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          Last update : March 22, 2013
Simultaneous production of bleached cellulose fibers and polyxylosides alkyl through a biorefinery paper

Production simultanée de fibres cellulosiques blanchies et de polyxylosides d'alkyle dans le cadre d'une bioraffinerie papetière


Marion Sanglard

Grenoble INP-Pagora


PhD thesis defended on January 11, 2013
Thèse soutenue le 11 Janvier 2013

LGP2

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Abstract

   


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This project aims at converting a Kraft pulp mill into a biorefinery by removing hemicelluloses from Hardwood in order to convert them into surface-active agents, namely alkylpolyxylosides, while high quality bleached pulps must still be obtained.

Industrial Eucalyptus globulus woodchips were submitted to different autohydrolysis conditions so as to extract a substantial amount of hemicelluloses, composed mainly of xylose. The prehydrolysis liquors were purified with activated charcoal and concentrated. Then the extracted saccharides were successfully used to synthesise alkylpolyglycosides. These surfactants have a saccharide as their hydrophilic part, while their lipophilic part is a fatty alcohol. Moreover, the impact on the glycosylation reaction of the saccharides' concentration and of the other species found in the prehydrolysates was studied.

In parallel, the pretreated woodchips were much easier to delignify using Kraft cooking than the control ones. This allowed the use of soda-anthraquinone cooking at reduced alcali and temperature. The resulting pulps had lower lignin and hexenuronic acid content than the pulps from untreated wood, with higher DPv and brightness. The pulps from prehydrolysed wood reacted as well as the control pulps to oxygen delignification. All pulps were fully bleached to a 90% ISO brightness through an ODEPD sequence.

Résumé

Ce projet s'inscrit dans le cadre d'une bioraffinerie lignocellulosique dont le but est d'extraire les hémicelluloses de bois de feuillus afin de les valoriser en tensioactifs, sans compromettre la qualité des fibres cellulosiques blanchies obtenues en parallèle.

Des copeaux industriels d'Eucalyptus globulus ont été soumis à des autohydrolyses dans des conditions variées afin de retirer une partie des hémicelluloses, composées principalement de xylose, qui se retrouvent dissoutes dans l'hydrolysat. Les saccharides extraits ont été utilisés avec succès pour synthétiser des polyglycosides d'alkyle : composés tensioactifs dont la partie hydrophile est un saccharide et la partie lipophile est un alcool gras. Pour cela, les liqueurs d'autohydrolyse ont été purifiées par un traitement au charbon actif puis concentrées. L'impact sur la glycosylation de la concentration en saccharides ainsi que des autres composés présents dans l'hydrolysat a également été étudié.

Par ailleurs, le bois autohydrolysé s'est avéré très facile à délignifier par une cuisson Kraft. Ainsi, des cuissons de type soude-anthraquinone à alcali et température réduits ont pu être mises en œuvre pour donner des pâtes plus pauvres en lignine et en acide hexenuronique que les pâtes de bois non prétraité, avec des DPv et des blancheurs supérieurs. L'aptitude à la délignification à l'oxygène de ces pâtes est équivalente à celle des pâtes de bois témoin, et une blancheur finale de 90% ISO a pu être atteinte par une séquence ODEPD quelle que soit l'origine des pâtes.

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