La fabrication du papier de bambou en Chine est une tradition ancienne. La morphologie et la composition chimique des fibres de bambou présentent des caractéristiques particulières. Leur longueur moyenne est importante et la microstructure de leurs parois cellulaires est spécifique, ce qui confère à la pâte blanchie de bonnes propriétés optiques : une opacité et un coefficient de diffusion de la lumière élevés. La teneur en lignine du bambou (environ 23 % à 32 %) est plus élevée, ce qui implique une cuisson de la pâte avec des teneurs plus élevées en alcalis et en sulfures (généralement de 20 % à 25 %), proches de celles du bois de conifères. Les teneurs en hémicellulose et en silicium sont également plus élevées, mais elles peuvent engendrer des difficultés de fonctionnement pour les systèmes de lavage, d’évaporation de la liqueur noire et de concentration de la pâte. Par conséquent, le bambou n’est pas une matière première idéale pour la fabrication du papier.
Les futurs systèmes de blanchiment des pâtes chimiques de bambou de moyenne et grande taille utiliseront principalement les procédés de blanchiment TCF ou ECF. De manière générale, en fonction du degré de délignification et de délignification à l'oxygène lors de la mise en pâte, et selon le nombre de sections de blanchiment, la pâte de bambou pourra atteindre un degré de blancheur ISO de 88 % à 90 %.
Comparaison du blanchiment ECF et TCF du bambou
En raison de la teneur élevée en lignine du bambou, il est nécessaire de le combiner avec des technologies de délignification profonde et de délignification à l'oxygène pour contrôler la valeur Kappa de la suspension entrant dans l'ECF et le TCF (recommandé <10), en utilisant une séquence de blanchiment ECF en deux étapes améliorée par Eop, un prétraitement acide ou une séquence de blanchiment TCF en deux étapes Eop, qui peuvent toutes blanchir la pâte de bambou sulfatée à un niveau de blancheur élevé de 88 % ISO.
Les performances de blanchiment des différentes matières premières de bambou varient considérablement, Kappa à environ 11 ~ 16, même avec un blanchiment en deux étapes ECF et TCF, la pâte ne peut atteindre qu'un niveau de blancheur de 79 % à 85 %.
Comparée à la pâte de bambou blanchie par TCF, la pâte de bambou blanchie par ECF présente une perte de blanchiment moindre et une viscosité plus élevée, généralement supérieure à 800 ml/g. En revanche, même les pâtes de bambou blanchies par TCF modernes et améliorées n'atteignent qu'une viscosité de 700 ml/g. La qualité des pâtes blanchies par ECF et TCF est incontestable, mais le choix du procédé de blanchiment (ECF ou TCF) reste encore à déterminer, compte tenu du rapport qualité-prix et des coûts d'investissement et d'exploitation. Les entreprises privilégient différents procédés. Cependant, selon les tendances futures, les procédés de blanchiment ECF et TCF devraient coexister durablement.
Les partisans de la technologie de blanchiment ECF estiment que la pâte blanchie obtenue par ce procédé présente une meilleure qualité, une utilisation réduite de produits chimiques, une efficacité de blanchiment élevée et un système d'équipement éprouvé et stable. En revanche, les défenseurs de la technologie de blanchiment TCF mettent en avant ses avantages : réduction des rejets d'eaux usées, exigences moindres en matière de résistance à la corrosion et investissement réduit. La ligne de production de pâte de bambou au sulfate par blanchiment TCF sans chlore utilise un système semi-fermé, permettant de contrôler les émissions d'eaux usées à 5-10 m³/t de pâte. Les eaux usées de la section (PO) sont acheminées vers la section de délignification à l'oxygène, celles de la section O vers la section de lavage par tamisage, puis vers la récupération des alcalis. Les eaux usées acides de la section Q sont traitées par un système de traitement externe. Grâce à l'absence de chlore, les produits chimiques utilisés sont non corrosifs et l'équipement de blanchiment ne nécessite ni titane ni acier inoxydable spécial ; l'acier inoxydable ordinaire suffit, ce qui réduit les coûts d'investissement. Comparativement à la ligne de production de pâte TCF, les coûts d'investissement de la ligne de production de pâte ECF sont de 20 % à 25 % plus élevés, ceux de la ligne de production de pâte sont également de 10 % à 15 % plus élevés, l'investissement dans le système de récupération chimique est également plus important et l'exploitation est plus complexe.
En résumé, la production de pâte de bambou blanchie à 88-90 % par blanchiment TCF et ECF est réalisable. Le procédé de blanchiment doit inclure une délignification poussée, une délignification à l'oxygène avant le blanchiment, un contrôle de l'indice Kappa de la pâte introduite dans le système de blanchiment et un blanchiment en trois ou quatre étapes. La séquence de blanchiment ECF suggérée est OD(EOP)D(PO), OD(EOP)DP ; la séquence L-ECF est OD(EOP)Q(PO) ; et la séquence TCF est Eop(ZQ)(PO)(PO), O(ZQ)(PO)(ZQ)(PO). La composition chimique (notamment la teneur en lignine) et la morphologie des fibres variant considérablement selon les variétés de bambou, une étude systématique des performances de mise en pâte et de fabrication du papier de ces différentes variétés est indispensable avant la construction de l'usine. Cette étude permettra d'optimiser les procédés et les conditions de production.
Date de publication : 14 septembre 2024
