La cuisson chimique du bois
Chimie des procédés de fabrication des pâtes lignocellulosiques écrues

3.1 Aspects généraux

Comme il a été dit plus haut, la cuisson chimique du bois a pour but d’extraire plus de 90 % de la lignine des fibres et l’élimination de la quasi-totalité des extractibles minéraux et organiques initialement présents dans le bois. La contrepartie est la dissolution d’une quantité importante de polysaccharides, principalement des hémicelluloses, et une dépolymérisation partielle de la cellulose. Les paramètres de contrôle de la cuisson sont la charge en réactifs et le rapport liqueur/bois, qui déterminent la concentration des réactifs, ainsi que la durée de montée à la température du palier et la durée de ce dernier. La qualité de la pâte obtenue est mesurée par deux paramètres principaux de contrôle :

1) L’indice kappa (IK) (voir la rubrique Normes et standards du Pour en savoir plus) : c’est le paramètre d’avancement de la cuisson. L’indice kappa est proportionnel au pourcentage de lignine résiduelle restant dans les fibres après cuisson :

% lignine = k × IK (k = 0,155 pour les pâtes de résineux, k = 0,165 pour les pâtes de feuillus)

L’indice kappa est un indice d’oxydabilité au permanganate de potassium, égal au nombre de ml de KMnO₄ 0,1 N consommé par 1 g de pâte sèche, dans les conditions spécifiées de l’essai : 25 °C, temps de réaction 10 min, [H₂SO₄] 0,4 N, concentration initiale en KMnO₄ 10^– 2 N, 50 % de permanganate consommé en fin de réaction ;

2) La viscosité des pâtes dissoutes dans la cupriéthylène diamine (CED) (voir la rubrique Normes et standards du Pour en savoir plus) : la pâte sèche et totalement délignifiée est dissoute dans le solvant, dont la concentration est exactement de 0,5 mol/L en cuivre et 1 mol/L en éthylène diamine. La concentration en pâte, entre 1 et 5 g/L dans la solution, doit être adaptée selon le degré de polymérisation de la cellulose, de manière à obtenir une viscosité respectant les limites spécifiées par la norme. La viscosité est mesurée à 25 °C en tube capillaire Ubbelhode (norme ISO) ou Cannon-Fenske (norme TAPPI). À partir d’une seule mesure de viscosité μ de la solution de cellulose, la viscosité intrinsèque [η] du polymère...