Production of pure cellulose from wood by a green process of purification and bleaching by ozone , for a textile or chemical use

Production de cellulose pure à partir de bois par un procédé d’épuration et de blanchiment propre à base d’ozone, en vue d’une valorisation textile ou chimique

Jordan Perrin (1)

1 LGP2 - Laboratoire Génie des procédés papetiers

Bleaching of wood pulp is still an environmental issue. A new ozone-based TCF bleaching sequence made it possible to produce a bleached dissolving pulp whose properties were comparable to those of a pulp bleached with a conventional bleaching sequence using chlorine dioxide (ECF). It was noticed that the TCF bleached pulp had better brightness stability. The origin of yellowing is still poorly understood. It was studied here by the implementation of several analytical methods including EPR spectroscopy, UVRaman spectroscopy and also fluorescence spectroscopy for the specific analysis of carbonyl and carboxyl groups. It was shown that the carbonyl groups present on the cellulose are detrimental to the brightness stability, both during accelerated ageing and mercerization. They can be partly eliminated by an alkaline treatment, which improves the brightness stability. Addition of hydrogen peroxide allows for a further increase of the brightness stability, but without any extra carbonyl removal. It would have an effect on some conjugated residual chromophores, mainly quinones, involved in the yellowing mechanism. The TCF pulp would possess less quinones than a ECF pulp.

Le blanchiment est toujours l’un des points critiques en termes d’impact environnemental lors de la production de pâte de bois. Une nouvelle séquence « propre » de blanchiment sans réactifs chlorés (TCF) et à base d’ozone a permis d’obtenir une pâte à dissoudre blanchie dont les propriétés sont semblables à celles de pâtes blanchies par des séquences conventionnelles ECF à base de dioxyde de chlore. Il est montré que la pâte TCF a une meilleure stabilité de blancheur que la pâte ECF correspondante. Les phénomènes de jaunissement dont les mécanismes sont toujours mal compris ont été étudiés en mettant en œuvre diverses méthodes dont la spectroscopie RPE et la spectroscopie UV Raman et l’analyse des groupements carbonyle et carboxyle par fluorescence. Les groupes carbonyle que peut porter la cellulose se sont montrés néfastes pour la stabilité de la pâte, à la fois dans les conditions d’un vieillissement accéléré et en conditions alcalines de mercerisation. Ils peuvent néanmoins être partiellement éliminés par un traitement alcalin, ce qui se traduit par une meilleure stabilité de blancheur. L’addition de peroxyde d’hydrogène dans ce traitement permet d’obtenir des résultats encore meilleurs, sans élimination supplémentaire des carbonyles. Il aurait pour effet d’éliminer des chromophores résiduels de type quinonique et ayant un très fort impact sur le jaunissement des pâtes. La pâte TCF possèderait moins de chromophores quinoniques qu’une pâte ECF.

Mots clés: Cellulose; Purification; Ozone

Mots clés: Cellulose; Purification; Ozone

Domaines: Génie des procédés

Jordan Perrin. Production de cellulose pure à partir de bois par un procédé d’épuration et de blanchiment propre à base d’ozone, en vue d’une valorisation textile ou chimique. Génie des procédés. Université Grenoble Alpes, 2016. Français. ⟨NNT : 2016GREAI088⟩. ⟨tel-01689744⟩