Brevet FR2397486A1 — publié le 19790209

La présente invention concerne un procédé pour rendre la lignine séparable de la cellulose et de l'hémicellulose dans une matière lignocellulosique et elle se rapporte également au produit ainsi obtenu. Dans la présente description,ltexpression "rendre la lignine séparable de l'hémicellulose et de la cellulose dans une matière lignocellulosique" signifie que la lignine peut être séparée de l'hémicellnlose et de la cellulose,par exemple par extraction à l'aide d'un solvant organique. Dans le brevet US N03 .212.932, on a décrit un procédé d'hydrolyse en deux étapes permettant de produire des sucres du type pentose et hexose en fractions séparées à partir de matières lignocellulosiques de façon que chaque fraction puisse etre utilisée à volonté dans la composition d'une charge de départ ou bien que chaque fraction puisse etre utilisée séparément dans les diverses autres applications commerciales où interviennent des sucres du type pentose et hexose. Les matières lignocellulosiques pouvant être utilisées dans le procédé d'hydrolyse sélective faisant l'ob- jet du brevet US précité comprennent les classes de matières lignocellulosiques engendres dans des procédés de croissance de plantes et qui sont commodément disponibles sous la forme de déchets dans différentes industries.Ainsi, elles peuvent être constituées par des balles d'avoine, des tiges de blé et de la bagasse. Cependant, en particulier, elles comprennent les bois de différentes espèces d'arbres. La matière lignocellulosique ne nécessite aucun traitement préliminaire spécial avant son utilisation dans le procédé précité, bien qu'on doive la transformer dans un état finement divisé si elle ne se trouve pas déjà dans cette condition. Ainsi,on peut utiliser du bois avantageusement sous la forme de sciure de bois, de copeaux, d'écailles minces et sous d'autres formes semblables. Dans la première étape de l'hydrolyse du procédé faisant 11 objet du brevet US précité, on chauffe la matière lignocellulosique avec une première liqueur aqueuse d'une nature, et dans des conditions telles qu'on hydrolyse sélectivement la teneur en hémicellulose de la lignocellulose, en formant des sucres du type pentose comme produit désiré. On introduit le prémélange de lignocellulose et de liqueur aqueuse dans un récipient sous pression approprié. Celui-ci peut être un réacteur sous pression opé rant de façon continue ou discontinue et muni de moyens permettant de chauffer la charge à la température prédéterminée sous la pression prédéterminée. Comme cela est bien connu, cette apération peut être réalisée par injection directe de vapeur. A l'intérieur du réacteur, la pression s'exerçant sur la charge est augmentée aussi rapidement que possible de 7 à 49 kg/cm2, de préférence de 18,5 à 42 kg/cm2, la température étant augmentée jusqu'au niveau correspondant à la vapeur saturée. On maintient ces conditions pendant une période de temps relativement brève et qui est juste suffisante pour convertir pratiquement et sélectivement la teneur en hémicellulose de la lignocellulose en sucres du type pentose . En moyenne, cela prend environ 0,3 à 10 mn,le temps étant en relation pratiquement inverse de la température appliquée,c'est-8-dire que plus la température est élevée, plus le temps est court,et inversement. On obtient alors une première liqueur contenant une proportion importante de sucres du type pentose,ainsi qu'une petite quantité d'acides organiques volatils, tels que l'acide acétique, et en outre un résidu d'acide minéral si un acide minéral intervient en premier lieu. I1 se forme également un premier résidu solide qui est pratiquement exempt de pentosane et qui contient en prédominance de la lignine non dégradé et de la cellulose nondégradée. La pression est ensuite réduite avant la séparation de la liqueur et des résidus solides. Alors que le temps nécessaire pour la réduction de pression dans les procédés connus était très long, ctest-à-dire de l'ordre de plusieurs heures,il est important pour obtenir un résultat satisfaisant avec le procédé selon l'invention,que ce temps soit maintenu à une valeur très faible. Il se produit alors une réduction pratiquement instantanée de la pression qui se traduit par ce qu'on appellera dans la suite une "purge éclair". Lorsqu'on utilise un réacteur continu,le temps de purge est seulement de quelques secondes. Lorsqu'on utilise un gros réacteur opérant en discontinu,le temps de purge est de quelques minutes. Une telle réduction rapide de la pression a plusieurs effets importants. En premier lieu, elle arrête rapidement la réaction d'hydrolyse Cela se traduit par une réduction au minimum de la production de sucres de type hexose par dégradation de la cellulose. I1 en résulte également une réduction de la production de produits de dégradation de lignine et la décomposition des produits sucrés désirés est empêchée. En second lieu, la "purge éclair" fait évaporer une partie de l'eau existante. La vapeur résultante peut alors être utilisée avantageusement pour un échange de chaleur avec la matière introduite dans le réacteur. En troisième lieu, la "purge éclair" fait évaporer l'acide acétique, l'acide formique et d'autres substances volatiles organiques qui pourraient s'être formées comme sous-produits dans la réaction. On obtient ainsi un moyen efficace pour séparer et enlever des impuretés des produits de réaction. En quatrième lieu, la "purge éclair" fait exploser les particules de résidus solides. Cela les rend poreuses en vue d'un traitement plus efficace dans la seconde étape de l'hydrolyse. Dans la seconde étape /Ehydrolyse intervenant dans le brevet US précité, les conditions du réacteur de seconde étape la sont plus sévères que celles imposées auréacteur de/première étape. Elles ont pour objectif la conversion de la cellulose en sucres du type hexose sans produire une dégradation excessive de la lignine. En conséquence, on maintient le rapport liqueur-solides dans une gamme comprise entre 1/1-5/1, de préférence entre 1/1-3/1. La concentration en acide minéral de l'agent de traitement de la liqueur est maintenue a une valeur comprise entre 0,3 et 3,08 en poids. Le réacteur est chauffé indirectement, ou de préférence par injection directe de vapeur, jusqu'à ce qu'on atteigne une pression comprise entre 10,5 et 63 kg/cm2, de préférence entre 28 et 56 kg/cm2, et des températures correspondantes pour la vapeur saturée. Le réacteur est maintenu dans les conditions précitées pendant un temps qui est en relation pratiquement inverse de la température, c' est-à-dire que plus la température est élevée, plus le temps est court, et inversement. Pendant ce temps, qui est compris entre 0,3 et 10 mn, le contenu en cellulose de la charge est converti pratiqùement sélectivement en sucres du type hexose, en laissant subsister un résidu solide contenant en prédominance de la lignine non-hydrolysée. Comme dans la première étape , il est très souhaitable d'arre- ter brutalement la réaction pour faire évaporer l'excès dleauSour distillation flash éliminer par /des substances volatiles organiques éventuellement existantes, et pour modifier physiquement le résidu de lignine afin qu'il puisse être filtré et manutentionné plus aisément. Pour ces différentes raisons, on soumet la charge du réacteur a une "purge éclair" en la faisant passer de façon continue dans un appareil a cyclone de purge. Cela réduit la pression a la pression atmosphérique en quelques secondes. La vapeur sortant de l'appareil de purge est déchargée dans l'atmosphère tandis que le produit solide est lavé avec de l'eau dans un extracteur de seconde phase. Le ralle de cet extracteur consiste à séparer la liqueur à base de sucre du type hexose de la cellulose contenant un résidu de lignine, qui est recyclé ou mis au rebut; Ensuite, on traite la liqueur avec un agent de neutralisation tel que du carbonate de calcium et un auxiliaire de filtration ap proprié, on ajoute de l'eau, si nécessaire, et on filtre le mé lange. Bien que le brevet US: précité apporte un progrès utile dans ce domaine,la demanderesse a trouvé que l'hydrolyse, qui rend les sucres du type pentose et hexose séparables de la lignine dans dans matières lignocellulosiques, ne permet d'obtenir ce résultat qu'au prix d'une perte de substances hémicellulosiques utiles se trouvant dans les matières lignocellulosiques provenant de processus de croissance de plantes. L'action acide de lthydro- lyse, qui est nécessaire pour désagréger la lignocellulose, détruit progressivement le pouvoir de fermentation de l1hémi- celluluse,de sorte qu'une forte proportion de l'hémicellulose est désavantageusement rendue indigestible par des ruminants dans la période nécessaire à l'hydrolyse de la lignocellulose. Il est par consequent nécessaire de mettre au point un procédé permettant d'augmenter l'accessibilitédela cellulosecontenue dans matières Aignocellulosiques et dans lequel le pouvoir de fermentation de l'hémicellulose puisse être conservé en majeure partie. Dans les brevets US 3.667.9fol et 3.817.786, on décrit un procédé et une installation permettant de soumettre des produits alimentaires pour animaux ruminants à l'action de vapeur à haute pression dans un récipient sous pression et d'assurer leur décharge explosive dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une vanne centrale en vue de collecter et de stocker des produits finals de nature spongieuse qui sont caractérisés par leur bonne capacité d'absorption d'eau et de jus digestifs lorsqutils sont ingérés par un animal ruminant.Pour des produits alimentaires cellulosiques, tels que tous les fourrages courants, notamment le foin,la paille, etc., ainsi que pour des matières alimentaires lignocellulosiques, telles que les balles de coton,les balles de riz, les coques de noix ou de marc de café, la pression de vapeur dans le récipient sous pression est rapidement augmentée jusqu'a 35 8 70 kg/cm2, et les températures atteintes sont approximativement de 243 à 285"C. Ce procédé peut être défini comme un procédé thermomécanique de traitement de matières lignocellulosiques. I1 est également applicable à d'autres substances, telles que des produits alimentaires en grains qui ne sont pas lignocellulosiques et, pour ces substances, on adopte pour la vapeur une plage de températures comprise entre 177 et 2040C. Bien que le procédé faisant l'objet des brevets US 3.667.961 et 3.817.786 apporte indubitablement des perfectionnements dans ce domaine, on a constaté que l'augmentation de la température dans la matière jusque dans une plage comprise entre 2430C et 2850C réduisait énergiquement le pouvoir de fermentation de l'hémicellulose.Comme indiqué précédemment,il est nécessaire de disposer d'un procédé permettant de rendre la lignine séparable de la cellulose et de l'hémicellulose contenues dans des matières lignocellulosiques provenant de croissance de plantes,ce procédé devant permettre, pour certaines applications du produit ainsi obtenu,une bonne conservation du pouvoir de fermentation de l'hémi- cellulose et, en meme temps,une amélioration de l'accessibilité de I'alphacellulose existant dans celle-ci en vue d'une digestion enzymatique. Dans la présente description,ltexpression "croissance de plantes" se rapporte à un organisme à tige molle ou à tige dure dans lequel des substances organiques ont été produites par photosynthèse. Cette matière est couramment appelée une biomasse. Des matières lignocellulosiques provenant de la croissance de plantes sont créées dans la nature sous la forme de substances composites tridimensionnelles dans lesquelles les polymères de cellulose, d'hémicellulose et de lignine sont intimement mélangés dans une structure complexe qui varie d'une catégorie de plante à une autre ainsi qu'avec le vieillissement pour une catégorie particulière. La lignine est un polymère tridimensionnel amorphe dont chaque macromolécule est formée de plusieurs centaines d'unités phényl propane qui sont liées de différentes manières. La lignine, probablement en liaison avec l'hémicellulose, laisse passer la matrice de microfibrilles de cellulose dans les parois des cellules et elle remplit dans une forte proportion les espaces entre cellules. Un examen cristallographique aux rayons X fait ressortir que, du fait que les microfibrilles de cellulose constituent une phase cristalline séparée, la lignine est plus intimement réticulée avec l'hémicellulose qu'avec l'alphacellulose. De la cellulose sèche provenant de croissance de plantes a une température de ramollissement ou de glaçage de 2300C et, du fait de sa nature cristalline, cette température n'est pratique- ment pas réduite par la présence d'humidité. Au contraire, l'hémicellulose et la lignine provenant de plantes se ramollissent à une température comprise entre 120 et 1800C et, du fait que ces substances ne sont pas cristallines, leurs températures de ramollissement varient avec l'humidité et la pression. Les polymères de substances provenant de plantes se présentent sous des formes morphologiques définies et sont reliés entre eux par des liaisons covalentes qui peuvent être assimilées à des "points de soudure" et ce sont ces "points de soudure" qui produisent la liaison persistante et bien connue entre la lignine et l'hémicellulose. Dans une structure composite, considérée comme "soudée par points", de macromolécules provenant de plantes, le ramollissement thermique est contrôlé par le comportement du composant cellulosique. Même lorsque l'humidité absorbée diminue la température de transition des constituants amorphes, la matière conserve sa rigidité jusqu'à des températures voiknes de 2300C du fait de l'action prioritaire de la structure cellulosique qui n'est pas plastifiée par des molécules d'eau. La structure composite lignocellulosique définie cidessus entrave l'action d'une enzyme ou de la microflore de la panse essayant de désagréger la cellulose et l'hémicellulose en sucres simples. Les matières lignocellulosiques ont des degrés de réticulation variés.Pour améliorer la digestibilité,on doit rompre ces liaisons chimiques et/ou physiques existant entre la lignine et les hydrates de carbone-. Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, celle-ci concerne un procédé thermomécanique pour rendre la lignine séparable de la cellulose et de l'hémicellulose contenue dans une matière lignocellulosique avec une perte négligeable du pouvoir de fermentation de l'hémicellulose. Suivant un aspect de la présente invention,le procédé pour rendre la lignine séparable de la cellulose et de l'hémicellulose contenue dans une matière lignocellulosique est caractérisé en ce que: a) on compacte la matière lignocellulosique sous une forme divisée dans un récipient sous pression comportant une sortie à filière d'extrusion fermée, b)on remplit rapidement ledit récipient de vapeur à une pression d'au moins 35 kg/cm2 pour porter la matière lignocellulosi que à une température comprise entre 185 et 2400C en moins de 60 secondes afin d'assurer la plastification de ladite matière, et c)dès que la matière lignocellulosique se trouve dans la condition plastifiée,on ouvre la sortie à filière d'extrusion et on extrude instantanément ladite matière lignocellulosique du récipient dans l'atmosphère au travers de la filière de façon que ladite matière soit extrudée sous forme particulaire avec la lignine rendue séparable de la cellulose et de lthémicellulose. De préférence,la matière lignocellulosique est extrudée de façon à arriver sur une surface d'impact ou réceptrice. Dans des modes préférés de réalisation de l'invention, on porte la matière lignocellulosique à une température comprise entre 200 et 238"C en moins de 45 secondes. Dans certains modes de réalisation de la présente invention,on répète l'opération au moins une fois en portant la matière lignocellulosique à une température non supérieure à celle à laquelle elle a été traitée la première fois dans les phases b) et c). Dans certains modes de réalisation de la présente invention,la lignine est extraite par solvant de la matière particulaire qui sort de la filière d'extrusion,de préférence à l'aide d'un solvant choisi parmi ltéthanol,le méthanol et l'acétone. Des substances insolubles dans les alcools humides peuvent être séparées de la matièrelp,articulaire à l'aide d'alcool avant l'extraction de lignine par/ acétone. Des substances solubles dans l'eau peuvent etre extraites de la matière particulaire à l'aide d'eau,avant ou après que la lignine a été extraite par solvant. La lignine extraite par solvant peut se présenter sous la forme de particules de dimensions comprises entre 1 et 10 microns, ayant une pureté de l'ordre de 93% en poids,pouvant facilement réagir chimiquement, l'état thermoplastique et possédant un spectre infrarouge se rapprochant de ce qu'on appelle la lignine naissante. On peut extraire l'hémicellulose de la matière lignocellulosique par hydrolyse avec de l'eau chaude avant le compactage de la matière lignocellulosique dans le récipient sous pression. De préférence,quand la matière lignocellulosique est du bois,on remplit rapidement ledit récipient de vapeur à une pression comprise entre 42 et 49 kg/cm2 en vue de réduire l'hydrolyse au minimum. Plus particulièrement quand la matière lignocellulosique est du bois, on remplit, de préférence rapidement,ledit récipient de vapeur à une pression de l'ordre de 45,5 kg/cm2. De préférence, quand la matière lignocellulosique est constituée par une biomasse annuelle,on remplit rapidement ledit récipient de vapeur à une pression comprise entre 35 et 42 kg/cm2 plus particulièrement de l'ordre de 38,5 kg/cm2. Dans certains modes de réalisation de l'invention,on humidifie avec de l'eau la matière lignocellulosique finement divisée, de préférence dans le domaine de saturation des fibres, lorsqu'elle a été compactée dans le récipient sous pression. Dans certains modes de réalisation de la présente invention,quand la matière lignocellulosique est une substance provenant d'une plante annuelle,on remplit rapidement le récipient surses/soen vapeur à une pression de l'ordre de 38,5 kg/cm2 puis, au bout d'environ 40 secondes, on augmente rapidement la pression de vapeur à une valeur supérieure, et on effectue L'extrusion de la matière immédiatement après que cette pression supérieure a été atteinte. Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, quand la matière lignocellulosique est du bois, on remplit rapidement le sous pression récipient/dervapeur une pression de l'ordre de 45,5 kg/cm2, puis, au bout d'environ 40 secondes, on augmente rapidement la pression de vapeur à une valeur supérieure et on effectue immédiatement l'extrusion de la matière lorsque cette pression supérieure est atteinte. L'invention se rapporte également au produit sous forme de particules qui est obtenu par le procédé selon l'invention. Le produit selon l'invention présente les caractéristiques souhaitables, à savoir qu'une partie importante de l'alphacel lulose existant dans la matière lignocellulosique est maintenant accessible sous une forme digestible en vue d'une digestion par des microorganismes et il ne se produit qu'une diminution négligeable du pouvoir de fermentation de l'hémicellulose se trouvant dans la matière lignocellulosique. En conséquence, on peut utiliser le produit: i) pour l'alimentation des ruminants, ii) pour la production enzymatique de sucres, en iii) pour la transformatiavalcool en utilisant des moyens micro- biologiques etXou chimiques. Le produit selon l'invention présente également les caractéristiques avantageuses suivantes: a) une forte proportion des sucres contenus dans l'hémicellulose peut être extraite, par exemple, à l'aide d'eau chaude, et b) une forte proportion de la lignine peut être extraite à l'aide d'un solvant, par exemple, en utilisant de l'éthanol, du méthanol ou de l'acétone, en laissant subsister une matière riche en cellulose qui peut être utilisée par exemple comme pulpe dans un procédé faisant intervenir des dérivés de cellulose, ou bien qui peut être mise directement en solution endtilisant un solvant de cellulose approprié. Dans la présente description,l'expression "matière lignocellulosique" se rapporte à des matières provenant de plantes, telles que,les balles d'avoine, les tiges de maïs, la bagasse, la paille de blé,la paille de riz,la paille d'avoine, la paille d'orge, ainsi que les bois de différentes natures, en particulier les bois durs. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, don née à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels: Fig.l est une vue latérale et en coupe d'un récipient sous pression comportant une sortie pourvue d'une filière d'extrusion et qui a été utilisée pour mettre en oeuvre le procédé de la présente invention; Fig.2 est un graphique donnant le taux auquel le sucre réducteur est éliminé par hydrolyse à partir de produits obtenus par le procédé d'extrusion; Fig.3 est un graphique donnant la digestibilité enzymatique de substances réductrices, telles que le glucose,produites aux différentes températures auxquelles/matière lignocellulosique a été extrudée;; Fig.4 est un graphique donnant la digestibilité enzymati que du sucre produit aux différentes températures auxquelles la matière lignocellulosique a été extrudée; Figs.5 à 8 sont des micrographies d'analyse électronique de produits conformes à l'invention et obtenus en utilisant l'appareil de la figure 1; Fig.9 est un schéma synoptique concernant l'extraction par solvant de lignine à partir de bois de tremble traité; Fig.lO est un schéma synoptique correspondant à l'extraction par solvant de lignine à partir de paille d'orge traitée; Fig.ll est un schéma synoptique mettant en évidence ltextraction par solvant de lignine à partir de bois de tremble traité ou de paille d'orge traitée en utilisant de l'acétone comme solvant; et Fig.12 est un schéma synoptique mettant en évidence l'extraction par l'acétone de la Iïgnine,par exemple à partir de bois traité ou de paille. Sur la figure/, on a désigné par 2 un récipient sous pression, par 4 une sortie à filière d'extrusion de forme étoilée, par 6 ou clapet un tampon d'obturation de la filière, par 8 un registre/d'obtura- tion d'extrémité de chargement, et par 10, 11, 12, des orifices d'entrée de vapeur. sobs pression Le récipient 2 comporte une partie 14 en forme de col de bouteille qui aboutit à la filière 4 et des orifices d'entrée 16 et 18 de sondes de température (non représentés). sous pression L'extrémité avant du récipient/2 comportant la sortie à filière 4 est pourvue d'une bride 20 sur laquelle est fixé de façon étanche un tube incurvé 22 qui diminue graduellement de section vers l'aval. Ce tube incurvé 22 comporte un manchon d'entrée de tige 24 muni d'une collerette 26. Un vérin pneumatique 28 est fixé sur la collerette 26 et comporte un tampon d'obturation de filière 30 monté sur la tige de piston 32 du vérin 28. L'extrémité arrière du récipient 2 est rendue étanche par rapport au reste de l'appareillage à l'aide des brides 36 et 38, le registre d'obturation 8 étant articulé sur cette extrémité par une charnière 40 et étant amené en position de fermeture par un élément 42. En fonctionnement, le registre de fermeture d'extrémité de chargement 8 est ouvert et le récipient 2 est rempli de matière lignocellulosique sous forme divisée, alors que le tampon 30 obture la sortie 4. Une barre (non représentée) est utilisée pour compacter la matière lignocellulosique dans le récipient 2. Lorsque le récipient 2 est complètement rempli de matière d'obturation de filière lignocellulosique, le tampon/30 est rendu étanche par le vérin pneumatique 28 tandis que le registre 8 est fermé sur l'extrémité arrière 34 par l'élément 42 puis le récipient est rempli de vapeur à une pression d'au moins 35 kg/cm2, de préférence comprise entre 35 et 49 kg/cm2, et à une température suffisante pour porter la température de la matière lignocellulosique dans une plage comprise entre 185 et 2400C, de préférence 200 à 2380C, et plus particulièrement 2340C, en moins de 60 secondes (de préférence moins de 45 secondes), pour produire une plastification de l'hémicellulose et de la lignine contenues dans la matière lignocellulosique, par injection de vapeur par les orifices 10 et 12, cette vapeur provenant d'une source (nonreprésentée). de Les sondes/température (non représentées) placées dans les orifices 16 et 18 sont utilisées pour contrôler la température de la matière lignocellulosique dans le récipient 2 en vue de déterminer quand cette matière a atteint la température choisie. Dès que la matière lignocellulosique dans le recipient 2 atteint la température désirée, le vérin pneumatique 28 est actionné pour écarter le tampon obturateur 30 et ouvrir, plus ou moins instantanément, la sortie 4 en la mettant en communication avec l'atmosphère, de sorte que la matière lignocellulosique est extrudée au travers de la filière se trouvant dans la sortie 4 dans la condition plastifiée et à la pression d'extrusion et est déchargée dans l'atmosphère, de préférence en quelques millisecondes le long du tube récepteur incurvé 22. Cette décharge brutale dans l'atmosphère extrude la matière lignocellulosique se trouvant dans la condition plastifiée à une pression comprise de préférence entre 35 et 49 kg/cm2, et produit une matière particulaire ayant l'aspect de terre glaise qui colore les doigts en brun et qui a une masse specifique suffisamment grande pour descendre dans l'eau à la façon d'une pierre. Bien que le tube récepteur incurvé ne soit pas essentiel, il offre l'avantage d'utiliser une partie de la force d'extrusion pour contribuer encore à diviser la matière cellulosique en addition à l'effet de division créé par extrusion. On peut donner ltexplication possible suivante de la présente invention: lorsque la matière lignocellulosique a été plastifiée, la lignine, l'hémicellulose et la cellulose sont ramollies et sont ainsi affaiblies structuralement, de sorte que, pendant l'extrusion, la matière ramollie est soumise à des chocs mécaniques sévères qui ont pour effet de rompre les liaisons de réticulation existant entre la lignine, l'hémicellulose et la cellulose. Quand la matière lignocellulosique ainsi affaiblie et rompue sort de la filière 4, la baisse de pression instantanée produit un éclatement de la matière, en faisant ainsi passer l'hémicellulose à un poids moléculaire plus faible et en produisant simultanément une forte dégradation de la structure fibreuse principale, qui expose à son tour des zones importantes desmicrofibrilles d'alphacellulose en vue de leur attaque, dans certaines applications de l'invention, parunagent de fermentation La structure cristalline de base des microfibrilles de cellulose est conservée. On obtient un très haut degré de dissociation de la lignine.Quand l'opération est effectuée une température supérieure la limite de 243 C, le composant du type xylose se décompose, probablement en furfural, et le substrat perd sa digestibilité. Egalement, une décomposition crée une toxicité pour des microorganismes. Le procédé selon l'invention a pour objectif de rendre l'alphacellulose très accessible aux microorganismes en réduisant auminimum l'inrluence da l'hydrolyse sur lthemicel- lulose de sorte qu'il est important que le temps de chauffage ne dépasse pals/minute et soit plus avantageusement compris entre 30 et 50 secondes. La pression n'est pas critique, excepte lorsqu'elle a une influence sur le temps nécessaire pour établir la température optimale de 220 à 230 C.Le procédé peut être répété au moins une fois des températures égales ou inferieures, et cela permet d'améliorer encore la digestibilité. le procédé de On a effectué des essais pour confirmer Aa présente invention en utilisant l'appareil représenté sur la figure 1 et ayant les dimensions suivantes: . Diamètre intérieur de la majeure partie du récipient sous pression 2 = 190,5 mm. en forme de bouteille . Diamètre interne minimal du col du récipient/2 = 82,5 mm. . Longueur de l'intérieur du récipient 2 = 1,14 m. . calibre de chaque entrée de vapeur 10, 12 = 19 mm. . calibre de l'entrée de vapeur 11 = 50,8 mm. On a utilise une filière d'extrusion ayant un orifice de forme etoilee comportant cinq branches espacées d'intervalles égaux et correspondant une section droite de 11,6 mm2. Dans les Tableaux I V qui vont être donnes dans la suite, la température est celle de la matière se trouvant dans le récipient 2 quand le tampon obturateur 30 est enlevé, tandis que la pression de vapeur correspond celle régnant dans le récipient 2 à ce moment.Le temps est celui au bout duquel la temperature de la matière lignocellulosique a été portée la valeur indiquée puis a ete extrudée hors du récipient 2. Bes tableaux donnent les ré- sultats d'essais effectués sur des produits selon l'invention, par comparaison à des essais effectues des températures supérieures à celles qui conviennent aux fins de la présente invention. Dans les essais,on a évalué la digestibilité de deux manières, à savoir un essai in vitro et in vivo avec microflore d'animal ruminant et, en second lieu,par traitement avec une enzyme du type cellulase,les résultats étant donnés respectivement dans les tableaux I à V. Dans tous les tableaux, on a désigné la meme matière lignocellulosique de la même manière;par exemple,dans chaque essai "At' désigne la môme matière lignocellulosique, etc. Le tableau I ci-après,montre qu'avec des températures de matière supérieures à environ 2400C, on enregistre une baisse importante de digestibilité d'alphacellulose et, du fait que cela représente approximativement 65% en poids de la totalité des hydrates digestibles se trouvant dans la matière initiale, il est nécessaire d'avoir une valeur élevée. L'analyse a montré (voir figure 4 où la teneur en sucres (en ordonnées), en unités arbitraires, est donnée en fonction de la température (en abscisses exprimée en OC)que l'aphacellulose n'a pas été détruite par ce traitement et que par conséquent la baisse de digestibilité in vitro par un animal ruminant est provoquée par un facteur étranger. TABLEAU I DIGESTIBILITE D'ALPHA CELLULOSE DES PRODUITS MESUREE IN VITRO EN UTILISANT LA MICROFLORE DE LA PANSE COMME AGENT DE FERMENTATION Matière Température % total d'alpha Digestibilité lignocellulosique Essai de la cellulose d'alpha cellulose, Temps matière, en poids sec de C la matière % en poids * Bois (Tremble) ... Contrôle -- 38,8 15,8 - A 221 33,1 65,4 45 s B 210 34,6 71,6 30 et 30 s 171 C 238 36,1 74,0 45 s D 252 35,7 53,3 1,5 mn E 254 33,9 16,8 3 mn Paille (Orge) ... F 221 38,4 74,5 30 et 10 s 171 G 235 38,7 66,0 45 s * On a mesuré la digestibilité d'alpha cellulose in vitro avec des ruminents. CARACTERISATION CHIMIQUE DE COPEAUX DE BOIS TRAITE L'objectif principal de l'étude suivante a consisté a comparer les effets du procédé dans différentes conditions de réaction. On a effectué des expériences de nature exploratoire et on a utilisé comme échantillons ceux obtenus dans les essais A à D, et également tremble traité et de la paille d'orqe traitée qu'on a comme alimentation - donné des moutons dans un essai de digestibilité. Ces essais ont couvert une large gamme de conditions de réactions. On a indiqué les résultats de l'analyse dans les Tableaux II à IV. D'une façon générale, les résultats de cette étude ont montré que les échantillons pouvaient être classés en deux catégories: 1. Bois traité selon l'invention des température infé rieures à 2400C (A, B et C). 2. Bois traité à des températures supérieures à 2400C (D et bois comme alimentation). Les échantillons de la premiere catégorie semblent constituer une meilleure source d'hydrates de carbone que la seconde catégorie du fait que les hautes températures nécessaires pour produire le second groupe ont provoqué une forte décomposition des sucres du type pentose existant dans le bois. PROCEDES - Préparation d'échantillons On a effectué un séchage des échantillons (A, B, C, D et bois comme alimentation à 105 C pendant toute une nuit jusqu'à un poids constant. On a soumis les échantillons (10g) à une extrac heures tion à l'eau pendant 18 /en utilisant des extracteurs 'Soxhiet." On a séché les fibres de bois et on a déterminé le poids de la substance extraite. On a dilué l'extrait jusqu'à 250 ml et on a effectué des analyses sur des fractions aliquotes de cet extrait. - Procédés anaLytiques utilisés pour Les échantillons On a déterminé la teneur totale en hydrates de carbone par la l'aide méthode colorimétrique à/ de phénol-acide sulfurique [M. Dubois et al., Anal. Chem. 28 (3) 350, (1956)1; on a déterminé la teneur en de sucres réducteurs par la méthode titrimétrique micro-cuivre/Somogyi (Methods in Carbohydrate Chemistry, Vol. I, page 380, 1962, Academic Press Inc.); et on a déterminé la teneur totale en sucres par chromatographie gazeuse après hydrolyse en utilisant la méthode Tappi T249 pm-75. TABLEAU II ANALYSE DES SUBSTANCES POUVANT ETRE EXTRAITES PAR EAU CHAUDE (HEMICELLULOSE) A PARTIR DE TREMBLE % de substances Température Teneur en humidité Substance % total de sucres non-sucrées ECHANTILLON de la matière, de la matière pH pouvant être en poids de bois (Lignine, cendre, traitée, extraite par eau * séché au four polysaccharides C % % en poids de matière à sec A 221 70,4 4,0 34,7 12,7 + 22,0 B 210 67,6 4,0 34,1 13,8 + 20,3 C 238 58,2 3,8 29,0 10,5 + 18,5 D 252 56,4 3,6 21,6 3,4 + 18,2 Bois traité donné 31,9 4,1 18,1 2,2 + 15,9 comme alimentation aux ruminants - Tous les % sont des % en poids de matière séchée * Pourcentages de substances extraites par eau basés sur le poids de fibres de bois séché au four. + Calculés en utilisant la teneur totale en sucre obtenue par analyse par chromatographie gazeuse et basés sur le poids de matière séchée au four. TABLEAU III ANALYSE DE SUBSTANCES POUVANT ETRE EXTRAITES PAR EAU CHAUDE % total en poids % en poids % total en poids de ECHANTILLON d'hydrates de carbone de sucres réducteurs 2) sucres, par chromatographie gazeuse 3) A 56,7 27,7 36,6 B 47,5 25,8 40,4 C 44,5 27,4 36,1 D 24,2 23,6 15,8 Bois brut com- 9,1 9,0 12,4 me alimentation 1) Teneur totale en hydrates de carbone déterminée par la méthode colorimétrique à l'aide de phénol-acide sulfurique en utilisant du glucose comme sucre de référence. 2) Sucres réducteurs déterminé@ par la méthode micro-cuivre de Somygyi. 3) Teneur totale en sucres déterminée après hydrolyse par chromatographie gazeuse en utilisant la méthode" Tappi T249 pm-75 ". TABLEAU IV ANALYSE CHROMATOGRAPHIQUE DE SUCRES DANSLES SUBSTANCES POUVANT ETRE EXTRAITES PAR EAU POURCENTAGES DE SUCRES DANS LESDITES SUBSTANCES (EN POIDS) ECHANTILLON Arabinose Xylose Mannose Galactose Glucose Total A 2,0 22,9 2,7 1,5 7,5 36,6 B 2,4 21,2 3,6 2,7 10,5 40,4 C 2,7 21,7 3,0 1,7 7,0 36,1 D 1,5 4,6 2,0 0,6 7,1 15,8 Bois brut com- 0,8 3,6 1,4 0,4 6,2 12,4 me alimentation # # Pentose Hexose DISCUSSION Les valeurs de pH des échantillons sont comprises entre 3,6 et 4,1.Cette plage est considérée conme normale pour des échantillons de bois traité avec de la vapeur à haute pression (42 kg/cm2). Dans les conditions de réaction indiquées dans le préambule, les groupes acétyle existant dans le bois sont soumis à une hydrolyse libérant de l'acide acétique qui diminue le pH (c'est-à-dire qui augmente l'acidité) Cette acidité facilite l'hydrolyse de la matière lignocellulosique et augmente la ma tière pouvant être extraite par l'eau dans le-bois. On constate d'après le Tableau II que les procédés permettent de mettre en solution de 18 à 34% du bois. Le bois est normalement formé de 2 à 3% de substances solubles dans l'eau. Les échantillons de la catégorie 1 (A, B et C) ont donné un pourcentage de substances pouvant être extraites par eau compris entre 29,0 et 34,7% tandis que les échantillons de la catégorie 2 (D et bois comme alinentation- ont donné seulement 18,1 et 21,6%. Les plus faibles pourcentages de -substances pouvant être extraites parleau dans la catégorie 2 résultent deladécomposition des hydrates de carbone (sucres du type pentose) du fait de la haute température de réaction. Pour les échantillons de la catégorie 1, la teneur en sucres réducteur sde l'extrait est approximativement égale à la moitié de la teneur totale en hydrates de carbone (Tableau III). Cela indique que les hydrates de carbone existants ont un degré moyen de polymérisation de 2. Pour les échantillons de la catégorie 2, la teneur en sucresréducteursde l'extrait est approximativement égale à la teneur totale en hydrates de carbone. Cela indique que tous les hydrates de carbone mis en solution ont été convertis en monomères. Les résultats de l'analyse par chromatographie gazeuse des sucres existant dans les substances pouvant être extraites par 1' eau sont indiqués dans le Tableau IV. Tous les échantillons essayés ont donné approximativement la même quantité de sucres de type hexose (mannose, galactose, glucose), mais les échantillons D et "le bois comme alimentation ont présenté des teneurs en pentose (arabinose et xylose) bien plus faibles que les autres échantillons qui ont été traités à des températures plus basses. Ces résultats indiquent qu a une température comprise entre 238 et 2460C, il existe un point de transition (gamme) pour la destruction des sucres du type pentose. Au-dessus de cette température,ces sucres sont détruits par décomposition en furfural.En conséquence,des fibres de bois traité au-dessus de cette température de transition contiennent une plus faible fraction de substances pouvant être extraites par l'eau que des échantillons traités en dessous de ce point de transition du fait que le furfural produit par la décomposition du sucre de type pentose est "expulsé" pendant le processus d'explosion. La décomposition des sucres de type hexose ne semble pas être un problème aux températures d'essais,principalement du fait de leur plus grande stabilité à la décomposition thermique. La destruction des sucres de type pentose au-dessus de la température de transition diminue la quantité des sucres disponibles pour la digestion d'environ 10%, cette valeur étant calculée par rapport au poids de bois traité. Une analyse des substances pouvant être extraites solubles dans l'eau montre que,au-dessus de la température de transition,seulement 2 à 3% du poids de fibres sont constitués d'hydrates de carbone mis en solution (par exemple les échantillons D et "le bois brut comme alimentation;tmais que,en dessous de la température de transition, 10 à 14% du poids de fibres sont composés d'hydrates de carbone mis en solution (par exemple, échantillons A, B et C). Cette perte de poids (sucre) est causée par la destruction du xylose et de l'arabinose.Cette perte de bois de 10% en poids correspondant aux hydrates de carbone a été confirmée par d'autres études dans lesquelles on a trouvé que le "bois commealimentatiottt(traité à 246 0C) avait une teneur finale en sucres réducteurs de 33,8% après digestion pendant 24 heures avec du Maxazyme (c'est-à-dire une cellulase Trichoderma viride du commerce)tandis que tous les autres échantillons de bois (traités en dessous de 238 C) ont présenté des valeurs de réduction comprises entre 42,8 et 47,4% . On n'a pas soumis l'échantillon D a des essais du même genre. On a effectué une hydrolyse des échantillons de bois traité avec de l'acide H2S04 2N en opérant à 1000C afin de déterminer si on pouvait utiliser une méthode chimique pour établir une corrélation entre la digestibilité et le taux de libération dthydra- tes de carbone lors d'une hydrolyse.Les résultats de cette étude. poids sont mis en évidence sur la figure 2 qui donne le pourcentage en/de sucre réducteur par poids de produit sec (RS) en fonction du temps de digestibilité, exprimé en minutes (TM). Sur la Figure 2,les symboles ont les significations suivantes: x x désigne l'échantillon A dans le Tableau IV. A---A désigne l'échantillon B dans le Tableau IV. 0- 0 désigne l'échantillon C dans le Tableau IV. + + désigne l'échantillon D dans le Tableau IV, et O-O désigne le bois comme alimentation (tremble) dans le Tableau IV. le Les échantillons "D" et "/bois comme alimentation " comportent des valeurs de réduction qui sont légèrement inférieures à celles des trois autres échantillons, probablement du fait que les sucres de type-pentose contenus dans ces deux échantillons ont été décomposés et ne sont pas disponibles pour l'hydrolyse. La différence entre la valeur de réduction finale (2 heures) et le taux de libération de sucre indique qu'approximativement la même quantité de cellulose est exposée dans les fibres de bois de chaque échantillon (c'est-à-dire que l'accessibilité de chaque fibre à l'acide est la même pour tous les échantillons).Puisque l'accessibilité de la cellulose est la même, on peut s'attendre à ce que la digestibilité des fibres soit la même, mais cela n'est pas obligatoirement exact puisque l'acces d'une enzyme vers cellulosique j une fibrille de cellulose peut être bien plus limité que celui d'un acide. CONCLUSIONS 1. Le traitement de copeaux de bois avec de la vapeur à haute pression provoque l'hydrolyse de groupes acétyle et la degradation de l'hémicellulose existant dans le bois, en libérant de l'acide acétique et de l'acide uronique. dur 2. Le traitement de copeaux de bois/par le procédé d'extrusion permet l'extraction par eau chaude de 18 à 34% en poids des substances du bois. 3. Des hydrates de carbone solubilisés semblent exister sous la forme de monomères et de dimères. 4. La température d'environ 24O0C, préconisée dans la présente demande semble être le point de transition au-dessus du quel il se produit une forte décomposition de sucres de type pentose. 5. La destruction des sucres de type pentose au-dessus de ce point de transition réduit la quantité de sucres disponible pour une digestion d'environ 10% du poids de bois traité. 6. La partie de cellulose "exposée" sur la surface d'une fibre éclatée semble être grossièrement la même'dans tous les échantillons essayés. - Caractérisation de digestibiLité par enzyme de copeaux de bois traité Dans le Tableau V, ci-après, on a donné les résultats de mesures de digestibilité enzymatique par la cellulase Trichoderma viride contenue dans une suspension aqueuse du produit. Conditions de digestion enzymatique ............. 1% en volume de suspension aqueuse ~ Consistance de la pulpe .... 0,5% en volume de suspension la aqueuse pH de1%uspension aqueuse .. 5,0 aqueuse Température de la suspension - aqueuse .................. 30 C ~ Incubation ................ mélange continu ~ Durée ..................... 24 heures (1 heure). 3 La Figura est basée sur les résultats indiqués dans le Tableau V et elle donne le pourcentage en poids du produit sec de substances réductrices (RS%) dérivées, comme par exemple le glucose, en fonction de la température (TEMP C) à laquelle la matière lignocellulosique a été extrudée. Sur la Fig. 3, les symboles ont les significations suivantes: après digestion -- . -- seulement par digestion -x- avant digestion. 4 La Figure/est basée sur les résultats indiqués dans le Tableau V et elle donne les teneurs en sucres, exprimées en unités arbitraires (SC) après digestion enzymatique, en fonction de la température (TEMP C) à laquelle la matière lignocellulosique a été extrudée. TABLEAU V RESULTATS DE DIGESTIBILITE PAR ENZYME D'UNE MATIERE TRAITEE sucres réducteurs sucres réducteurs Température, Temps de digestion, avant digestion après digestion Essai enzymatique enzymatique C heures (% en poids sous forme (% en poids sous forme d'équivalent glucose) d'équivalent glucose) Tremble A 221 24 15,3 47,4 B* 210 24 11,2 42,8 171 C 238 24 13,8 48,6 Bois comme 241 24 6,2 33,8 álimentation Paille d'orge F* 221 24 16,3 64,6 171 G 235 24 15,2 56,8 Paille comme 241 24 6,0 28,0 álimentation * Ces échantillons ont été traités deux fois. Sur la Figure 4, les symboles ont les significations suivantes: - . - hexoses pentoses. Les Figures 3 et 4 montrent que le rendement en hexoses res te non-influencé par la température à laquelle la matière lignocellulosique a été extrudee alors que le rendement en pentoses commence à diminuer rapidement vers zéro à des températures supérieures à 2400C. Ces résultats se comparent tout à fait à ceux donnés dans les essais précédents. Dans le Tableau V l'essai F a été répété aux deux températures indiquées et cela a permis d'améliorer encore la digestibilité. Les essais ont montré qu'une filière ayant une section droite d'orifice de 5,2 cm2 fonctionnait tout à fait bien. La forme de l'orifice de filière n'est pas importante, mais on a constaté qu'un orifice de forme étoilée permettait de donner un grand pé rimètre à la section droite, de sorte qu'il se produit un haut degré de déformation mécanique et un bon effet de rupture des liaisons de réticulation entre la lignine, l'hémicellulose et la cellulose. I1 est approprié d'adopter une plage de températures comprise entre 200 et 2340C, en particulier de 2340C. On a effectué les analyses morphologiques suivantes sur du bois de tremble traité et sur de la paille d'orge traitée: - Lyophilisation , en vue de déterminer la teneur-en humidité des échantillons tout en conservant leur structure. - Observation microscopique optique des produits lyophilisés. - Extraction par eau bouillante pendant 24 heures. - Diffraction stéréotypique par rayons X du produit initial, du produit lyophilisé, et du résidu d'extraction: - Observation du produit lyophilisé à l'aide d'un microscope électronique. 1. Lyophilisation ECHANTILLON a Bois de tremble Paille d'orge 2 TENEUR EN HUMIDITE 48,8% en poids 45,3% en poids. Après lyophilisation,la couleur brun foncé de chacun des deux échantillons est devenue brillante et a donné lieu à des réflexions de gris. L'odeur forte et acide est caractéristique des hydrates de carbone et des sucres carbonisés. 2. Observation optique au microscope d'échantillons lyophilisés. La structure fibrillaire de la cellulose est reconnaissable mais les fibres sont distinctement éclatées. I1 semble que les fibres ont été striées ou fendues en cours de traitement; leurs parties caractéristiques (ouvertures, ponctuations) sont encore visibles. I1 est possible de déceler la nature feuilletée du bois utilisé par l'existence de vaisseaux dans le bois. 3. Extraction avec H O, à 1000cri pendant 24 heures Cette extraction est réalisée à l'aide d'un tube "Soxhlet", sous reflux d'eau à 1000C pendant 24 heures. En fait,au bout de 24 heures,l'extraction semble totale puisque la solution extraite dans les derniers cycles est limpide. Bois de tremble : 30,0% extraits Paille d'orge : 26,8% extraits. Note: l'odeur caractéristique de l'échantillon a diminué dans les résidus extraits mais la couleur semble identique. Les hydrates de carbone et les chaines faibles de la lignine ont passé dans la solution mais le résidu contient bien plus de lignine,insoluble dans l'eau à 1000C. En- résumé Résidu =cellulose + longues chaînes d'hémicellulose + lignine Extrait= hydrates de carbone provenant de l'hydrolyse de lthémi- cellulose + sucres déjà carbonisés + quelques traces de lignine. La solution extraite à froid est colorée mais elle contient également un fort pourcentage de substances non-dissoutes. 4 Analyse aux rayons X On trouve de la cellulose sous forme cristalline dans les produits bruts,les produits lyophilisés et les résidus extraits. Cela confirme la présence de longues chaines de cellulose (sous la forme de fibres plus ou moins éclatées après traitements soutenus). On n'a pas constaté de différence sensible entre les échantillons de tremble traité et de paille d'orge traitée. 5. Analyse au microscope électronique Sur les figures 5 à 8,on a indiqué des micrographies électroniques des produits lyophilisés du tableau V et elles représen- tent :"le bois comme alimentation " ( x 1 350), "le bois comme alimentation " (x 2 640), "Paille " ( x 6 380) et "paille comme alimentation " (x 2 760). Ces micrographies démontrent la haute accessibilité des microfibrilles d'alphacellulose ainsi que le degré de séparation de lignine, mis en évidence par les sphères de lignine qui sont réparties dans la matière. En référence aux figures 5 à 8,il est à noter que des fragments de fibres déchirées longitudinalement sont visibles pour chacun des échantillons lyophilisés. Les particules sphériques, probablement de la lignine,ont été expulsées des fibres et elles ont été éjectéessous la forme de petites gouttelettes en cours de traitement. Conclusions à partir des analyses morphologiques La plus grande accessibilité des fibres imputable à des "déchirements" et à des "clivages" de la paroi secondaire explique l'augmentation de l'accessibilité enzymatique obtenue pour la matière traitée. En fait,la surface spécifique des fibres augmente nettement (clivage de paroi). Ce clivage semble être imputable à l'éclatement des lamelles médianes;la lignine est alors expulsée, et elle est ainsi dissociée des parois. D'autre part,au niveau des microfibrilles,la cristallinité de la cellulose est conservée,comme on a pu le déduire de l'analyse de diffraction faite aux rayons X. Un autre essai a été effectué pour étudier la possibilité de blanchiment de la lignine provenant de bois de tremble traité et de paille d'orge traitée en utilisant de l'alcool éthylique ainsi que pour mesurer les rendements en lignine obtenus dans de telles phases d'extraction. Comme le montre la Figure gon a divisé un échantillon de bois de tremble humide et traité (55% en poids d'humidité), désigné par WAP, en deux fractions égales. Chaque fraction a subi une triple extraction avec de l'éthanol à 95% à la température ambiante (on peut également employer du méthanol de même que d'autres solvants correspondants). On a soumis le mélange à une agitation continue dans un récipient en matière plastique à l'aide d'une hélice actionnée par air. On a obtenu les résultat s suivants en ce qui concerne la durée d'extraction et le volume d' éthanol utilisé 1ère Extraction: 12 litres, 0,5 h 2ème Extraction: 12 litres, 2 h 3ème Extraction: 7 litres, 2 h. alcoolique L'extrait /de couleur foncée (fraction No. 1) désigné par Fi, s'est présenté sous la forme de substances solubles dans l'alcool humide et on l'a filtré, centrifugé dans une centrifugeuse, puis - puis concentré jusqu'à l'obtention d'une solution noire épaisse. On a éliminé les sédiments de la bouteille de centrifugation par lavage à l'éthanol frais, et on a effectué une opération d'extraction avec environ 500 ml de benzène dans un entonnoir à décantation. On a obtenu, à partir de la couche de benzène, une graisse verte (fraction No. 6), désignée par F6, et on a obtenu à partir de la couche aqueuse après concentration, une poudre grise (fraction No. 7), désignée par F7. On a ajouté lentement environ 3 litres d'acétone à l'extrait concentré en le mettant en turbulence dans un flacon. On a laissé le mélange au repos pendant toute une nuit, puis on l'a filtré pour obtenir un précipité insoluble dans l'acétone (fraction No. 2), désigné par F2. Le filtrat d'acétone a été concentré jusqu'à environ 1 litre et on l'a ajouté lentement à 14 litres d'eau en opérant avec agitation dans un récipient en matière plastique. On a filtré le précipité insoluble dans l'eau (fraction No. 3), désigne par F3, et on l'a soumis à une double extraction-avec une quant totale de 5 litres d'éther de pétrole, pour obtenir une cire/(fraction No. 8) désignée par F8. On a soumis à évaporation la solution aqueuse jusqu'à un volume d'environ 1,5 litre puis on a effectué une double extraction avec 2 litres d'acétate d'éthyle pour obtenir la fraction soluble dans l'acétate d'éthyle (fraction No. 5), désignée par F6, et la fraction restant dans l'eau (fraction No. 4), désignée par F4. Initialement, on a déterminé le poids du bois de tremble humide (WAP), à savoir 3 252g, et le poids après séchage au four, à savoir 1 463g. Dans le Tableau VI, ci-après, on donne des remarques concer nant chaque fraction obtenue par le processus décrit en référence à la Figure 9. Un processus de blanchiment semblable a été effectué pour traiter de la paille d'orge humide, désignée par WBSP sur la Figur & 10. Sur la Figure les mêmes fractions ont été désignées par les références que mêmes/sur la Figure 9 et la description faite ci-dessus s'applique d'une façon générale. Le point initial de la paille d'orge à l'état humide a été de 183,4g et le poids après séchage au four a été de 88,97g. On a effectué l'extraction initiale en deux phases en fai sant intervenir 100 ml d'éthanol à 95% dans chaque phase. L'extrait alcoolique concentré de la fraction No. l (F1) a été concentré presque jusqu'à l'état sec et on a ajouté de l'acétone pour la fraction No. 2 (F2). On a concentré le filtrat d'acétone -e la fraction No. 2 -(F2) jusqu'à ce qu'on obtienne environ 120 ml de précipité qu'on a ajouté à 1,8 litre d'eau. de 1' On a soumis à une double extraction avec/acétate d'éthyle la fraction No. 5 (F5) soluble dans l'acétate d'éthyle. Dans le Tableau VII, également ci-après, on donne des remarques concernant chaque fraction obtenue par le procédé décrit en réfé- rence à la Figure 10. I1 existait probablement de très petites quantités de lignine dans les fractions 1, 2 et 4. Un spectre aux infrarouges de ces fractions a mis en évidence des caractéristiques d'absorption de matières riches en hydrates de carbone. On a constaté que les fractions 3 et 4 étaient riches en lignine. On a trouvé pour la fraction 3 correspondant à la paille d'orge une teneur en lignine Klason de 92,9% en poids, et pour le bois de tremble humide (WAP) une valeur de 93,1%.Ces fractions ont présenté des caractéristi ques d'absorption d'infrarouge correspondant à la lignine naissante. TABLEAU VI Poids après % en poids de la Fraction séchage au four quantité totale Remarques de bois séché au (g) four F1 884,0 60,4 riche en hydrates de carbone. F2 94,5 6,5 riche en hydrates de carbone. F3 272,5 18,6 riche en lignine. F4 115,3 7,9 riche en hydrates de carbone. F5 81,3 5,6 riche en lignine. F6 14,6 1,0 F7 0,6 0,04 F8 0,9 0,06 TABLEAU VII Poids après % en poids de la Fraction séchage au four quantité totale Remarques de WBSP après (g) séchage au four F1 55,76 65,9 riche en hydrates de carbone F2 7,67 9,1 riche en hydrates de carbone F3 11,53 13,6 riche en lignine (pureté 93%) F4 5,32 6,3 riche en hydrates de carbone F5 4,32 5,1 riche en lignine On peut conclure qu'un très fort pourcentage de la lignine existant dans les matières éclatées peut être aisément extrait avec de l'alcool éthylique. La séparation de la lignine par rapport à la cellulose et l'hémicellulose est probablement causée par la dépolymérisation de la lignine se produisant dans le procédé selon l'invention. Puisqu'on peut aisément récupérer l'éthanol et l'acétone dans cette extraction simple, on obtient un procédé très efficace pour obtenir de la lignine. La lignine est dissociée du complexe lignine-hydrate de carbone (LCC) après traitement, par exemple, de bois et de paille par le procédé. On a effectué un autre essai pour montrer qu'on pouvait commodément extraire avec de l'acétone la majeure partie de cette lignine naissante. Dans cet essai, on a soumis à une triple extraction avec de l'acétone dans un récipient de 500 ml, 70,5g de bois de tremble humide et traité (55,4% d'humidité, poids après séchage au four 31,44g), l'échantillon étant désigné par AW. On a utilisé dans chaque phase d'extraction environ 250 ml d'acétone. On a effectué l'agitation du mélange avec une tige de verre pendant environ 5 mn, puis'on a effectué unqtiltratiozOn a constaté que le troisième extrait était limpide et de couleur clair. On a mélangé les extraits et on les a concentrés jusqu'à environ 150 ml dans un évaporateur rotatif. On a alors obtenu des substances insolubles dans l'acétone (AI) et des substances solubles dans l'acétone (AS) dans la fraction (F1).Peu de temps-avant la fin de la phase d'évaporation, on a pris soin d'éviter une surchauffe de la solution qui aurait provoqué une coagulation de la suspension de lignine et la formation d'une masse collante. On a lentement versé l'extrait concentré dans un litre d'eau froide (10 C) et on a agité le mélange dans un récipient. On a ensuite filtré le mélange d'eau et de lignine au travers d'un papier filtre fin, on l'a séché à la température ambiante et on a obtenu 6,55g d'une poudre d'un précipité insoluble dans l'eau (WIP) et riche en lignine sèche dans la fraction 2 (F2). Cela représentait: 20,88 du total de matière sèche, en laissant subsister une fraction 3 (F3) soluble dans l'eau (WS). On a effectué une opération semblable d'extraction avec la paille d'orge traitée désignée par BS. 97,0g de paille éclatée et humide (5O,O% d'humidité, 48,5g de poids après séchage au four) ont été soumis à une triple extraction avec une quantité totale de 1050 ml d'acétone. On a concentré l'extrait jusqu'à environ 200 ml et on l'a versé lentement dans 1 litre d'eau froide. On a obtenu 7,2 g d'une poudre riche en lignine sèche,correspondant à peu près à 14,8% du total de matières sèches. On a choisi arbitrairement le rapport du volume de solvant au poids de matière de façon que le mélange ne soit pas trop épais pour l'agitation. On a adopté une concentration d'environ 12 g de matières sèches (DM)/lOO ml de mélange liquide de façon à pouvoir effectuer facilement l'agitation avec une tige de verre. Puisque la lignine extraite était assez soluble dans l'acétone et que le lessivage était rapide,on aurait dû obtenir un très bon rendement dans cette phase. Cependant,on a constaté qu'on doit tenir compte dans l'extraction avec l'acétone d'une condition d'équilibre pour déterminer la quantité de solvant à utiliser et le nombre de phases. Du fait de l'existence d'eau dans la matière éclatée,on a également perdu pendant cette opération une certaine quantité d'hémicellulose de poids moléculaire faible. D'autres quantités bien plus faibles de cire, de substances phénoliques et des substances pouvant être extraites ont été également extraites. La cire (seulement dans AW) est restée dans la fraction riche en lignine et a représenté moins de 1% de la quantité totale de matière. La figure 11 donne les séquences de lessivage de AW et BS. On a indiqué dans le tableau VIII ci-après les quantités de chaque fraction et les remarques correspondantes. Les déterminations de lignines Klason pour les fractions riches en lignine ont montré que ces fractions contenaient environ 93% de lignine. En conséquence,on peut s'attendre à un rendement minimal de production de lignine de 90% après lessivage de bois et de paille,traités selon l'invention,avec de l'acétone. Le solvant peut être facilement récupéré avec fourniture d'une faible quantité de chaleur,ce qui rend le procédé bien plus intéressant. Un autre avantage consiste en ce que la matière qui a été extraite avec de l'acétone est pratiquement exempte de lignine,ce qui augmente sa valeur comme substrat de fermentation ou comme matière alimentaire. TABLEAU VIII % en poids de la quan Matière traitée Fraction Poids après séchage tité totale de matière Remarques au four traitée par séchage (g) au four F1 20,40 64,9 riche en hydrates de carbone. AW # F2 6,55 20,8 riche en lignine. F3 4,40 14,0 riche en hydrates de carbone. F1 30,0 61,8 riche en hydrates de carbone. BS # F2 7,2 14,8 riche en lignine. F3 11,0 22,6 riche en hydrates de carbone. La figure 12 donne un schéma simplifié d'un système d'extraction par acétone de lignine provenant par exemple de bois ou de paille traités. Sur la figure 12, la matière traitée M est introduite dans des extracteurs (ES) et de l'acétone fraîche (éthanol ou méthanol) FA est introduite dans une cuve T. L'acétone provenant de la cuve T est transférée de façon continue dans les extracteurs ES et sort par en haut vers un premier évaporateur EV1, tandis que le produit sortant en bas des extracteurs ES passe dans un premier filtre F1. Le filtrat sortant du premier filtre F1 est transféré dans le premier évaporateur EV1 tandis que le résidu sortant du premier filtre F1 est séché dans un sécheur D de façon à former un produit solide S1 riche en hydrates de carbone. L'acétone récupérée provenant du premier évaporateur EV1 et du sécheur D est renvoyée à la cuve T.Le résidu provenant du premier évaporateur EV1 est mélangé à de l'eau W dans un précipitateur P. Le mélange sortant du précipitateur P passe dans un second filtre F2 à la sortie duquel on . obtient de la lignine filtrée FL d'une pureté supérieure à 90%. Le résidu sortant du second filtre F2 est transféré dans un second évaporateur EV2 à la sortie duquel on obtient une solution S2 riche en hydrates de carbone tandis que les produits évaporés passent dans une unité de distillation DU à la sortie de laquelle l'eau W2 est séparée de l'acétone qui est renvoyée à la cuve T. La lignine produite conformément à la présente invention par extraction par solvant à partir de la matière traitée peut être thermiquement plastifiée et extrudée sous la forme de filaments de Iignine,ces filaments pouvant être carbonisés par échauffement pour former des fibres de carbone. Les filaments de carbone produits de cette manière peuvent être utilisés,par exemple, pour la filtration d'air ou d'eau. -REVENDICATIONS I. Procédé pour rendre la lignine séparable de la cellulose et de l'hémicellulose contenues dans une matière lignocellulosique,caractérisé en ce qu il consiste à a) compacter la matière lignocellulosique sous une forme divisée dans un récipient sous pression comportant une sortie à filière d'extrusion fermée, b) remplir rapidement le récipient sous pression de vapeur à une pression d'au moins 35 kg/cm2 pour porter la matière lignocellulosique à une température comprise entre 185 et 2400C en moins de 60 secondes afin d'assurer la plastification de ladite matière lignocellulosique, et c)dès que la matière lignocellulosique se trouve dans la condition plastifiée, à ouvrir la sortie à filière d'extrusion et à extruder instantanément ladite matière sous la forme plasti fiéea du récipient sous pression dans l'atmosphère au travers de la filière de façon que ladite matière soit extrudée sous forme particulaire avec la lignine rendue séparable de la cellulose et de l'hémicellulose. 2. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'on extrude la matière lignocellulosique en la faisant arriver sur une surface réceptrice. 3. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'on remplit rapidement le récipient sous pression de vapeur de manière à porter la matière lignocellulosique à une température comprise entre 200 et 2380C en moinds de 45 secondes. 4 .Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'on remplit rapidement le récipient sous pression de vapeur pour porter la matière lignocellulosique à une température de 2340C en moins de 45 secondes. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications I à 4,caractérisé en ce qu'on répète les étapes a) à c) au moins une fois de façon que la matière lignocellulosique soit maintenue à une température non supérieure à celle à laquelle elle avait été traitée la première fois dans les phases b) et c). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,caractérisé en ce qu'on extrait la lignine par solvant de la matibre,sous forme particulaire,qui est sortie de la filière d'extrusion. 7. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce qu'on extrait la lignine à l'aide d'un solvant choisi parmi lté- thanol,le méthanol et l'acétone. 8. Procédé selon la revendication 7,caractérisé en ce que les substances insolubles dans les alcools humides sont séparées de la matière particulaire à l'aide d'alcool avant l'extraction de la lignine par l'acétone. 9. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce que, après l'extraction de la lignine,les substances insolubles dans les solvants organiques humides sont séparées du solvant de la lignine par filtration. 10. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce que les substances solubles dans l'eau sont extraites de la matière particulaire à l'aide d'eau avant ltextraction de la lignine par solvant. 11. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce que les substances solubles dans l'eau sont extraites de la matière particulaire à l'aide d'eau après que la lignine a été extraite par solvant. 12. Procédé selon la revendication 6,caractérisé en ce que la lignine extraite se présente sous la forme de particules de dimensions comprises entre l et 10 microns,cette lignine ayant une pureté de l'ordre de 93% en poids,pouvant commodément entrer en réaction chimique,étant d'une nature thermoplastique et ayant un spectre d'infrarouge se rapprochant de ce qu'on appelle la I, lignine naissante" 13. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'on extrait l'hémicellulose de la matière lignocellulosique par hydrolyse avec de l'eau chaude avant le compactage de la matière lignocellulosique dans le récipient sous pression. 14. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique est du bois et en ce que le récipient sous pression est rapidement rempli de vapeur à une pression comprise entre 42 et 49 kg/cm2. 15. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique est du bois et en ce que le récipient sous pression est rapidement rempli de vapeur à une pression de l'ordre de 45,5 kg/cm2. 16. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique est une biomasse annuelle et en ce que le récipient sous pression est rapidement rempli de vapeur à une pression comprise entre 35 et 42 kg/cm2. 17. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique est une biomasse annuelle et en ce que le récipient sous pression est rapidement rempli de vapeur à une pression de l'ordre de 38,5 kg/cm2. 18. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique sous forme divisée est humidifiée avec de l'eau lorsqu'elle est compactée dans le récipient sous pression. 19. Procédé selon la revendication 18,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique sous forme finement divisée est humidifiée avec de l'eau dans le domaine de saturation des fibres lorsqu'elle est compactée dans le récipient sous pression. 20. Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique est une substance provenant d'une plante annuelle,en ce que le récipient sous pression est rapidement rempli de vapeur à une pression de l'ordre de 38,5 kg/ cm2, en ce que, au bout d'environ 40 secondes,on augmente rapidement la pression de vapeur jusqu'à une pression supérieure, et en ce qu'on décharge la matière en vue de 1 t extrusion immédiatement lorsque ladite pression supérieure est atteinte. 21. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que la matière lignocellulosique est du bois,en ce qu'on remplit rapidement le récipient sous pression de vapeur à une pression de l'ordre de 45,5 kg/cm2,en ce que,au bout d'environ 40 secondes, on augmente rapidement la pression de vapeur jusqu'S une pression supérieurelet en ce qu'on décharge la matière en vue de ltextru- sion immédiatement lorsque ladite pression supérieure est atteinte. 22. Procédé selon la revendication l,caractérisé en ce qu'on traite la matière particulaire avec de l'eau pour extraire I'hémicellulose,en ce qu'on la traite avec un solvant organique pour extraire la lignine,et en ce qu'on la traite avec un solvant de la cellulose pour extraire la cellulose. 23. Produit sous forme de particules fabriqué par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 a 22.