BLANCHIMENT DE LA PATE

Dès la fin du siècle dernier, la découverte du procédé de blanchiment au moyen du chlore, dont on est redevable à Berthollet, fut appliqué à la papeterie et permit d’employer avantageusement les chiffons de mauvaise qualité, rebutés jusqu’alors.

Avec des cordes et des toiles d’emballage on parvint à fabriquer de très beaux papiers, mais l’abus de ce procédé de blanchiment énerva bientôt la fibre des substances végétales qui constitue le papier.

Le chlore employé à l’état gazeux, et le chlorure de chaux que certains fabricants, par ignorance, ont mis en poudre dans la pile pour donner aux pâtes plus de blancheur, altérèrent la qualité du papier. Le temps signala bientôt les inconvénients de ces agents trop énergiques lorsque l’on vit ces superbes papiers jaunir, roussir, se tacher et tomber en poussière.

On dut donc recourir de préférence au chlore à l’état liquide, et surtout multiplier les lavages et les rendre plus complets.

Bien que l’emploi du chlore gazeux entraîne avec lui, comme nous venons de le voir, de nombreux inconvénients, nous devons cependant signaler son emploi et dire comment il est appliqué, car ce mode de blanchiment est encore usité dans un certain nombre de fabriques.

Blanchiment an chlore gazeux.. — Le chlore employé est produit soit par la réaction de l’acide sulfurique sur un mélange de chlorure de sodium

et de bioxyde de manganèse, soit par celle de l'acide chlorhydrique sur le même bioxyde. Chaque fabricant choisit ce qui lui conte le moins cher, suivant la localité où se trouve l’usine.

Le chlore ainsi préparé dans des bonbonnes, et après avoir barboté dans des bonbonnes laveuses où il se dépouille des traces d’acide chlorhydrique qu’il a pu entraîner, pénètre par des tubes en plomb mm (fig. 27) à la partie supérieure n de la chambre de blanchiment.

Le défilé qui sort des presses ou des essoreuses et qui a été cardé par un appareil appelé loup , est étalé sur des tablettes en bois ou en maçonnerie disposées sur quatre ou six étages. Le chlore pénétrant à la partie supérieure de la chambre

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

descend en vertu de sa densité en parcourant les tablettes les unes après les autres, et sort finalement par la partie inférieure en p pour se rendre en dernier lieu dans une caisse renfermant une nouvelle quantité de pâte à blanchir.

On peut remplacer entièrement les chambres à chlore par plusieurs caisses remplies jusqu’à 1 mètre de hauteur de défilé humide cardé.

Le défilé blanchi est retiré par une porte latérale MM'. Ce blanchiment doit être suivi d’un lavage énergique pour enlever l’excès de chlore retenu par le défilé.

Ce lavage peut se faire soit dans un laveur rotatif comme celui de M. Janhaud, soit dans une pile élaveuse. Ce laveur rotatif est représenté figures 28 et 29. Il comprend essentiellement un cylindre ou tambour M formés de liteaux en bois m réunis par deux plateaux en bois N montés sur deux axes en fer n mis en mouvement par les poulies AA'.

Le tambour est recouvert par deux toiles métalliques en laiton p, p', différentes de grosseur. L’une peut éviter toute perte de pâte en laissant l’eau entrer librement, tandis que la seconde, plus forte, soutient la première.

La porte P sert à introduire la pâte ainsi qu’à la sortir, suivant la position qu’on lui donne.

Un couloir R, suspendu au-dessus de l’appareil, laisse échapper de l’eau d’une manière uniforme; cette eau traverse les toiles métalliques, puis s’échappe après avoir baigné uniformément la pâte et l’avoir brassée et dilatée, et par suite après avoir enlevé les traces de chlore qu’elle pouvait renfermer. Cette action est facilitée par le mouvement de rotation du cylindre M.

On peut facilement déterminer par expérience le temps nécessaire pour ce lavage. Dans ce but, on se sert d’une dissolution d’iodure de potassium et d’amidon dans l’eau. Si l’on fait toucher par cette liqueur d’épreuve une pincée de la pâte à laver, on a une tache bleu foncé qui sert de comparaison.

Après une demi-heure de lavage on recommence cette épreuve, et la tache n’apparaît plus en bleu foncé mais en bleu clair. On continue à laver jusqu’à ce que la tache obtenue ne présente plus qu’une teinte lilas très pâle.

Le lavage terminé on ferme le robinet d’admission d’eau S, et l’on vide l’appareil dans un petit wagonnet T situé au-dessous. La matière est ensuite conduite à la pile raffineuse.

Trois laveurs de ce système ayant lm,80 de long sur 0m,90 de diamètre, peuvent alimenter facilement une fabrique produisant 1.000 kilogrammes de papier par jour.

Un autre épurateur ou laveur rotatif d’une construction un peu plus récente 'est représenté figure 30. Le fonctionnement est le même, mais la construction est presque entièrement métallique.

D’après M. Bourdiliat, ces appareils ont l’avantage d’isoler la pâte du contact des matières dissoutes par l’eau de lavage et de nécessiter seulement une petite quantité d’eau pour terminer l’opération.

En effet, si l’on fait usage d’une pile laveuse renfermant 120 kilogrammes d’eau et 50 kilogrammes de chiffons, on devra introduire 000 litres d’eau pour avoir 5 renouvellements. Avec le tambour rotatif, pour une même quantité de chiffons et une même dépense d’eau, on peut faire un bien plus grand nombre

de renouvellements, car la pâte retient beaucoup moins de liquide; ce dernier, en résumé, sort à un état de saturation beaucoup plus complet. La pâte est retirée f resque égouttée; on peut donc diminuer le nombre des caisses d’égouttage. En outre, le déchet est beaucoup moindre.

Fig. 30.

Nous avons dit que le chlore gazeux se préparait de deux façons, suivant les cas. Berthollet indiquait autrefois le dosage suivant :

Bioxyde de manganèse . . • •

Sel marin .

Acide sulfurique ordinaire du commerce .... ....

Eau .

Les proportions généralement adoptées aujourd’hui sont :

Bioxyde de manganèse

Sel marin .

Acide sulfurique ....

Eau . .

On voit que c’est la proportion de sel marin seul qui a augmenté. On peut aussi employer un mélange d’acides sulfurique et chlorhydrique dans les proportions suivantes :

KIL

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Bioxyde de manganèse . 10

Acide sulfurique a 66 degrés . 4

Acide chlorhydrique ordinaire . 15

Eau . 4

La réaction qui se produit est la suivante :

MnO2 + So3 IIO + IiCl =Mn0S03 +2HO + Cl.

Le chlore ainsi préparé est plus sec, la réaction se passe plus tranquillement. Sans entrer dans les détails de cette préparation, nous dirons seulement qu’il est préférable d’employer le minerai de manganèse en morceaux plutôt qu’en poudre, car l’attaque se fait plus facilement et avec plus de régularité.

Enfin, ajoutons qu’on doit prendre soin de ne pas étaler le défilé après le blanchiment sur des planches qui seraient altérées par des clous, des traits de scie, etc..., car à ces points défectueux le chlore attaquerait la cellulose, et en l’égrenant ou l’émiettant serait la cause d’impuretés amenées subséquemment dans la pâte.

En résumé, à part certains cas spéciaux que nous avons signalés, le blanchiment au chlore gazeux est inconstant, présente certains dangers; il est difficile à régler et très insalubre. On doit donc donner la préférence aux hypochlorites; mais avant d’entreprendre ce sujet, donnons quelques détails pouvant éclairer ce point spécial de notre étude, sur l’action du chlore et sur les causes du jaunissement du papier.

La fibre végétale peut absorber du chlore. Une partie de celui-ci se combine avec l’hydrogène de la fibre, pendant qu’une autre partie se substitue à l’hydrogène. La nature de la fibre n’en éprouve aucune altération; ce mode de substitution est fréquent dans la chimie organique.

On ne doit pas croire que le chlore ainsi retenu à l’état de combinaison chimique puisse être mis à découvert ou même enlevé au moyen d’un réactif ordinaire. Par l’iodure de potassium et l’amidon nous avons vu que l’on pouvait signaler la présence du chlore qui est en suspension dans la cellulose; on peut aussi l’extraire au moyen d’un agent qui le mette en liberté; mais il n’en est pas de même du chlore de substitution, qui ne peut être éliminé de cette manière.

On a essayé de déceler le chlore dans le papier tout préparé, en plongeant celui-ci dans un bain de carbonate de soude pur, en le séchant, le réduisant en cendre, puis en filtrant la lessive et en traitant le liquide par l’azotate d'argent. On avait considéré que le chlorure d'argent produit représentait la quantité de chlore contenue dans le papier. Mais on n’avait pas réfléchi que la cendre végétale renferme toujours des combinaisons chlorées, telles que chlorures de calcium et de sodium.

Une autre cause d’inexactitude de ce mode d’analyse, c’est que par suite du collage et du lavage, des combinaisons chlorées entrent dans la masse du papier.

Pour pouvoir reconnaître si la fibre a fixé du chlore à l’état de combinaison chimique pendant le blanchiment, il faut déterminer la dose de chlore dans la mi-pâte non blanchie, lavée préalablement à l’eau distillée, la blanchir dans le

même état et la laver encore dans l’eau distillée jusqu’à ce que l’iodure d’amidon ne fournisse plus d'indication, puis la dessécher complètement.

On mélange ensuite avec de la chaux et l’on brûle le tout.

Il faut ensuite dissoudre le résidu dans l’acide azotique faible bien exempt de chlore, puis ajouter de l’azotate d’argent.

Si les deux échantillons de pâte étaient pareils à l’état non blanchi, l’excédent de chlorure d’argent trouvé dans celui de la dernière expérience indiquera la quantité de chlore qui s’est combinée avec la cellulose pendant le blanchiment.

Il est au moins douteux que le chlore agisse sur la fibre d’une manière fâcheuse. Le jaunissement du papier doit être attribué à d’autres causes.

Le papier de nos ancêtres se conservait, il est vrai mieux que le nôtre, mais il ne faut pas oublier que le traitement et la manipulation de la fibre par les anciens fabricants étaient très différents de nos méthodes et de nos procédés actuels, tout au moins quant aux matières premières employées.

Jadis, on n’employait que des toiles solides qui avaient été blanchies à l’air. On ne lessivait pas leur pulpe, et l’on ne connaissait pas l’emploi du chlore.

On séparait les fibres en battant le chiffon seul. Enfin on séchait le papier dans un entonnoir à air libre. Toutes choses se faisaient lentement, posément, sans procédés violents.

De nos jours, toutes les opérations doivent s’accomplir rapidement. Ce que, dans les anciens temps, la nature par son action lente mettait des semaines à terminer, aujourd’hui, par des procédés artificiels, il faut l’obtenir en quelques heures.

Ce que jadis, avec de faibles forces on accomplissait en plusieurs jours, on l’achève à notre époque en quelques minutes par des machines puissantes.

Auparavant, la fibre était séparée en partie seulement du gluten qui l’entourait; la plus grande partie en était conservée comme une enveloppe protectrice. Ces tissus qui, sous forme de chiffons, constituent la base de nos pâtes à papier, ne sont même plus ce qu’ils étaient autrefois. Ils ont déjà souffert de traitements artificiels. Le bouillissage, les acides et même le chlore ont altéré leur cellulose; ils sont destinés à subir une seconde fois les mêmes opérations énergiques, de sorte que lé gluten, qui avait contribué à protéger la fibre, est entièrement détruit et la fibre est mise à nu.

Des expériences récentes ont été entreprises pour déterminer les causes de jaunissement et d’altération de papiers fabriqués pendant la période de 1860 à 1870. Nous en parlerons ici, bien que cela soit empiéter un peu sur l’ordre de notre sujet, car les échantillons expérimentés avaient été fabriqués avec de la pâte de bois.

Des morceaux de ces papiers, exposés presque normalement aux rayons du soleil, commençaient à montrer une certaine coloration au bout d’une heure. Dans l’obscurité, au contraire, et à la même température, aucune altération ne se manifestait.

Les mêmes papiers placés dans le vide barométrique et exposés à la lumière du soleil n’ont, après plusieurs mois, présenté aucune apparence de jaunissement. On peut en conclure que ce jaunissement est dû à une oxydation provoquée par les rayons lumineux.

ENCYCLOP. CHIAI.

ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

L’humidité favorise ;aussi beaucoup le jaunissement, mais elle n’est pas absolument indispensable.

L’intensité de la lumière, et tout particulièrement sa réfrangibilité, ont une grande influence sur le jaunissement, et ce sont surtout les rayons très réfrangibles, les rayons bleus et violets, qui agissent le plus énergiquement.

A la lumière du gaz, le jaunissement est si faible qu’on ne peut le remarquer qu’après une très longue exposition.

On peut admettre que la matière incrustante de la cellulose, dans la pâte à papier de bois, est un mélange de vaniline, de coniférine et de plusieurs espèces de gommes.

La vaniline, d’après Wiesner, provoquerait la réaction de l’élément ligneux. On la reconnaît sûrement au moyen de la phloroglucine et de l’acide chlorhydrique. La coniférine est signalée par un mélange de phénol, d’acide chlorhydrique et de chlorure de potassium ; il se produit dans ce cas surtout, à la lumière solaire, une coloration bleue intense.

A la lumière, la substance qui se colore en jaune sous l’action de l’acide chlorhydrique n’est pas détruite, mais il n'en est pas ainsi de la coniférine et de la vaniline. En outre, la teneur en amidon a diminué dans le papier jauni par la lumière.

Comme ce sont les éléments constitutifs des parois ligneuses des cellules qui provoquent le jaunissement du papier, il s’ensuit que tous les papiers qui contiennent quelques parties de tissus ligneux doivent présenter ce phénomène, et que les papiers de bois dont les fibres auront été, par des moyens chimiques, débarrassés de la « substance de bois, » en seront préservés.

Les cellules de la paille renferment cette dernière substance. Si donc le papier qui en provient n’est pas complètement blanchi, il jaunira forcément.

Les papiers fabriqués avec des fibres absolument exemptes de ligneux, comme le sont les papiers de chiffons de choix, ne sont pas sujets au jaunissement.

On peut résumer ainsi ce que nous venons de dire. La lumière du jour fortement diffuse n’a qu’une action excessivement faible, surtout dans des locaux très secs.

La lumière du gaz est presque entièrement inoffensive.

Par contre, la lumière électrique des lampes à arc et toute lumière intense qui émet des rayons très réfrangibles favorisent le jaunissement du papier.