Un bref historique et aperçu de la technologie du désencrage

La première entreprise nord-américaine à l'essayer à grande échelle a été Ontario Paper dans son usine de papier journal de Thorold, en Ontario, vers 1980. Des préoccupations concernant les sites d'enfouissement remplies de vieux journaux (ONP) a conduit la Californie à adopter une législation en 1989 exigeant un contenu en fibres recyclées de 50 % dans tout le papier journal consommé dans l'état avant l'année 2000. Plusieurs autres états ont adopté des lois similaires et, durant la deuxième moitié des années 1990, des usines de désencrage étaient construites à plusieurs endroits à travers le continent avec divers types d'équipements, dont certains fonctionnaient mieux que d'autres.

J'ai aidé une usine à essayer une idée à l’époque qui était une solution à faible coût en capital pour triturer les déchets de papier de la salle de presse (qui étaient supposées contenir peu d’encre et être libre de contaminants), en utilisant un dispersant pour aider à extraire toute encre présente. C'était une option à faible capital, mais la loi de Murphy est intervenue ; il n'y avait pas de nettoyeurs dans le procédé pour enlever les débris autres que le papier et nous nous sommes retrouvés avec des agrafes dans le papier et sur l’habillage de la machine !

Il y a deux façons d'enlever l'encre : le lavage et la flottation. Le lavage est similaire à l'élimination de la saleté des vêtements : ajoutez du savon et de l'eau, comptez sur l'hydrophobie d'une extrémité des molécules de savon pour se fixer à l'encre, puis égouttez. En théorie, cela élimine le savon avec l'encre attachée, produisant des fibres propres. Bien que ce processus fonctionne bien pour les petites particules d'encre, il ne fonctionne pas très bien pour les particules d'encre plus grosses ou bien fixées.

La deuxième façon d'enlever l'encre est par flottation. Un agent moussant est ajouté à une suspension de pâte, de l'air est injecté dans le mélange par barbotage, les particules d'encre hydrophobes se fixent aux bulles d'air, les bulles remontent à la surface, puis la mousse à la surface contenant l'encre est écumée – un processus que j'appelle « soulever et séparer ». Ce processus utilise moins d'eau et est plus efficace pour les particules d'encre de plus grande taille. La plupart des usines de désencrage utilisent aujourd'hui une combinaison de flottation et de lavage afin d'éliminer une large gamme de tailles de particules d'encre.

J'ai aidé certaines usines à démarrer et à optimiser leurs installations de désencrage dans les premières années. Le délai d'environ dix ans pour se conformer à la législation semble long, mais il a fallu autant de temps pour rechercher, piloter, concevoir, financer, construire, installer et optimiser la technologie à travers le continent, sans parler du démarrage des programmes de collecte pour développer une chaîne d'approvisionnement fiable pour le vieux papier journal.

Un autre défi consistait à trouver les bonnes choses à mesurer et à contrôler afin d'améliorer les opérations de désencrage. De nouvelles méthodes et de nouveaux instruments ont dû être développés pour mesurer les « impuretés » et les « matières collantes ». J'ai travaillé avec une usine qui a décidé, pour des raisons de sécurité, de mettre un couvercle sur le dessus de sa colonne de flottation sans trappe, et il n'y avait aucun moyen de voir si l'opération d'écumage de la mousse fonctionnait correctement. Une autre usine, pressée de démarrer, a commencé à faire fonctionner sa colonne de flottation avant que le bâtiment n'ait un toit et, pendant un orage, la pluie s’est abattue sur la mousse au sommet de la cellule, de sorte que l'opération a dû être arrêtée jusqu'à la fin de la tempête.

Aujourd'hui, la conception des usines de désencrage est assez mature et standardisée. L'accent est mis sur l'optimisation du coût, du rendement et de la qualité de la pâte désencrée. Voici quelques-unes des technologies qui ont été explorées et qui continuent d'évoluer :

Produits chimiques: de nouveaux agents de désencrage et de meilleures formulations chimiques sont en cours de développement pour améliorer l'efficacité d'élimination de l'encre tout en minimisant l'impact environnemental.
Désencrage enzymatique: des enzymes qui peuvent aider à détacher les encres et les adhésifs des fibres de papier sont utilisées, y compris les cellulases, les hémicellulases et les ligninases. Ceux-ci aident à détacher les particules d'encre des fibres et peuvent réduire le besoin d'autres produits chimiques.
Détachement mécanique de l'encre: les malaxeurs ou l'homogénéisation à haute pression pour détacher plus efficacement les particules d'encre peuvent améliorer le processus de séparation pendant le désencrage.
Réduction de l'eau: les technologies qui réduisent la consommation d'eau fraîche, telles que l'osmose inverse et l'ultrafiltration, peuvent améliorer l'efficacité énergétique en recyclant l'eau chaude.
Surveillance et automatisation numériques: l'intégration de l'IdO et de l'IA pour surveiller le processus de désencrage permet d'optimiser les paramètres opérationnels et d'améliorer le contrôle de la qualité et l'efficacité.

Bien sûr, il y a beaucoup d'autres problèmes impliqués dans la production d'une pâte recyclée, tels que la séparation des fibres de papier du recyclage à flux unique, l'élimination des contaminants (par exemple, le métal, le plastique et le verre), l'élimination des boues de désencrage, l'entretien des équipements soumis à l'abrasion des contaminants et le coût fluctuant des fibres secondaires. La gestion de tous ces problèmes ainsi que l'efficacité du désencrage constituent des défis intéressants dans la vie d'un directeur d'usine de désencrage !

Martin Fairbank a travaillé dans le domaine de la foresterie depuis plus de 35 ans, y compris de nombreuses années pour un producteur de pâtes et papier et deux ans avec Ressources Naturelles Canada. Détenteur d'un PhD en chimie et d'une expérience en amélioration de procédés, développement de produits, gestion d'énergie et de production rentable, Martin est actuellement un conseiller indépendant basé à Montréal. Il a aussi publié Resolute Roots qui relate les 200 ans d'histoire de la compagnie Produits forestiers Résolu et de ses prédécesseurs. Cette adresse e-mail est protégée contre les robots spammeurs. Vous devez activer le JavaScript pour la visualiser.