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Publication number: BE501280A
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Description


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     .PROCEDE-DE   PRODUCTION DE PATE DE CELLULOSE. 



   La présente invention est relative à un procédé de production de pâte de cellulose à partir de papyrus vert et concerne, en particulier,un pro- cédé permettant l'obtention d'une pâte de cellulose d'une pureté telle qu'elle convienne à la fabrication de rayonnes un objet subsidiaire de l'invention étant la récupération de produits contenus dans le papyrus. 



   Suivant l'invention, on fait subir au papyrus un hachage suivi d'un laminage;, puis on soumet la matière hachée et laminée à une hydrolyse, de pré- férence en présence d'un acide organique, on fait subir à la matière hydrolysée une cuisson en milieu .alcalin et on effectue finalement un blanchiment de la matière cuite. 



   D'autres particularités et détails de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un mode opératoire particulier pour la pro- duction de pâte de cellulose au départ de papyrus verte 
Le papyrus vert est soumis tout d'abord à un hachage ayant pour but de l'amener sous une forme physique suffisamment divisée pour faciliter et accélérer la pénétration et l'attaque des solutions utilisées lors des opé- rations subséquentes d'hydrolyse, de cuisson et de blanchiment. 



   Après hachage, on fait passer la matière dans un laminoir, où lui est appliquée une pression telle que son humidité soit réduite de 80% à 20% environ, tandis que les éléments organiques dissous ou en suspension dans la sève, capables de se décomposer lors de l'hydrolyse et de la cuisson et d'incruster les fibres du papyrus, sont expulsés en même   temps   que l'humidité et la sève. 



   Le hachage et le laminage du papyrus, qui constituent des opérations de préparation de la matière en vue des traitements subséquents, peuvent être exécutés, par exemple, au chantier de récolte du   papyrùp.,   dans une installation appropriée, telle qu'un laminoir à canne à sucre, à rouleaux, précédé d'un dis- positif de hachage, par exemple à couteaux rotatifs. 



   Il est avantageux d'exécuter le hachage et le laminage du papyrus sur les lieux mêmes où se fait la récolte, car le laminage a notamment pour 

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 effet de réduire dans une très forte mesure, le poids de matière à véhiculer jusqu'aux installations de traitement chimique. En pratique, cette réduction de poids de la matière après laminage peut atteindre 75 % du poids de la matière fraîchement récoltée. 



   Après hachage et laminage, la matière, séparée des jus expulsés lors du laminage, est soumise à une hydrolyse à l'eau chaude sous pression, de préférence en présence d'un acide organique. Cette hydrolyse, qui a pour but de dissoudre la majeure partie des pentosans contenus dans le papyrus, doit être réglée de fagon à éviter une dégradation trop importante de la cellulose. 



   En pratique, pour exécuter l'hydrolyse, on recouvre le papyrus ha- ché et laminé d'eau pure, à laquelle on ajoute, de préférence, de   0,5   à 10% (sur la base du volume d'eau en présence) d'un acide organique, tel que l'acide formique ou l'acide acétique. Puis on chauffe le bain d'hydrolyse à une tempé- rature comprise entre 120 et 200 C, pendant une période variant entre 20 et 120 minutes,selon la teneur en humidité subsistant dans le papyrus à hydroly- ser. Plus celui-ci sera sec et aura subi un stockage prolongé, plus la tempé- rature devra être élevée et plus la durée de l'hydrolyse devra être longue. 



   En pratique, on n'a pas intérêt à sortir, dans une mesure apprécia- ble, des limites de durée et de température indiquées ci-dessus, car il en ré- sulterait une dégradation trop forte de la cellulose, ce qui entraînerait une diminution nuisible de la viscosité de la solution cupramonnique de la pâte de cellulose pure finale, devant servir à la fabrication de   rayonne.   



   Dans la pratique industrielle, les jus d'hydrolyse peuvent servir de fagon continue. Toutefois, en vue d'éviter une trop forte concentration en acide dans ces jus, il est recommandable de leur appliquer   lin   saignage, après chaque passage de ces jus sur du papyrus haché et laminé frais, le volume de jus soutiré lors de ce saignage étant remplacé par un volume équivalent de li- quide provenant du lavage de papyrus   précédemment   hydrolyséo 
Lorsque l'hydrolyse est terminée, les jus d'hydrolyse sont séparés de la matière hydrolysée par filtrations et lavages répétés à l'eau chaude. 



  Ainsi qu'il a été spécifié ci-dessus, les eaux provenant du premier lavage ser- vent à remplacer une fraction des jus d'hydrolyse avant que ceux-ci servent à l'hydrolyse d'une charge subséquente de papyrus haché et laminé. 



   Quant aux fractions des jus d'hydrolyse, soutirées après chaque passage de matière   franche   dans le bain d'hydrolyse, on en récupère, de pré- férence, les pentosans, en faisant subir successivement à ces jus un traitement acide, qui transforme les pentosans en pentoses, et une déshydratation, par exemple, à l'acide sulfurique, en vue d'obtenir du furfurol, qui est séparé par distillation et   rectification.   



   La matière cellulosique hydrolysée est ensuite soumise à une cuis- son dans une lessive alcaline du type employé dans le procédé Kraft. La pro- portion de matière solide au liquide de cuisson est d'environ 1 partie en poids de matière solide sèche pour 3 à 5 parties en poids de lessive alcaline.   Celle-   ci est constituée par une solution aqueuse de sulfure de sodium et d'hydroxyde de sodium, comme dans le procédé Kraft. Toutefois, la teneur en sulfure de so- dium de la lessive alcaline de cuisson est avantageusement supérieure à celle que l'on trouve dans les lessives alcalines du procédé Kraft.

   En pratique, les meilleurs résultats sont obtenus en employant des concentrations sensible- ment équivalentes de sulfure de sodium et d'hydroxyde de sodium, la concentra- tion totale en ces deux réactifs étant, toutefois, avantageusement réduite jus- qu'à   40   à 60 % de la concentration normale dans les lessives alcalines du pro- cédé Kraft appliqué au bois. 



   La cuisson de la matière hydrolysée est exécutée à une température optimum comprise'entre 135 et 200  C pendant 2 à 8 heures. La température et la durée de la cuisson doivent être réglées en fonction de l'état de la matiè- re hydrolysée et de la pureté désirée de la pâte de cellulose finale. La frai- cheur du végétal traité a une grande influence sur les facteurs concentration et durée. 

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 et durée, 
La matière cuite est séparée par filtration de la lessive alcaline et lavée à plusieurs reprises à l'eau chaude.

   Les jus de cuisson séparés, dont le volume après concentration sera nettement moins élevé (environ 60 %) que dans le procédé Kraft, peuvent être traités en vue de récupérer des sous-pro- duits intéressants, tels que l'alcool méthylique, huile de thérébenthine, résine,   etc...,   puis finalement brûlés comme combustibles d'appoint, ainsi   qu' il   est d'usage dans le procédé Kraft'. 



   Le blanchiment de la matière solide provenant de la cuisson du   pa-   pyrus hydrolysé se fait, de préférence, en trois stades. Dans un premier stade, la matière en question, mise en suspension dans de l'eau à raison de minimum 5 % en poids de matière solide, est traitée, de manière connue en soi, à l'aide de chlore   gazeuxo   Puis, dans un deuxième stade, la matière solide filtrée et lavée est remise en suspension et traitée à l'aide d'une solution aqueuse d'hy- droxyde de sodium à 3 % environ.

   Enfin, dans un troisième stade de blanchiment, la matière est traitéeà l'aide d'hypochlorite de sodium en milieu alcalin (pH = 8,5environ) 
Après filtration et lavage de la matière cellulosique blanchie, on effectue un lavage à l'aide d'une solution diluée de bisulfite de sodium, afin d'éliminer les dernières traces de chlore, et finalement on soumet la ma- tière en question à un lavage abondant à l'eau, puis on la sèche.

Claims

La pâte de cellulose obtenue peut convenir à la fabrication de rayonne Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limitée aux détails et particularités spécifiés ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées, à condition que ces modifications ne sortent pas du cadre de l'invention, tel qu'il est défini dans les revendications suivantes, REVENDICATIONS. l.

Procédé de production de pâte de cellulose au départ de papyrus vert, caractérisé en ce.qu'on fait subir au papyrus un hachage et un laminage, on soumet la matière hachée et laminée à une hydrolyse, de préférence en présence d'un acide organique, on fait subir à la matière hydrolysée une cuisson en mi- lieu alcalin et on effectue finalement un blanchiment dé la matière cuiteo 2, Procédé suivant'la revendication 1, caractérisé en ce qu'on exécute le laminage du papyrus haché à une pression telle que les éléments organiques, susceptibles de se décomposer lors de'l'hydrolyse et de la cuisson subséquentes et d'incruster les fibres végétales du papyrus, soient expulsés de celui-ci, en même temps que la majeure partie de l'humidité contenue dans le papyrus verte 3.

Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on hydrolyse le papyrus haché et laminé, à chaud et sous pression, dans un bain aqueux contenant de 0,5 à 10% d'un acide organique, tel que l'acide formique ou l'acide acétique.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'on hy- drolyse le papyrus haché et laminé pendant 20 à 120 minutes à une température comprise entre 120 et 200 Co 5, Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière hydrolysée, séparée par filtration des jus d'hydrolyse et lavée, est soumise à une cuisson dans une lessive alcaline de sulfure de sodium et d'hydroxyde de sodium.

60 Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la lessive alcaline de cuisson contient du sulfure de sodium et de l'hydroxyde de sodium en proportions pondérales sensiblement équivalentes.

7. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, ca- ractérisé en ce que la cuisson s'effectue pendant 2 à8 heures environ à une température comprise entre 135 C et 200 Co <Desc/Clms Page number 4> 8, Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la matière est soumise à un blanchiment à l'aide de chlore2 d'hydroxyde sodique en solution aqueuse et/ou d'hypochlorite de sodium en milieu alcalin.

9. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que la matière blanchie est lavée à l'aide d'une solution diluée de bisulfite de so- dium;, jusqu'à élimination totale du chlore.

10. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les jus d'hydrolyse sont soumis à une extraction en vue de récupérer les pentosans, qui sont éventuellement transformés en pentoses par hydrolyse acide, puis en furfurol par déshydratation acide.

11. Procédé de production de pâte de cellulose., en substance., tel que décrit ci-dessus.

12. Pâte de cellulose, obtenue par le procédé suivant l'une ou l'au- tre des revendications précédentes.