L’industrie papetière est l’un des principaux moteurs économiques du Québec. A l’heure actuelle, la
production de pâte et papier connait des difficultés liées à l’émergence des pays en voie de
développement, de leurs faibles coûts de main d’oeuvre et du climat propice à la croissance rapide de
biomasse. Elle se doit d’innover ou du moins de s’ouvrir à de nouvelles avenues et perspectives afin de
rechercher d’autres sources de revenus. Ce projet s’intéresse à la valorisation des déchets produits par
l’industrie de pâte et papier lors du processus de désencrage, et plus précisément à valoriser les fibres
cellulosiques résiduelles. Comme son nom l’indique, le désencrage consiste à retirer l’encre du papier,
approche reposant sur plusieurs opérations unitaires telles que le pulpage, le classage, l’épuration, la
flottation, et le lavage. Lors des différentes opérations, de la matière cellulosique est perdue, ces fibres se retrouvent dans les boues de désencrage. Ces dernières sont composées à 25% massique de fibres
organiques, en grande majorité cellulosiques, à 25% de carbonate de calcium et 50% d’humidité. La
siccité est un point important à considérer lors de l’analyse économique. En effet, le transport de
matériaux trop humides peut remettre en cause la rentabilité d’un procédé.
Ces recherches ciblent la valorisation des fibres cellulosiques. La présence de carbonate de calcium en
grande quantité dans les boues suggère l’utilisation d’une catalyse basique afin d’éviter les interférences. Contrairement à la dépolymérisation acide de la cellulose, la dépolymérisation en milieu basique n’a pas apporté des résultats aussi prometteurs et la conversion de la cellulose n’est pas complète. En effet, la structure cellulosique n’est que peu sensible à la catalyse basique et une partie de la cellulose demeure sous forme oligomérique après réaction. Les résultats ont démontré que la transformation de la cellulose avec un catalyseur basique nécessite une température au-delà de 200ºC afin d’obtenir une conversion significative.
L’acide lactique (AL) est le produit final du procédé, il provient de la transformation de la cellulose en
milieu basique. De plus, le marché de l’acide lactique est en pleine expansion, dû à l’essor des acides
polylactiques ou en anglais« polylacticacid » (PLA) dont le potentiel en tant que polymère biodégradable
suscite un grand intérêt industriel. L’acide lactique est également une molécule plateforme qui trouve des utilisations dans de nombreuses industries (pharmaceutique, adhésifs). Ce mémoire présente une revue complète des transformations de la cellulose vers l’acide lactique et en détaille les mécanismes réactionnels. Plusieurs réactions sont favorisées par un cation divalent ce qui influencera le choix du catalyseur. Les principales avancées sur la transformation de sucres (hexoses et trioses) vers l’acide lactique sont résumées. Premièrement l’étude modèle à partir du glucose, deuxièmement la réaction ayant pour substrat la cellulose et troisièmement l’application directement sur les boues issues du procédé de désencrage de la compagnie Cascades. Les résultats obtenus montrent que
l’hydroxyde de calcium est un catalyseur sélectif pour le produit d’intérêt, après avoir obtenu des
rendements de 50% et 25% respectivement avec le glucose et la cellulose. Le catalyseur a été utilisé sur les boues de désencrage. Les rendements obtenus sont similaire à ceux avec la cellulose, démontrant que l’effet de la matrice des boues de désencrage (sels, métaux lourds) n’est que minime sur la réaction avec le catalyseur choisi. Le modèle d’une unité de purification par distillation a été mise en place.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usherbrooke.ca/oai:savoirs.usherbrooke.ca:11143/11900 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Aissa, Kevin |
| Contributors | Lavoie, Jean-Michel |
| Publisher | Université de Sherbrooke |
| Source Sets | Université de Sherbrooke |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Mémoire |
| Rights | © Kevin Aissa |
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