Brevet FR2444049A1 — publié le 19800711

L'invention concerne un procédé de fabrication de cellulose à partir de paille, procédé dans lequel on travaille en présence d'oxygène et qui est constitué d'une étape. Il est connu d'attaquer la paille selon le procédé au sulfate ou à la soude. Ces procédés conduisent à des celluloses de bonne qualité. Il se forme toutefois, des eaux résiduaires demandant en raison des valeurs élevées de leur consommation chimique en oxygène et de leur demande biochimiaue en oxygène au bout de 5 jours des installations de traitement des eaux résiduaires exigeant des dépenses élevées du point de vue économique. De plus, le procédé au sulfate conduit à une nuisance olfactive énorme en raison des gaz résiduaires contenant du soufre se formant lors de l'attaque. Pour l'attaque du bois, il est connu de réaliser la décomposition avec un donneur d'alcali dépourvu de soufreen présence d'oxygène gazeux (Revue A.T.I.P. Paris 27 (1973) 2, p. 139-145, Bum.prom. Moscou (1975) 9, p. 5-7). Ce procédé donne des gaz résiduaires presque inodores ainsi que des lessives résiduaires ayant des valeurs de la consommation chimique en oxygène et de la demande biochimique en oxygène au bout de 5 jours nettement plus basses. Ce procédé présente toutefois l'inconvénient d'etre réalisé en deux étapes, la matière étant préimprégnée dans un premier stade par l'alcali et la décomposition proprement dite en présence d'oxygène ayant lieu dans un deuxième stade. Ceci augmente la dépense économique. De plus, ce procédé conduit en partant de la paille et en utilisant des lessives de soude connues comme donneur d'alcali à des résultats non satisfaisants. On connaît également un procédé de décomposition de la paille en une étape dans lequel on utilise comme seul produit d'attaque le carbonate de sodium en présence d'oxygène (Revue A.T.I.P. Paris 31 (1977) 4, p. 131-135). Ce procédé présente toutefois l'inconvénient qu'il s'y forme des celluloses très dures de caractère hémicellulosique et que de plus il faut une grande quantité de produits chimiques pour ce procédé. L'invention a pour but de débarrasser la paille de la lignine en une étape par le procédé à l'oxygène-alcali en modelant le processus d'attaque de telle sorte que la fibre cellulosique subisse un traitement aussi ménagé que possible, mais que l'on obtienne une cellulose complètement traitée. L'invention a pour objet de trouver un donneur d'alcali convenable. On réalise l'objet de l'invention par attaque de la paille, en utilisant un mélange d'hydroxyde de sodium et de carbonate de sodium comme agent de décomposition. Dans ce but on utilise l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium de préférence dans un rapport de 1 à 3 jusqu'à 3 à 1, calculé par rapport à Na20. la quantité totale d'alcali dans-l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium est de préférence de 12 à 18% de Na20 par rapport à la masse sèche de paille utilisée. L'invention est illustrée par les exemples d'exécution ci-dessous. Exemple 1. On ajoute à une solution aqueuse constituée par 8% Na20 sous forme de Na2COD et 8% de a 0 sous forme de NaOH ainsi que de 1% de MgS04 comme colloide protecteur de la paille de blé hachée provenant de la R D A jusqu'à une teneur en substance de 25. Après addition d'oxygène jusqu'à une pression partielle de 0,8 MPa on chauffe le mélange d'attaque pendant une période de chauffage de 60 minutes de façon à le porter à 4230K. La décomposition a lieu pendant une période d'ébullition de 40 minutes suivant cette période de chauffage. Après séparation de la lessive résiduaire on obtient une cellulose complètement séparée. les propriétés de la cellulose ainsi que celles des celluloses provenant des exemples suivants sont portées dans le tableau I. Semple 2. On traite de la paille de blé hachée hongroise de la même façon que dans l'exemple 1.0n voit sur le tableau que cette paille qualitativement inférieure conduit à des valeurs caractéristiaues plus favorables; On ajoute de la paille de blé provenant de la R D A à une solution aqueuse constituée par 11,75% de Na20 sous forme de Na2C03 et 11,75% de Na20 sous forme de NaOH et on décompose dans les mimes conditions que dans l'exemple 1. Exemple 4. On décompose de la paille ds blé hachée provenant de la R D A dans les mêmes conditions que dans l'exemple 1 à une température de 413 K. Exemple 5. On décompose de la paille de blé hachée provenant de la R D A dans les mêmes conditions que dans 1' exemple 1 à une température de 4330K. Exemple témoin 1 On ajoute de la paille de blé hachée provenant de la R D A à une solution aqueuse constituée par 23,5% de Na20 sous forme de NaOH ainsi que par 1% de MgSO4 comme colloide protecteur selon un procédé connu jusqu'à une teneur en substance de 250. Après addition d'oxygène jusqu'à une pression partielle de 0,8 MPa on chauffe pendant 60 minutes le mèlange d'attaque à une température de 4230K. Température d'ébullition de 40 mn. Exemple témoin 2 On attaque de la paille de blé hachée provenant de la R D A dans les mêmes conditions que dans l'exemple témoin 1 par une solution aqueuse constituée par 16% de Na2O sous forme de NaOH. Exemple témoin 3 On attaque de la paille de blé hachée provenant de la R D A par une solution aqueuse constituée par 120 Na2O sous forme de NaOH dans les mêmes conditions que dans l'exemple témoin 1. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. T A B L E A U I Exemples indice degré de poly- Ténaci- Allonge- Résistance Résistance DCO gO2/kg kappa * mérisation Rendement té au pliage à la ment de substance moyen (motif pli pénétra (%) (m) de glucose) (%) double tion dissoute (MPa) exemple témoin 1 14,0 497 31,2 3648 1,8 2 0,094 0,7909 exemple témoin 2 19,4 640 34,0 4740 1,9 11 0,157 0,7788 exemple témoin 3 23,5 662 37,8 4815 2,3 10 0,145 0,8634 exemple 1 25,0 847 39,3 6638 2,5 473 0,263 0,6699 exemple 2 22,0 926 43,1 8059 3,5 2619 0,330 0,5511 exemple 3 24,1 796 40,9 6040 2,6 207 0,232 0,6354 exemple 4 28,5 843 41,9 6021 3,2 468 0,232 0,5942 exemple 5 23,9 870 38,3 6134 3,0 577 0,242 0,6707 * L'indice Kappa est défini par les auteurs anglo-saxons dans "TAPPI" 1957. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la fabrication de cellulose à partir de paille fonctionnant en présence d'oxygène et constituée par un seul stade, caractérisé par le fait que l'on utilise comme agent d'attaque un mélange d'hydroxyde de sodium et de carbonate de sodium. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on utilise l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium en un rapport de 1 à 3 jusqu'à 3 à 1, calculé par rapport Na 20. 3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que l'on utilise l'hydroxyde de sodium et le carbonate de sodium en une quantité totale de 12 à 18% de Na20 par rapport à la masse sèche de la paille utilisée.