Cellulase pour la pâte et le papier — modification des fibres, amélioration de l'égouttage et traitement des fibres recyclées

Améliorez l'égouttabilité de la pâte, réduisez l'énergie de raffinage et améliorez la qualité des fibres recyclées grâce à un traitement ciblé à la cellulase dans la préparation de pâte et sur machine à papier.

Short answer

Dans la pâte et le papier, la cellulase est un outil de modification de surface, pas un outil de destruction de fibres. Une hydrolyse maîtrisée de la couche externe de la fibre augmente le taux d'égouttage, réduit l'énergie de raffinage nécessaire pour atteindre l'indice d'égouttage cible, et fait mieux tourner la fibre recyclée sur la machine — avec un maintien de résistance mesuré par rapport à un témoin non traité à chaque étape.

L'enzyme cellulase est utilisée depuis des décennies dans la fabrication de pâte et papier, non comme un agent destructeur de fibres, mais comme un outil de précision pour une modification de surface des fibres maîtrisée, qui améliore des paramètres clés de performance papetière. Les applications couvrent trois domaines de création de valeur distincts : l'amélioration de l'égouttabilité dans la pâte chimique, la réduction de l'énergie de raffinage dans le traitement de la pâte mécanique, et l'amélioration de la qualité des fibres recyclées dans les opérations de recyclage du papier. Dans les trois cas, le mécanisme est le même — hydrolyse ciblée de la couche de cellulose la plus externe à la surface des fibres et aux points de liaison fibre-à-fibre — mais le résultat diffère selon l'application. Dans les opérations de pâte kraft blanchie (BKP), le traitement à la cellulase de la pâte avant ou pendant le raffinage modifie la surface des fibres pour améliorer le taux d'égouttage (égouttabilité Schopper-Riegler) sans perte équivalente de résistance à la traction. Cela permet aux machines à papier de fonctionner à des vitesses plus élevées ou avec des grammages plus élevés sans problème de formation, et peut partiellement se substituer à un raffinage mécanique gourmand en énergie. Dans le traitement des fibres recyclées, la pâte de vieux papiers contient une proportion de fines — de très courts fragments de fibres — qui réduisent l'égouttage et posent problème dans la chimie de la partie humide de la machine à papier. Le traitement à la cellulase modifie sélectivement la surface de ces fines et élimine partiellement les fragments ultra-courts les plus problématiques, améliorant le taux d'égouttage et réduisant l'énergie de raffinage nécessaire pour fibriller la fibre recyclée jusqu'à l'indice d'égouttage cible. Dans le papier journal et le tissue à base de fibres recyclées, le traitement à la cellulase au stade de la préparation de pâte peut améliorer la vitesse machine, réduire l'usure de la toile et abaisser la consommation d'énergie de 5–15 % par tonne de pâte traitée. L'enzyme cellulase pour la pâte et le papier s'utilise à pH 4,5–6,0 et 45–60°C, avec un dosage établi par usine selon le débit de pâte sèche et un temps de contact de 30 à 120 minutes avant que la pâte ne rejoigne la machine à papier ou l'étape de raffinage. Pour les ingénieurs de process et les équipes achats des usines, les indicateurs de performance clés sont l'amélioration de l'égouttage (augmentation de l'indice d'égouttage en mL CSF ou en unités SR), le maintien de la résistance (indice de traction en pourcentage par rapport à un témoin non traité), et les économies d'énergie de raffinage (kWh/tonne) validées à l'échelle du banc d'essai ou pilote avant mise en œuvre en production.

Updated 2026-07-31 · cellulase

Applications

Amélioration de l'égouttabilité de la pâte kraft blanchie avant machine à papier

La pâte kraft blanchie ayant subi un raffinage excessif ou un endommagement en cours de process peut présenter un taux d'égouttage faible, causant des problèmes de rétention en partie humide et des limitations de vitesse sur la machine à papier. L'enzyme cellulase à la dose spécifique à l'usine, pH 5,0–5,5, 50–55°C, pendant 30–60 minutes améliore le taux d'égouttage CSF de 50 à 150 mL sans perte équivalente de résistance à la traction, permettant à la machine à papier de fonctionner à vitesse plus élevée ou avec une variation de grammage réduite. Le traitement est appliqué dans le cuvier de machine ou la cuve de dilution de pâte avant la caisse de tête de la machine à papier.

Amélioration de l'égouttabilité des fibres recyclées dans le carton ondulé et le papier journal

La pâte de fibres recyclées issue de vieux cartons ondulés (OCC) et de déchets de bureau mélangés (MOW) contient des fibres à égouttage lent, hornifiées, et des fines accumulées qui réduisent le taux d'égouttage et exigent un raffinage énergivore pour atteindre l'indice d'égouttage cible. L'enzyme cellulase à la dose spécifique à l'usine, pH 4,5–5,5, 50–55°C, pendant 45–90 minutes améliore l'égouttage CSF de 100 à 200 mL par rapport à un témoin non traité, réduisant l'énergie de raffinage nécessaire pour atteindre l'indice d'égouttage cible de 15 à 25 % et améliorant la performance en partie humide de la machine à papier dans la production de carton ondulé et de papier journal à base de fibres recyclées.

Réduction de l'énergie de raffinage de la pâte mécanique

La production de pâte mécanique — pâte thermomécanique (TMP) et pâte chimico-thermomécanique (CTMP) — est fortement énergivore, nécessitant 1 500 à 3 000 kWh/tonne en raffinage. Le prétraitement à la cellulase des copeaux de bois ou de la pâte mécanique brute à pH 4,5–5,5 et 50–60°C pendant 60–120 minutes assouplit partiellement la structure de la paroi cellulaire des fibres, réduisant l'énergie mécanique nécessaire à la séparation et à la fibrillation des fibres dans le raffineur. Des économies d'énergie de 5 à 15 % par tonne ont été démontrées à l'échelle du banc d'essai ; les résultats à l'échelle industrielle dépendent de l'essence de bois, de la conception du raffineur et de la qualité de pâte visée.

Amélioration du désencrage et de la qualité des fibres recyclées pour le tissue et le papier d'impression

Dans le désencrage de vieux papiers pour la production de tissue et de fibres recyclées de qualité impression, les particules d'encre résiduelles attachées à la surface des fibres et piégées dans le réseau fibreux réduisent la blancheur et provoquent des variations de qualité dans le tissue et le papier finis. Le traitement à la cellulase à la dose spécifique à l'usine, pendant ou après le désencrage par flottation, à pH 5,0–5,5 et 50°C pendant 30–60 minutes, modifie sélectivement la surface des fibres pour aider à libérer les particules d'encre résiduelles et améliorer l'efficacité de la flottation, contribuant à l'amélioration de la blancheur et de la qualité des fibres dans le tissue produit à partir de pâte désencrée.

Spécifications produit

Paramètre	Valeur
Plage d'activité	Plusieurs qualités (poudre et liquide)
pH optimal	4,0 – 6,0
Température optimale	45°C – 60°C
Forme	Poudre ou liquide brun clair à brun
Durée de conservation	12 mois (endroit scellé, frais et sec)
Conditionnement	Fûts de 25 kg (poudre) / bidons de 30 kg (liquide)

Questions fréquentes

Comment l'enzyme cellulase améliore-t-elle l'égouttabilité sans réduire la résistance du papier ?

La clé de l'effet bénéfique de la cellulase sur l'égouttabilité sans perte de résistance réside dans son action sélective sur les microfibrilles de cellulose les plus exposées à la surface des fibres et sur les fragments de fibres ultra-fins (fines) qui contribuent le plus à la résistance à l'égouttage. En modifiant la surface des fibres gonflées et fibrillées et en dégradant partiellement les fines les plus pénalisantes pour l'égouttage, la cellulase réduit la résistance spécifique de filtration du réseau fibreux sans hydrolyser le corps principal de la fibre qui fournit la résistance à la traction et au déchirement. Le contrôle critique est la dose — une dose trop faible n'apporte pas d'amélioration suffisante de l'égouttage ; une dose trop élevée commence à attaquer le corps de la fibre, réduisant la résistance. La fenêtre de dosage pratique où l'égouttage s'améliore sans perte de résistance significative est validée à l'échelle du banc d'essai avant mise en œuvre en production.

Quelles économies d'énergie de raffinage peut-on attendre d'un traitement à la cellulase ?

Les économies d'énergie rapportées suite à un prétraitement à la cellulase dans le raffinage de pâte varient selon l'application. Pour l'amélioration de l'égouttabilité des fibres recyclées dans le carton ondulé, le bénéfice énergétique indirect lié à la réduction du raffinage nécessaire pour atteindre l'indice d'égouttage cible est typiquement de 15 à 25 % de l'énergie électrique de raffinage pour cette fraction de pâte. Pour la pâte mécanique avec prétraitement enzymatique, des économies directes d'énergie de raffinage de 5 à 15 % par tonne ont été rapportées dans des études à l'échelle du banc d'essai, avec des résultats à l'échelle industrielle allant de modestes à significatifs selon l'essence de bois, la qualité de pâte cible et la configuration du raffineur. Une validation à l'échelle usine avec un programme pilote défini est recommandée avant de s'engager dans un approvisionnement enzymatique à l'échelle production sur la base de calculs d'économies d'énergie.

Comment l'enzyme cellulase est-elle appliquée dans une usine papetière ? Est-elle compatible avec la chimie de partie humide ?

L'enzyme cellulase pour la pâte et le papier est généralement appliquée sous forme de solution aqueuse diluée ajoutée à la pâte dans le cuvier de machine, le cuvier de mélange, ou une cuve de prétraitement dédiée avant la machine à papier. Le contact enzymatique est géré à pH 4,5–5,5 et 45–55°C pendant 30 à 120 minutes avant que la pâte ne poursuive son parcours. Après le temps de contact du traitement, l'enzyme est diluée et largement inactivée par la chimie de rétention alcaline et la gestion thermique de la machine à papier. La cellulase est généralement compatible avec la chimie de partie humide standard — amidon, agents de rétention et agents de collage — mais la compatibilité spécifique doit être vérifiée auprès du fournisseur de chimie de partie humide de l'usine. Éviter d'ajouter la cellulase simultanément avec des polymères cationiques forts susceptibles de lier et d'inactiver l'enzyme.

Quelle qualité d'activité de cellulase convient aux applications pâte et papier ?

Le choix de la qualité d'activité pour la pâte et le papier dépend de l'application cible et du temps de contact disponible. Pour l'amélioration de l'égouttabilité avec 30 à 60 minutes de contact, une qualité à concentration plus élevée délivre la dose cible avec une masse d'enzyme relativement faible ajoutée à la pâte — important pour minimiser l'ajout de protéine enzymatique à la composition fibreuse. Pour les applications à temps de contact plus longs (60 à 120 minutes dans une cuve de prétraitement), une qualité à concentration plus faible, à dose massique proportionnellement plus élevée, est également efficace. La recommandation pratique est de spécifier en fonction de la dose cible par tonne de pâte sèche et du temps de contact disponible, puis de sélectionner la qualité d'activité enzymatique qui délivre cette dose dans un volume d'ajout liquide pratique pour le système de dosage de l'usine.

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