La vision de l'industrie des pâtes et papiers est de réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone tout en améliorant l'efficacité énergétique et l'efficacité des ressources. D'où, une initiative européenne a mis au point une technologie révolutionnaire pour une production de pâte plus verte.

Actuellement, la réduction en pâte du bois pour isoler les fibres de cellulose pour la production de papier utilise des technologies énergivores développées il y a plus d'un siècle qui nécessitent des produits chimiques fossiles. Il existe un consensus général en faveur de procédés plus verts qui nécessitent moins d'énergie, sont plus durables mais conservent en même temps l'efficacité d'une production de pâte de haute qualité. L'industrie des pâtes et papiers peut apporter une contribution majeure à un monde économe en ressources, soutenir les efforts mondiaux vers une bioéconomie à faible émission de carbone.

Les partenaires du projet PROVIDES, financé par l'UE, ont développé une technologie innovante pour le bois et les matières premières agro-lignocellulosiques. "Notre objectif était d'atteindre 40 % de réduction d'énergie et 80 % de CO 2 réduction des émissions dans l'industrie des pâtes et papiers, ″ explique la coordinatrice du projet Annita Westenbroek.

solvants DES

La technologie PROVIDES est basée sur les solvants eutectiques profonds (DES), une nouvelle classe de solvants naturels. Les composants individuels du DES ont naturellement des points de fusion élevés supérieurs à 100°C, mais lors du mélange, ils forment des liquides à faible volatilité à température ambiante.

Découvert il y a 15 ans, Les DES ont déjà été appliqués dans des applications électrochimiques. « Il y a seulement cinq ans, on a découvert que certains DES naturels présentaient une solubilité très élevée dans la lignine, indiquant qu'ils pourraient être utilisés comme nouveaux solvants de mise en pâte. Dans notre projet, nous avons utilisé des DES fonctionnant à basse température et pression atmosphérique pour isoler la lignine du bois, afin d'obtenir des fibres de cellulose pures de haute qualité pour la fabrication du papier, poursuit Westenbroek.

Le projet PROVIDES a développé plus d'une centaine de DES. Quelques-uns d'entre eux ont démontré la capacité unique de dissoudre et donc de fractionner légèrement le bois. Les fibres de cellulose générées étaient droites et bien formées, donnant naissance à un papier avec une bonne adhérence interne et une bonne résistance à la traction. Les flux secondaires de lignine et d'hémicellulose peuvent être acheminés pour une valorisation ultérieure.

Une autre réalisation importante du projet a été le développement des premiers DES hydrophobes qui ont considérablement amélioré l'isolement des composants de la pâte aqueuse.

Au-delà d'une technologie plus verte

"Les DES sont basés sur la nature, renouvelable, des solvants biodégradables et économiques qui n'ont jamais été utilisés dans l'industrie des pâtes et papiers ou pour tout autre fractionnement de la biomasse auparavant, dit Westenbroek. Indubitablement, la découverte du DES a le potentiel de révolutionner le processus de mise en pâte, ouvrant la voie à la production de pâte avec un minimum d'énergie, émissions et résidus. Surtout, la mise en œuvre de cette technologie radicale dans l'industrie du papier devrait augmenter la durabilité grâce à l'énergie, rapport coût-efficacité des ressources.

Par ailleurs, Le DES pourrait également être utilisé pour récupérer la cellulose des déchets et dissoudre les encres et les contaminants dans le papier pour le recyclage. Cependant, il y a de nombreuses lacunes technologiques à combler, pour amener cette technologie de laboratoire vers la prochaine étape.

Les activités en cours du consortium PROVIDES visent à optimiser le processus de délignification et à améliorer la récupération et la réutilisation du DES.

Actuellement, les chercheurs se préparent à une étude de phase pilote pour tester le DES à plus grande échelle et valider les effets environnementaux et les avantages climatiques. L'impact environnemental des résultats de PROVIDES s'étend au-delà de l'industrie papetière, puisque la lignine pure peut remplacer les aromatiques d'origine fossile dans le secteur chimique.

Globalement, l'approche PROVIDES vise à surpasser les procédés de réduction en pâte traditionnels en produisant des produits de la plus haute qualité à une consommation d'énergie et à un coût les plus bas. Le but ultime, Westenbroek conclut, est de « mettre en œuvre commercialement l'innovation technologique DES d'ici 2030 pour soutenir les objectifs climatiques de l'industrie des pâtes et papiers ».