour l'indice Kappa après le stade enzymatique en fonction du temps de réaction. Par contre, les courbes de concentrations équivalentes de lignine théorique (UV) présentent des augmentations en fonction du temps de réaction indiquant la présence de composés qui seraient libérés et qui pourraient interférer dans ce domaine d'absorption. En raison des quantités limitées de pâte de bois mou, la reproductibilité des essais pour les analyses spectrophotométriques est vérifiée à partir de pâte de bois dur. Les résultats permettent de démontrer que les essais sont reproductibles avec une marge d'erreur maximale de 8,3 %.