" Procédé d'extraction de la cellulose contenue
dans les' matières fibreuses lignifiées "
L'invention est relative à un procédé perfectionné
pour l'extraction de la cellulose contenue dans les
matières végétales fibreuses lignifiées.
Le nouveau procédé peut être appliqué à une grande
variété de matières végétales fibreuses lignifiées, comme
par exemple les déchets de sisal, de jute, par exemple sous
forme de toile, le chanvre de Nouvelle Zélande, la paille
de lin (linseed flax straw), les linters de coton, différentes sortes de bois à pâte dure et molle, les variétés
d'eucalyptus ayant un bois à grain peu serré et l'acacia.
Ces matières doivent être fragmentées à moins qu'elles ne soient en état de fine division suffisante, comme dans le cas de la paille de lin et en ce qui concerne les matières ligneuses, par exemple l'eucalyptus et l'acacia, il est préférable de les réduire à l'état de laine de bois, de façon à éviter la rupture des fibres longues.
L'invention permet d'éliminer la lignine de la cellulose sans briser l'épiderme et, en la disséminant finement dans toute la masse de la cellulose on rend ainsi difficile l'enlèvement de l'épiderme par des moyens mécaniques.
Les fibres de cellulose qui ont été débarrassées de
leurs impuretés par le procédé conforme à l'invention,.sont appropriées pour la préparation de pâte à papier. Un grand nombre de matières de départ que l'on peut utiliser sont normalement considérées comme des déchets et l'invention présente donc une grande importance par le fait qu'elle fournit un procédé de préparation de la pâte à papier à partir de produits qui étaient autrefois considérés comme inutiles dans ce but. De plus, le procédé objet de l'invention est réalisé soue des conditions si douces que les différentes fibres ne sont pas brisées dans une mesure sensible et, si les fibres primitives de cellulose des matières choisies sont des fibres longues, on conserve la longueur de la fibre primitive et la pâte obtenue est appropriée pour la fabrication du papier de qualité supérieure.
Dans le procédé conforme à l'invention, la matière fibreuse qui a été débarrassée de la plupart des matières adhérentes et de la poussière, par exemple par des moyens mécaniques ou par rouissage est en premier lieu soumise à l'action d'une solution diluée d'un hydrate ou carbonate alcalin à une température qui n'est pas supérieure à son point d'ébullition à la pression atmosphérique et cette matière est ensuite soumise à l'action d'une solution
aqueuse diluée de chlore ou d'un agent susceptible d'engendrer du chlore.
Ce qui suit permet de voir comment l'invention peut
être réalisée au moyen de lots de déchets de sisal.
Dans la première phase les déchets sont emballés dans
une cage de métal déployé sous une densité d'environ 80 Kgs par m<3>. Cette cage est plongée dans une cuve en fer contenant une solution de carbonate de soude ou de soude caustique d'une
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La cuve comporte des moyens de chauffage, par exemple un serpentin de vapeur, des réchauffeurs électriques par immersion ou un système de chauffage extérieur et la tempéra-
la
ture de7-solution de traitement est maintenue à environ 100[deg.] C. La cuve peut comporter des moyens pour maintenir constant
le niveau du liquide, en liaison avec un récipient contenant la solution de traitement fraiche, de telle sorte que, après chaque traitement, on introduit de la solution fraiche en quantité suffisante pour remplacer la quantité de solution épuisée par le traitement .
La cage, qui peut être suspendue par le haut, au moyen d'une chaine, demeure dans la solution de traitement pendant environ une demi-heure et de temps à autre on communique un mouvement à la cage, de façon à faire passer la solution à travers la masse fibreuse. Il est bien évident que dans les grandes installations les mouvements d'immersion, de sortie et d'agitation dans la solution de traitement peuvent être rendus automatiques par exemple par l'usage d'un transporteur à chaîne .
Après ce traitement on lave la fibre jusqu'à ce que la solution de traitement soit éliminée. Cette fibre peut être soit transformée directement dans la phase suivante du procédé ou bien être conservée sous l'eau ou séchée et enmagasinée.
Dans la deuxième phase du procédé conforme à l'invention on peut avantageusement utiliser un appareil (qui doit être
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de largeur sensiblement uniforme tout autour de la cloison. Ce bain est rempli au niveau désiré avec une solution aqueuse de chlore ou d'un agent capable d'engendrer ce dernier. On prévoit en un point du bain un tuyau d'évacuation, avec orifice d'admission à tamis, à une distance déterminée au-dessus du niveau de la partie inférieure du bain et du côté opposé de la cloison on monte une ,cage ou un tambour perforé tournant, horizontal, entraîné lentement autour d'un axe disposé transversalement par rapport à la cuve. Ce tambour est formé de palettes ou barres ou ports ces organes à sa périphérie et il est évident que lorsque les déchets de sisal sont introduits dans la cuve, ils sont entraînés par les palettes; ou barres placées sur le tambour tournant et ainsi mis en circulation continue autour de la cuve. L'eau
de chlore fraiche est introduite sous le tambour, de telle sorte que lorsque la fibre est en contact avec ce dernier elle reçoit du liquide de traitement frais. Le bain est alimenté en eau de chlore fraîche,de. la concentration .désirée, au moyen d'un dispositif mélangeur qui reçoit le liquide par le tuyau d'évacuation disposé de l'autre côté du bain mentionné plus haut, ainsi qu'une quantité jaugée de chlore, ce mélange de chlore et de liquide étant soumis à un mouvement tourbillonnaire de façon à assurer l'uniformité de la solution de chlore .
La solution introduite sous le tambour a une concentration d'environ 1% et elle est maintenue dans le bain à
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ce moyen la fibre n'est jamais soumise à l'action d'une solu-, tion de chlore de concentration exagérée, mais qu'elle est
quand même traitée, grâce à l'addition constante de nouvelles quantités de chlore au liquide de traitement, avec la quantité de chlore nécessaire pour agir sur la lignine.
De préférence, la solution de chlore par laquelle la fibre est traitée est neutralisée ou rendue légèrement alcaline par addition d'un alcali. Dans ce cas, le liquide de traitement sera strictement parlant, une solution d'un agent capable de mettre le chlore en liberté plutôt qu'une solution de chlore. L'alcali préféré est le lait de chaux car on a trouvé que le chlore dissous dans le lait de chaux exerce une action plus vigoureuse sur la lignine de la fibre, tandis que son action
sur la cellulose est réduite .
Des échantillons de fibre peuvent être prélevés, aux
fins d'examen, à tout moment, afin de déterminer si la
fibre a subi un traitement suffisant .
L'opération sera généralement conduite de manière que l'admission de chlore soit coupée un pou avant que le traitement de la fibre soit complet . Pendant ce temps, après
l'arrêt de l'admission de chlore, le chlore demeurant dans
le bain sera épuisé . Ainsi par exemple on supposera qu'en trois
et heures environ la quantité de chlore requise a été introduite/que l'admission de chlore est alors arrêtée. La circulation de la fibre et celle du liquide continuera cependant pendant une heure encore, pour que la quantité totale
de chlore soit épuisée. La qualité de pâte obtenue
peut être modifiée par le degré de chloruration et on peut ainsi l'adapter à la qualité de papier que l'on désire fabriquer en définitive avec cette pâte.
Lorsque la chloruration est terminée, on évacue la solution épuisée et on lave à fond la masse avec de l'eau propre. Dans ce but, la pâte et l'eau peuvent être mis en circulation dans le même appareil, en introduisant de l'eau fraîche sous le tambour tournant. L'eau évacuée par le tuyau d'évacuation est naturellement vidangée et n'est pas remise en circulation.
Après lavage on traite la pâte avec une solution alcaline faible, par exemple une solution à 2 % de soude
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afin d'éliminer le chlorure de lignine et toute trace de chlore qui peut demeurer. On lave à nouveau la pâte à l'eau et si l'on utilise un jet d'eau puissant ou une circulation énergique, la masse traitée se désagrège en fines fibres de cellulose.
Le procédé peut aussi être réalisé de manière continue, par exemple en faisant passer la matière et le liquide de traitement le long d'un canal à chicanes ou à
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zig-zag de longueur considérable. Ces canaux peuvent
être formés dans un appareil comportant un certain nombre de cuves disposées les unes au-dessus des autres, chaque cuve étant divisée par des cloisons fixées alternativement sur les parois opposées et se prolongeant presque entièrement à travers la cuve pour former un canal en zig-zag. La matière et le liquide sont introduits dans le canal supérieur ou premier canal, le long duquel ils passent ensemble et, lorsqu'ils atteignent l'extrémité de celuici, ils peuvent, s'écouler par un tuyau de trop-plein
dans le canal suivant situé au-dessous. Le tuyau de tropplein sera de préférence placé au-dessus du fond du canal, de manière à conserver dans celui-ci le niveau de liquide approprié et de telle sorte que le fond du canal forme une trappe pour les impuretés lourdes, qui sont enlevées périodiquement, pendant que les fibres cellulosiques soumises au traitement se déversent par le tuyau. Le trop-plein peut être réglable en hauteur. Le liquide dans les canaux est naturellement chauffé, par exemple par des tuyaux d'eau chaude ou de vapeur, disposés dans les canaux ou au moyen de réchauffeurs électriques à immersion. Lorsque le traitement est effectué de cette manière, une disposition avantageuse consiste à prévoir trois blocs
de canaux, chaque bloc comprenant cinq canaux superposés. Dans ce cas, le premier bloc sera utilisé pour le premier A traitement à l'alcali et le lavage ultérieur, le deuxième bloc pour le traitement de chloruration et le lavage et
le troisième pour le traitement final à l'alcali et le lavage. Le liquide de traitement et la matière à traiter sont introduits à la partie supérieure du premier canal de chaque bloc et circulent dans chaque canal et descendent à leur extrémité jusqu'à ce qu'ils parviennent au bout du quatrième canal. Le cinquième canal ou canal inférieur dans chaque bloc est utilisé pour le lavage et la matière., après sa sortie du quatrième canal, passe dans un séparateur dans lequel on élimine le liquide de traitement et elle est évacuée de ce séparateur pour passer par le canal du bloc inférieur dans lequel un lavage supplémentaire est effectué. On peut prévoir des moyens par lesquels la matière du quatrième canal est ramenée au premier ou canal supérieur, si elle doit être encore traitée, au lieu de la ramener au séparateur.
Les blocs peuvent être avantageusement constitués en béton armé et ce matériau résistera à l'action du liquide de traitement dans la phase de chloruration. Pour les autres blocs cependant il est nécessaire de se servir d'un revêtement résistant aux alcalis.
Par le traitement conforme à l'invention, la réaction du chlore est limitée aux fines fibres distinctes de cellulose lignifiée et la matière étrangère telle que le tissu épidermique adhérente les bouts de feuilles épaissis etc.. demeurent dans des conditions telles qu'on peut les enlever au moyen d'un tamis, sans difficultés.
Dans certains cas cependant, par exemple lorsqu'on utilise du sisal, du lin, ou du chanvre de Nouvelle Zélande,
on a constaté que dans le traitement final à l'alcali la majeure partie de l'épiderme flotte à la surface et
il est possible d'opérer une séparation préliminaire de celui-ci en répandant à la surface du liquide de traitement une trace d'une huile telle que l'huile de graine de coton, dans laquelle se rassemblent les parties de l'épiderme. Cette couche superficielle est ensuite enlevée du liquide de traitement par écumage.
Après tamisage on peut facilement blanchir la
pâte avec de la poudre de blanchiment et on a constaté qu'il faut une quantité particulièrement réduite, généralement de l'ordre de 3% de cet agent pour opérer un blanchiment convenable..
Les produits résultant de ces trois phases
peuvent être mélangés ensemble et par ce procédé on opère
la précipitation des substances qu'ils contiennent en dissolution. Le produit final résultant est alors un liquide clair.neutre, non nuisible, qui ne nécessite aucun autre traitement avant d'être enlevé, tandis que le résidu solide précipité constitue un produit de valeur.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour l'extraction de la cellulose à partir de
matières fibreuses lignifiées, caractérisé par le fait qu'on
soumet la matière fibreuse, par petites fractions qui ont
été débarrassées de la majeure partie de la matière adhérente
et de la poussière, premièrement à l'action d'une solution
diluée d'un hydrate ou d'un carbonate alcalin à une température
qui n'est pas supérieure à son point d'ébullition, sous la
pression atmosphérique et ensuite à l'action d'une solution
aqueuse faible de chlore ou d'un agent susceptible de mettre
en liberté du chlore.
2. Procédé pour l'extraction de la cellulose à partir