L’un des problèmes du recyclage du papier est que les fibres se raidissent lors des processus de déshydratation et de séchage, également appelés hornification. La même chose arrive aux torchons, par exemple; ils se raidissent avec le temps. De nouvelles recherches peuvent désormais expliquer les mécanismes de hornification, connaissances qui nous permettront de recycler les fibres de papier beaucoup plus de fois par rapport à la limite actuelle de cinq à sept fois.
Les travaux sont publiés dans la revue Cellulose .
"Grâce à nos études, nous savons maintenant à quel niveau de siccité le processus de hornification commence, déjà à une teneur en matière sèche de 20 pour cent", explique Björn Sjöstrand, professeur en génie chimique du Conseil suédois de la recherche.
"Nous savons également à quelles températures commence la hornification, déjà à des températures aussi basses que 40° C, mais les changements les plus importants sont observés à des températures supérieures à 100° C. Le solvant joue également un rôle :si l'on remplace l'eau contenue dans la pâte à papier par d'autres solvants, il réduit la cornification. Cela implique que les liaisons hydrogène qui se forment dans l'environnement aquatique contribuent à la cornification des fibres."
Les résultats de la recherche ont été présentés lors d’Ekmandagarna 2024, une conférence annuelle organisée par l’Association suédoise des ingénieurs des pâtes et papiers (SPCI). Les résultats peuvent également être consultés dans plusieurs articles scientifiques récemment publiés.
« Ce fut un grand honneur d'avoir l'opportunité de présenter nos résultats à l'Ekmandagarna de cette année, qui rassemble de nombreux participants de toute l'industrie papetière, à la fois universitaires et représentants de l'industrie. Nous espérons que cette recherche pourra contribuer à améliorer le recyclage du papier là où le les fibres peuvent être recyclées plusieurs fois », explique Sjöstrand. "De plus, ces nouvelles connaissances sur le processus de hornification peuvent conduire à une utilisation réduite de matières premières dans la fabrication du papier, car elles permettent un contrôle plus étroit des propriétés de durabilité des matériaux papetiers."
Une meilleure compréhension du processus de hornification présente de nombreux avantages. Nous espérons que la recherche pourra contribuer à de nouveaux processus de déshydratation pour l'industrie, ce qui à son tour créera davantage d'opportunités de recyclage et améliorera les propriétés des produits.
Les ingénieurs papetiers espèrent qu’il sera possible de faire circuler la fibre jusqu’à 25 fois, contre cinq à sept fois aujourd’hui. Les domaines les plus importants dans lesquels les connaissances sur la hornification peuvent être appliquées sont la pâte commerciale, la casse sèche, le recyclage, la pâte dissolvante et les applications de micro et nanocellulose.
La recherche fournit de nouvelles perspectives sur la hornification, un domaine de recherche susceptible d'offrir davantage de possibilités à l'industrie forestière de comprendre les changements dans la capacité de liaison des fibres de bois au cours du processus de déshydratation. La hornification se produit lorsque des liaisons chimiques se produisent à l'intérieur des fibres.
Cela empêche les fibres de gonfler et réduit leur flexibilité et leurs fibrilles externes. Les fibres flexibles et les fibrilles externes sont importantes pour développer des propriétés de résistance lors de la fabrication du carton et du papier.
"En utilisant moins de fibres tout en conservant le même niveau de performances mécaniques dans les produits, vous obtenez une utilisation plus optimisée des matières premières", explique Sjöstrand. "Cela signifie que les résultats de notre projet contribueront à la fois à un recyclage accru et à une utilisation plus durable des ressources."
Plus d'informations : Mozhgan Hashemzehi et al, Degrés de hornification dans la pâte kraft de résineux et de feuillus pendant le séchage à partir de différents solvants, Cellulose (2024). DOI :10.1007/s10570-023-05657-z
Fourni par le Conseil suédois de la recherche
