PATES CHIMIQUES PE PAILLE

Nous avons vu précédemment quelles étaient les compositions des pailles de céréales diverses au point de vue des matières ligneuses et des matières incrustantes; pour le froment qui contient 52 p. 100 de matière ligneuse ou fibreuse, la composition est la suivante :

Cellulose .

Matières grasses et gommeuses

Silice .

Chaux. Potasse. Sels divers . .

Eau. .

Le traitement chimique comporte comme opération principale un lessivage sous pression à la soude caustique. Mais ce traitement ne peut être économique si on ne revivifie pas l’alcali pour le réemployer ensuite.

Un des premier procédés mis en usage il y a vingt-cinq ans peut se résumer ainsi :

La paille passe d’abord dans une machine a couper qui la divise en petits morceaux ayant environ 20 millimètres de longueur.

On soumet ensuite la paille ainsi découpée à faction d’une meule qui sépare les fibres et broie les nœuds. En opérant ainsi, on diminue le temps nécessaire à la cuisson en pulvérisant ou à peu près une proportion considérable de la silice contenue dans la paille, ainsi que des autres matières minérales. Ces matières sont alors plus facilement dissoutes par les agents chimiques.

La paille est ensuite placée dans un appareil rempli d’eau froide que l'on amène peu à peu à l’ébullition à l'aide d’un courant de vapeur. On commence ainsi à enlever les matières colorantes solubles dans l’eau que renferme la paille.

Les eaux colorées sont écoulées, puis on ajoute une dissolution de soude caustique dans la proportion de 800 litres de dissolution pour 100 kilogrammes de paille sèche. On fait cuire le tout pendant G heures environ, et l’opération étant achevée, on lave la masse à l’eau chaude.

Une solution faible d’acide sulfurique est ajoutée à la paille ainsi traitée et l’on recuit pendant deux heures.

Enfin on verse sur les matières une dissolution de chlorure de chaux ayant servi au dernier blanchiment des matières dans une précédente opération. Cette action se prolonge pendant environ dix-huit heures.

Lorsqu’il s’agit de paille d’avoine le mode de traitement devient le suivant :

La matière est d’abord coupée au hache-paille, puis aussitôt soumise à l’action de la soude caustique dans un lessiveur rotatif divisé en deux compartiments séparés par un diaphragme percé de trous.

Chacun des compartiments de l’appareil peut renfermer 650 kilogrammes de paille hachée. On y ajoute 250 kilogrammes de soude dissoute dans une quantité d’eau suffisante pour que la liqueur marque 14 degrés à l’aréomètre.

L’appareil est fermé, puis le tout est animé d’un mouvement lent de rotation pendant environ six heures.

Durant l’opération, de la vapeur à 5 atmosphères arrive dans l’intérieur de l’appareil. En présence de la soude, et à cette température le tissu de la paille se désagrège, la cellulose se ramollit, et finalement forme de la pâte à papier.

Au sortir du lessiveur, la pâte tombe dans une cuve où elle subit un lavage à l’eau, qui a pour effet d’entraîner la soude chargée d’une grande quantité de matière colorante brune.

Les parties les plus concentrées de ces eaux de lavage sont évaporées pour récupérer la soude caustique; celles qui sont trop pauvres pour supporter les frais d’évaporation sont rejetées.

Ces lavages répétés laissent la pâte encore grise ; on la soumet pour la blanchir, à l’action d’une dissolution faible de chlorure de chaux dans des cuves en pierre. Après décoloration complète, elle subit de nouveaux lavages à l’eau, et en dernier lieu on la traite par une dissolution faible d’acide sulfurique pour enlever les dernières traces de chlorure.

La pâte blanche, et bien égouttée, est enfin soumise à l’action de broyeurs énergiques, puis elle reçoit l’encollage et subit finalement toutes les opérations de la fabrication du papier proprement dite.

On peut se rendre compte immédiatement que les deux opérations principales dans cette fabrication de la pâte de paille sont au point de vue du prix de revient le lavage de la pâte et la récupération de l’alcali. Ces deux parties de la fabrication ont été étudiées d’une façon toute spéciale par MM. Lespcrmont et Porion.

LAVEUR lÆSB’ElLUOXT

Nous avons vu que pour obtenir d’un végétal quelconque une pâte chimique propre à faire du papier blanc, il fallait traiter ce végétal par une quantité de soude ou d’alcali caustique assez grande, qui pour certains d’entre eux dépasse le poids du produit à obtenir.

L’action de l’alcali caustique favorisée par une température que l’on élève quelquefois jusqu’à 200 degrés permet aux fibres de se séparer longitudinalement, et leur rend la souplesse qu’elles n’avaient perdu que par l’effet des matières incrustantes. 11 ne reste plus alors qu’à séparer ces fibres d’avec les parties végétales rendues solubles par l’alcali, puis à les blanchir par les procédés connus.

Nous avons vu également que la liqueur noire contenant les matières incrustantes combinées à l’alcali doit être recueillie soigneusement, car il est possible d’en extraire la presque totalité de l’alcali qu’elle renferme.

Si on ne le faisait pas, ces eaux de lessivage, outre la perte importante d’alcali que l’on subirait dans ce cas, deviendraient pour le fabricant une cause de grands embarras qui serait obligé en les écoulant dans les cours d’eau d’altérer ceux-ci; la fabrication deviendrait alors une cause grave d’insalubrité.

Le laveur méthodique que nous allons décrire atteint bien le but que nous venons d’indiquer. Il extrait la totalité de la dissolution alcaline végétale, et rend la pulpe parfaitement lavée prête à recevoir l’action des agents décolorants.

Cet appareil représenté figures 123, 124, 123,126, 127 est complètement automatique, et n’emploie qu’une quantité d’eau minime, ce qui est un point important puisque le procédé le plus généralement employé pour récupérer l’alcali consiste à évaporer les liqueurs noires, dont il faut par suite réduire le plus possible la quantité à traiter.

Le nombre des tamis que l’on voit sur les figures et qui par leur réunion constitue l’ensemble de l’appareil, est variable suivant la matière à traiter, et dépend de l'énergie plus ou moins grande avec laquelle elle retient les parties dont on veut la séparer.

Pour l’application au traitement de la paille l’appareil que nous représentons comprend 13 tamis.

La pâte produite par les appareils de cuisson arrive entre le second et le quatrième tamis du laveur. Elle est relevée par les tuyaux danaïdes du troisième tamis dans lequel elle se sépare de la majeure partie de la liqueur noire qui l’accompagnait et qui passe au travers des mailles de la toile du tamis.

Au sortir du troisième tamis, la pâte rencontre l’eau de lavage provenant du cinquième tamis; elle est entraînée par cette eau, et coule avec elle vers les tuyaux danaïdes du quatrième tamis en recevant sur son parcours l’action des spatules dans les bassins intermédiaires.

La pâte ainsi mélangée est remontée par les danaïdes du quatrième tamis, se sépare dans ce dernier de l’eau qu’elle avait reçue au sortir du troisième tamis qui tombe dans le courant formé par l'eau venant du sixième tamis.

Elle coule alors vers le cinquième tamis, se sépare dans ce dernier de l’eau qui la tient en suspension, et continue ainsi en passant alternativement aux tamis de droite et de gauche jusqu’au point où elle tombe du douzième tamis.

En cet endroit, la pâte reçoit l’eau propre et généralement chaude destinée au lavage, qui achève de la rincer complètement et qui en est séparée dans le treizième tamis.

Elle quitte enfin ce dernier, parfaitement propre, après avoir reçu dix fois l’action successive de l’eau de lavage; elle est alors en état d’être soumise aux agents décolorants.

Quanta l’eau de lavage introduite à la sortie du douzième tamis, elle suit le même chemin que la pâte, mais en sens inverse, et recueille successivement dans son parcours la pâte tombant de chacun des tamis, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 3, 4, 3, dontclleest séparée peu après et successivement aussi par chacun desdits tamis.

Le passage de l’eau de lavage se fait d’un tamis à l’autre par les caniveaux latéraux, lesquels sont garnis de sablières, retenant le sable détaché de la pâte par l’eau de lavage.

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ENCYCLOPÉDIE CHIMIQUE

L’eau de lavage, chargée des matières solubles qu’elle a recueillies dans son parcours, et séparée de la pâte par le quatrième lamis coule au travers des caniveaux latéraux, vers les danaïdes du second tamis qui la relèvent et la livrent à ce tamis recouvert d’une toile très fine, à laquelle elle abandonne les fibres qu’elle a pu entraîner.

Le deuxième tamis remplit ainsi l’office de ramasse-pâte; il ne laisse perdre que les fibres et poussières trop ténues pour être converties en papier, et que les toiles métalliques employées pour les lavages dans les piles blanchisseuses ne peuvent retenir.

Le premier tamis remplit le même office à l’égard de l’eau noire que la pâte abandonne à son passage au troisième tamis.

Le travail de ce laveur méthodique continu, se résume donc à produire deux courants inverses, l’un d’eau de lavage, l’autre de pâte à laver, dans le parcours desquels la pâte reçoit successivement dix fois l’action de l’eau de lavage de plus en plus propre, tandis que l’eau de lavage agit dix fois et successivement sur de la pâte de plus en plus chargée de liqueur noire.

Ce qui caractérise ce laveur et assure sa bonne marche, c’est qu’aucune parcelle de la pâte ne peut être soustraite à un seul des dix lavages que nous avons mentionnés, comme aussi, aucune goutte de l’eau de lavage ne peut traverser l’appareil sans avoir agi dix fois sur la pâte à laver. Ces résultats sont obtenus à l'aide d’un mécanisme fort simple, sans soupapes ni parties susceptibles de s’user ou de se déranger, et ne nécessitant qu’une puissance motrice relativement faible.

Les flèches et les lettres suivantes de la figure 124 indiquent bien le sens de la marche des diverses eaux.

mm Eaux noires arrivant avec la pâte.

n n Pâte noire arrivant des lessiveurs. o o Eaux de délayage, p p Eaux de lavage.

r v Pâte extraite des eaux de lavage, s s Pâte extraite des eaux noires fortes.

La pâte sortant du laveur retient à peine un demi pour cent de la quantité d’alcali employée au lessivage.

La liqueur noire extraite par le laveur méthodique continu est envoyée aux appareils destinés à régénérer la soude qu’elle contient. Un des bons systèmes employés dans ce but est le four Porion.

Des expériences assez concluantes ont été faites sur le fonctionnement du laveur Lespermont.

On s’est proposé dans ces expériences de déterminer d’une part qu’elle était la concentration progressive de 1 alcali dans l’eau de lavage depuis sa sortie du treizième tamis jusqu à sa sortie du quatrième, et d’autre part l’appauvrissement progressif correspondant de l’alcali dans la pâte, depuis sa sortie du troisième tamis jusqu'à sa sortie du treizième.

Dans ces essais; on a pris à chaque tamis la liqueur telle qu’elle tombait du

tamis, et la pâte telle qu’elle arrivait à l’extrémité de sortie de chacun des tamis, c’est-à-dire non égouttée et renfermant une quantité d’eau variant entre 10 et 12 fois le poids de la pâte sèche.

L’échantillon d’eau de lavage pris à chaque tamis a été évaporé jusqu’à siccité, puis calciné et repris par l’eau distillée. C’est dans cette liqueur filtrée qu’a été dosée la quantité d’alcali.

Les échantillons de pâtes prélevés à chacun des tamis ont été desséchés, puis pesés et incinérés. La différence entre les poids après dessiccation et après incinération a donné celui de la cellulose ou de pâte sèche et pure, correspondant à l'alcali dosé ensuite dans la cendre provenant de l’incinération.

Les résultats de ces expériences sont consignés dans le tableau suivant :