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Quatre saisons de fabrication du papier

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À moins que vous n'habitiez près de l'équateur, vous êtes conscient des changements saisonniers et de la façon d'y réagir. Mais saviez-vous que la fabrication du papier peut aussi être influencée par les saisons? Dans cet article, je décris certains effets saisonniers que vous pourriez observer dans une usine de papier et comment réagir à ces effets.

1. Ruissellement printanier
Les effets du ruissellement printanier sur la fabrication du papier sont observés le plus souvent dans les régions où il y a des arbres feuillus et beaucoup de neige en hiver. J'ai d'abord observé cet effet dans une usine québécoise qui produisait une catégorie de papier de haute blancheur, blanchie au peroxyde. Au printemps, il avait été très difficile de blanchir à haute luminosité. La cause du problème s'est avérée être la couleur de l'eau brute. Lorsque les feuilles mortes en automne sont rapidement couvertes de neige, elles demeurent gelées pendant plusieurs mois, puis commencent à se décomposer au printemps lorsqu'elles sont introduites dans le bassin versant, ce qui augmente la concentration de carbone organique dissous dans l'eau qui peut entrer en compétition avec la pâte pour l'action oxydante du peroxyde.

2. Effet d'été
Dans les années 90 et au début des années 2000, lorsqu'on a construit des usines de désencrage partout en Amérique du Nord pour se conformer aux règlements obligatoires sur le contenu recyclé du papier journal, de nombreux États américains ont constaté des pertes importantes de blancheur. Grâce à un vaste programme de recherche dirigé par Danny Haynes chez Eka Chemicals qui travaillait avec plusieurs usines de désencrage dans le cadre d'un programme appelé «Free Ink», on a pu développer une compréhension détaillée de ce phénomène appelé «effet d'été». Brièvement, l'effet résulte de la « cuisson » de l'encre à des températures plus élevées en été, ce qui entraîne sa fragmentation en particules plus petites qui sont plus difficiles à enlever et plus susceptibles de se fixer aux fibres de papier. Le phénomène et sa stratégie d'atténuation sont bien résumés dans une publication par Haynes.

3. Saison de poix
Les pins produisent de la résine ou de la poix, en particulier les pins du sud, ce qui peut entraîner des dépôts collants de poix sur la machine à papier lorsque la chimie du bout humide n'est pas optimisée. Au début du 20me siècle, on croyait que le papier journal ne pourrait jamais être fabriqué avec du pin du sud en raison de cette teneur en poix. Lorsqu'on a construit la première usine de papier journal utilisant du pin du sud en 1937 à Lufkin au Texas, il a fallu deux ans d'expérimentation avec des stratégies chimiques pour contrôler la poix avant que le papier puisse être fabriqué pendant une longue période sans gommer la machine. La solution était une combinaison de soude caustique et « d'alun », un produit chimique avec des ions Al3+ pour contrer les molécules de poix chargées négativement.

Aujourd'hui, la chimie de l'aluminium est toujours utilisée, ainsi que des solutions enzymatiques à base de lipases. Ces enzymes décomposent les molécules de triglycérides qui sont les principaux responsables des dépôts de poix et, ce qui est intéressant, sont également impliqués dans le blocage des artères - trouvez le taux de «TG» dans votre prochain test de cholestérol sanguin!

La nature chimique de la poix dans les pins du sud change avec une diminution de la température. Ce phénomène est probablement une sorte de mécanisme de défense aux conditions hivernales qui entraîne une augmentation des triglycérides entre les mois de janvier à avril environ. Les papetiers doivent donc ajuster la chimie du bout humide pour s'adapter à ce changement.

Un autre effet de l'augmentation de poix en hiver est la diminution de la force de liaison. Le mécanisme à la base de ce phénomène est l'interférence des molécules de poix hydrophobes à longue chaîne avec la liaison OH qui maintient les fibres ensemble dans la feuille.

On peut connaître une saison de poix également au Canada, en particulier lors de l'utilisation d'essences telles que le pin gris, mais elle n'est pas aussi sévère.

4. Effet de la Saint-Valentin
C'est un phénomène qui se produit dans certaines usines de désencrage lorsque les ménages et les écoles recyclent des cartes et des projets d'art contenant beaucoup de papier teint en rouge après la Saint-Valentin. Il en résulte une valeur élevée de a* sur la machine à papier due à la couleur rouge qui n'est pas complètement enlevée. Ce problème peut généralement être résolu en ajustant l'utilisation de colorants sur la machine à papier.

Pour résumer cet article: à toute chose sa saison - un temps pour blanchir, un temps pour laver, un temps pour neutraliser, un temps pour teindre!


Martin Fairbank a travaillé dans le domaine de la foresterie pendant 31 ans, y compris de nombreuses années pour un producteur de pâtes et papier et deux ans avec Ressources Naturelles Canada. Détenteur d'un PhD en chimie et d'une expérience en amélioration de procédés, développement de produits, gestion d'énergie et de production rentable, Martin est actuellement un conseiller indépendant basé à Montréal. Il est également écrivain et a publié récemment Resolute Roots qui relate les 200 ans d'histoire de la compagnie Produits forestiers Résolu et de ses prédécesseurs.

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