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English
Auteur(s)
-
Jean-Claude ROUX : Professeur des Universités à l'INP Grenoble - École Française de Papeterie et des Industries Graphiques
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Ce dossier est destiné à présenter deux opérations clés, situées en amont de la chaîne de fabrication des papiers et cartons : la désintégration et le raffinage de la pâte à papier. Il vient compléter le document [J 6 901].
La désintégration transforme la pâte à papier en une suspension fibreuse homogène dans l'eau alors que le raffinage opère des modifications physiques, chimiques et morphologiques des fibres par un traitement mécanique de cette suspension aqueuse. Ces deux opérations sont fortement consommatrices d'énergie.
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Raffinage de la pâte à papier
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1. Désintégration – Remise en suspension
La désintégration de la pâte à papier est une opération triple qui implique l'agitation d'un volume de pâte, son mélange et sa dispersion par la réduction de la taille des objets solides (agrégats fibreux ou flocs) qui la constituent. Les objectifs visés sont l'obtention d'une suspension fibreuse homogène, pompable et la séparation des contaminants grossiers et des fibres.
1.1 Description technologique
L'équipement utilisé dépend principalement de la nature de la matière première fibreuse.
Dans le cas d'une usine de papier dite « non intégrée », la matière première est reçue sous forme de balles de pâte, déjà séchées, d'une siccité comprise entre 90 et 95 %. Ces balles sont ensuite introduites dans le désintégrateur (ou pulpeur), de façon à obtenir une suspension fibreuse homogène et pompable.
Dans le cas d'une usine à papier dite « intégrée », la matière fibreuse est reçue de l'usine de pâte sous la forme d'une suspension de fraction massique (siccité) comprise entre 2 et 6 %. Dans ce deuxième cas, l'opération de désintégration n'existe pas.
Si la matière reçue est constituée de fibres cellulosiques de récupération, il est nécessaire d'épurer la suspension afin d'éliminer les particules contaminantes présentes qui pourraient endommager les équipements de la chaîne de fabrication. Enfin, des chutes de papier dites « cassés », présentes dans tous les ateliers de l'usine, sont repulpées pour être réutilisées comme matière d'appoint.
En fonction de la fraction massique, il existe des technologies différentes pour réaliser la désintégration de la pâte à papier. Ce dossier n'a pas pour objectif de les présenter toutes ; certaines solutions largement répandues sont illustrées à titre d'exemple.
La figure 1 montre un désintégrateur encore appelé pulpeur utilisé dans le domaine des basses fractions massiques (de 2 à 6 %). Il se compose d'une cuve, munie de déflecteurs internes, destinés à promouvoir l'efficacité du mélange et d'un rotor à pales, destiné à induire des chocs au contact des agrégats. Une grille perforée, placée...
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Désintégration – Remise en suspension
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PETIT-CONIL (M.) - Procédés papetiers. Fabrication des pâtes. - [J 6 900] Génie des procédés, sept. 1999.
-
(2) - LEMAÎTRE (A.) - Procédés papetiers. Préparation des pâtes. - [J 6 901] Génie des procédés, sept. 2003.
-
(3) - LEMAÎTRE (A.) - Procédés papetiers. Machines à papier. - [J 6 902] Génie des procédés, déc. 2003.
-
(4) - PIAU (J.M.) - Fluides non-newtoniens. - [A 710] Physique Chimie, mai 1979.
-
(5) - PARASKEVAS (S.) - High consistency re-pulping benefits and drawbacks. - Tappi Pulping Conference, Houston, p. 139-143 (1983).
-
(6) - HOLIK (H.) - Towards a better understanding of the defibreing process. - Tappi Engineering Conference, Chicago,...
ANNEXES
Thèses
FABRY (B.) - Étude de la rhéologie des suspensions fibreuses concentrées dans le but d'améliorer le recyclage des papiers. - Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (INP-G) en Génie des Procédés (1999).
SOUSA-SANTOS (A.) - Le rôle des tensio-actifs dans la flottation des encres off-set lors du désencrage des fibres cellulosiques. - Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (INP-G) en Génie des Procédés (1997).
DIETEMANN (Ph.) - Modélisation physique du procédé de raffinage appliquée à des raffineurs à disques dans le but d'optimiser le traitement de la pâte à papier. - Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (INP-G) en Génie des Procédés (2005).
RADOSLAVOVA (D.) - Modélisation hydrodynamique du processus de raffinage des pâtes à papier. - Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (INP-G) en Génie des Procédés (1996).
MAYADE (T.M.) - Éléments d'analyse pour l'optimisation du raffinage de la pâte à papier. - Thèse de doctorat de l'Institut National Polytechnique de Grenoble (INP-G) en Génie des Procédés (1995).
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