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Title:
METHOD FOR THE TREATMENT OF PAPER PULP AND ENZYMATIC AQUEOUS PREPARATION FOR CARRYING OUT SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1995/007385
Kind Code:
A1
Abstract:
Method for the treatment of paper pulp consisting of lignocellulosic materials in an aqueous medium to eliminate or restrict the reactivity of organic compounds derived from resins (pitch). The method consists in mixing talc and a lipase (or an esterase) with the paper pulp in conditions which ensure the adsorption of the lipase (or esterase) on the talc. In particular, a lipase and talc-containing aqueous mixture can be prepared beforehand and then added to the paper pulp. The enzyme and talc acting in synergy significantly improves the talc's effectiveness in removing pitch.

Inventors:
ARSEGUEL DIDIER (FR)
BAEZA RICHARD (FR)
DELORD PATRICK (FR)
BABOULENE MICHEL (FR)
Application Number:
PCT/FR1994/001052
Publication Date:
March 16, 1995
Filing Date:
September 07, 1994
Export Citation:
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Assignee:
TALC DE LUZENAC (FR)
ARSEGUEL DIDIER (FR)
BAEZA RICHARD (FR)
DELORD PATRICK (FR)
BABOULENE MICHEL (FR)
International Classes:
C12N11/14; D21C5/00; D21C9/08; (IPC1-7): D21C5/00; D21C9/08
Foreign References:
FR2676043A11992-11-06
FR2647807A11990-12-07
Other References:
K. GIBSON: "Applications of lipase enzymes in mechanical pulp production.", TAPPI PROCEEDINGS PULPING CONFERENCE 1991, November 1991 (1991-11-01), ATLANTA (US), pages 775 - 780
DATABASE WPI Section Ch Week 9125, Derwent World Patents Index; Class F09, AN 91-183328
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'une pâte à papier constituée de matières lignocellulosiques en milieu aqueux en vue de supprimer ou limiter la réactivité des composés organiques issus des résines, désignés par le terme papetier "pitch", caractérisé en ce qu'on mélange à la pâte à papier du talc et une enzyme de la classe des hydrolases capable d'hydrolyser la fonction ester, en particulier lipase ou esterase, dans des conditions propres à assurer l'adsorption de l'hydrolase sur le talc, la proportion pondérale d1hydrolase par rapport au talc étant supérieure à 1,5 % et inférieure au seuil de saturation de la surface du talc par l'hydrolase.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que : on confectionne préalablement une préparation aqueuse enzymatique, en mélangeant dans de l'eau l'hydrolase et le talc, on mélange ladite préparation enzymatique à la pâte à papier en quantité telle que la proportion pondérale de talc par rapport au poids sec de pâte soit sensiblement comprise entre 0,5 % et 6 %.
3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'on confectionne la préparation aqueuse enzymatique en mélangeant au plus 10 % en poids d'hydrolase par rapport au talc.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on confectionne la préparation aqueuse enzymatique en mélangeant entre 2 % et 5 % en poids d'hydrolase par rapport au talc.
5. Procédé selon l'une des revendications.
6. 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on confectionne la préparation aqueuse enzymatique de façon que la teneur en solide de ladite préparation soit comprise entre 25 g/1 et 1 300 g/1.
7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel on réalise préalablement un mélange à sec d'une préparation solide d'hydrolase et de talc dans les proportions pondérales prédéfinies, et l'on disperse ce mélange dans de l'eau en vue d'obtenir la préparation aqueuse enzymatique destinée à être ensuite mélangée à la pâte à papier. 7/ Procédé selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel on mélange d'abord l'hydrolase dans de l'eau, puis on ajoute sous agitation le talc dans les proportions prédéfinies en vue d'obtenir la préparation aqueuse enzymatique destinée à être ensuite mélangée à la pâte à papier.
8. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on mélange séparément le talc et l'hydrolase à la pâte à papier selon la séquence suivante : d'abord introduction du talc, agitation, et introduction immédiate de l'hydrolase.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel on utilise comme enzyme de la "Resinase" fabriquée par la Société "Novo Nordisk".
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel on utilise un talc de diamètre équivalent sphérique moyen D50 inférieur ou égal à 10 microns.
11. Procédé selon 1 ' une des revendications 1 à 10 pour traiter une pâte à papier mécanique, thermomécanique, chimicothermomecanique, ou une pâte à papier chimique ou michimique traitée au bisulfite, dans lequel le talc et l'enzyme sont mélangés à la pâte à papier après défibrage et avant blanchiment.
12. Préparation aqueuse enzymatique destinée à être mélangée à une pâte à papier, caractérisée en ce qu'elle comprend, mélangée à de l'eau, une lipase ou esterase et du talc en proportions pondérales comprises entre 2 % et 5 % d'enzyme par rapport au talc, ladite enzyme étant adsorbée sur le talc.
Description:
PROCEDE DE TRAITEMENT DE PATE A PAPIER ET PREPARATION AQUEUSE ENZYMATIQUE POUR SA MISE EN OEUVRE

L'invention concerne un procédé de traitement d'une pâte à papier en vue de supprimer ou limiter la réactivité des composés organiques issus des résines des matières ligno-cellulosigues, composés extractibles par solvants organiques généralement désignés par les termes papetiers "pitch" ou "poix". On ' sait que les composés résineux du bois

("pitch") conduisent dans les procédés de fabrication de la pâte à papier et du papier à des dépôts très collants qui s'accumulent dans les installations et les circuits et engendrent de graves problèmes de fabrication ainsi que des baisses de qualité des papiers obtenus. Ces problèmes peuvent être partiellement résolus en faisant préalablement subir au bois des stockages à l'air libre ("seasoning") qui réduisent les teneurs de résine et entraînent des modifications des composés résiduels. Toutefois, le "seasoning" ne permet de résoudre que partiellement les problèmes de "pitch" ; de plus, ce procédé est long, exige d'importantes surfaces de stockage et conduit à une dégradation de certains composés cellulosiques, causes d'un abaissement ultérieur de la qualité du papier. Pour compléter l'effet du "seasoning", il existe divers agents, dits agents "antipitch" (ou de "pitch control") qui réalisent soit une transformation des composés constituant le "pitch", soit un enrobage de ceux- ci en vue d'en limiter les effets. Essentiellement, quatre grandes familles d'agents "antipitch" sont actuellement connues : des composés minéraux tels que talc ou bentonite, des agents chimiques tels que tensioactifs, é ulsifiants, des composés métalliques hydrosolubles tels que organotitanes ou sels d'aluminium, et les lipases. Le talc est le composé le plus utilisé en raison de son faible coût et de son efficacité satisfaisante à condition de prévoir une granulométrie fine (talc micronisé de diamètre équivalent sphérique moyen D50

compris entre 1,5 et 3,5 microns) ; on pourra se reporter à la publication suivante qui décrit cet effet "antipitch" du talc : M. DOUEK, L.H. ALLEN, "Some aspects of pitch control with talc in unbleached kraft pulps", Journ. Pulp and Paper Se. Vol 17 n° 5 (1991) P. 171-177. Toutefois, le talc ne peut se substituer au "seasoning" dont il complète seulement les effets.

Par ailleurs, certains auteurs ont proposé d'utiliser les lipases comme agent "antipitch". On pourra se reporter au brevet européen n° 0.374.700, à la publication "Y. Irie et al., Enzy atic pitch control in papermaking, TAPPI Proceeding 1990 Paper akers Conférence P. 1-10, à la publication "K. Gibson, Application of lipase enzymes in mechanical pulp production TAPPI 1991 Pulping Conférence P. 755 à 786", et à la publication "Y. Fujita et al., Récent advances in enzymatic pitch control, TAPPI Journ., Avril 1992, P. 117-122. Toutefois, ces enzymes sont très peu utilisées dans ce type d'application en raison du mauvais rapport efficacité/coût (les enzymes étant très onéreuses). De plus, selon une étude récente, les lipases présentent une forte tendance à s' adsorber sur les fibres ligno-cellulosiques et à perdre de ce fait leur capacité à réagir sur les particules de "pitch" du milieu (K. Fischer et K. Messner, Adsorption of lipase on pulp fibers during biological pitch control in paper industry, Enzyme Microb. Tech. 1992, Vol. 14, P. 470-473). Il est à noter que la deuxième publication sus-évoquée (Y. Irie et al) indique que le traitement enzymatique est compatible avec un traitement classique aux sels d'aluminium et avec un traitement classique au talc "sans aucun trouble" et que ce dernier traitement peut alors être effectué avec un taux de talc inférieur ; aucune information spécifique sur la mise en oeuvre des traitements aux sels d'aluminium et au talc n'est fournie dans cette publication, ces traitements paraissant être effectués de façon indépendante par rapport au traitement enzymatique.

La présente invention vise à améliorer de façon très significative l'efficacité "antipitch" du talc

en vue de limiter les effets résiduels du "pitch".

Une des conséquences de cette efficacité accrue du talc réside dans la possibilité de supprimer au moins partiellement le "seasoning" et ses inconvénients. Le procédé conforme à 1 ' invention pour traiter une pâte à papier constituée de matières ligno- cellulosiques en milieu aqueux en vue de supprimer ou limiter la réactivité des composés organiques ("pitch") se caractérise en ce qu'on mélange à la pâte à papier du talc et une enzyme de la classe des hydrolases capable d'hydrolyser la fonction ester, en particulier lipase ou esterase, dans des conditions propres à assurer 1' adsorption de l'hydrolase sur le talc, la proportion pondérale d'hydrolase par rapport au talc étant supérieure à 1 , 5 % et inférieure au seuil de saturation de la surface du talc par l'hydrolase (par seuil de saturation, on entend la proportion pondérale d'enzyme à partir de laquelle la totalité de la surface du talc est recouverte).

On entend par "talc" soit le minéral silicate de magnésium hydraté, soit le minéral chlorite (silicate de magnésium et d'aluminium hydraté), soit un mélange des deux, associé le cas échéant à d'autre minéraux (dolomite, ...), soit encore, une substance issue du talc et présentant des propriétés analogues à celui-ci (telle que talc calciné obtenu par traitement thermique du talc ou talc ayant subi des traitements de surface).

Selon un mode de mise en oeuvre particulièrement avantageux :

- on confectionne préalablement une préparation aqueuse enzymatique, en mélangeant dans de l'eau l'hydrolase et le talc en proportion pondérale telle que sus-définie,

- on mélange ladite préparation enzymatique à la pâte à papier en quantité telle que la proportion pondérale de talc par rapport au poids sec de pâte soit sensiblement comprise entre 0,5 % et 6 %.

Il est également possible de mélanger d'abord le talc à la pâte à papier, d'agiter le mélange et

d'introduire immédiatement la proportion d'enzyme prédéfinie de façon que celle-ci vienne s' adsorber sur le talc in situ. Toutefois, sur le plan industriel, le premier mode de mise en oeuvre (préparation préalable du mélange talc/enzyme) est préférentiel, car il assure une meilleure homogénéité du mélange talc/enzyme et une meilleure adsorption de l'enzyme sur le talc.

L'invention est fondée sur le phénomène remarquable de synergie qui a pu être mis en évidence en milieu aqueux entre talc et hydrolase lorsque ces composés sont mélangés dans les proportions sus-définies de façon à permettre une adsorption de l'enzyme sur le talc (préparation préalable du mélange ou introduction quasi- simultanée du talc et de l'enzyme). Les expérimentations ont en effet permis de constater que l'efficacité "antipitch" de la combinaison talc/enzyme dans laquelle l'enzyme est adsorbée sur le talc est notablement supérieure à la simple addition des activités du talc et de l'enzyme. Cette simple addition des activités a été mise en évidence en ajoutant séparément dans la pâte à papier l'enzyme et le talc selon la séquence suivante : ajout de l'enzyme, mélange, puis ajout du talc, cette séquence conduisant à une adsorption de l'enzyme sur la pâte à papier et donc à l'activité habituelle de celle-ci. Il convient de souligner que cet effet de synergie n'est pas significativement observé en-deça d'une proportion de l'ordre de 1,5 % d'enzyme par rapport au talc et au-delà du seuil de saturation de la surface du talc par l'enzyme. Pour les talcs de type courant, ce seuil de saturation est d'environ 10 %. Une explication de ces phénomènes semble être la suivante : lorsqu'elle est introduite en même temps que le talc, l'enzyme s 'adsorbe sur celui-ci qui sert de véhicule à celle-ci, mais dans la plage de proportion prédéfinie, le talc garde une activité propre grâce à ses surfaces non recouvertes d'enzymes. Au-delà du seuil de saturation, le talc est entièrement recouvert d'enzyme et n'a plus d'activité propre : il ne sert plus alors que de support à l'enzyme, de sorte que l'efficacité du mélange

chute en raison de la disparition de l'effet de synergie. De plus, l'enzyme produit, en dégradant le pitch, des sous- produits tels que des acides gras, qui sont immédiatement adsorbés sur le talc présent, évitant ainsi une nouvelle formation de pitch.

Il faut noter que l'effet de synergie est obtenu avec une proportion très minoritaire d'enzyme par rapport au talc de sorte que, malgré le coût élevé de l'enzyme (lipase en particulier), le procédé de l'invention présente un bilan économique très favorable, et ce d'autant plus qu'il permet de réduire les durées de "seasoning".

Les expérimentations ont également montré qu'il était très avantageux de fabriquer préalablement la préparation aqueuse enzymatique, puis de mélanger celle-ci à la pâte à papier. Si l'on mélange préalablement à la pâte à papier le talc puis l'hydrolase, il est plus difficile de garantir une adsorption totale de l'enzyme sur le talc, et on constate parfois un effet de synergie amoindri, vraisemblablement en raison d'une certaine adsorption de l'enzyme sur les fibres cellulosiques qui limite la formation des particules actives talc/enzyme. Si l'on mélange à la pâte, d'abord l'enzyme, puis le talc, l'effet de synergie disparaît en raison d'une très forte adsorption de l'enzyme sur les fibres cellulosiques. De plus, les sous-produits de dégradation se déposent, reformant du pitch.

La préparation aqueuse enzymatique précitée peut être obtenue en mélangeant, d'abord, l'hydrolase dans de l'eau, puis en ajoutant sous agitation le talc dans les proportions prédéfinies, le talc étant mélangé sous forme de poudre ou de suspension aqueuse. La préparation peut ensuite être mélangée à la pâte à papier au terme d'une période d' adsorption de l'enzyme sur le talc (de l'ordre de quelques minutes à une ou deux heures). Il est également possible de réaliser préalablement un mélange à sec d'une préparation solide d'hydrolase et de talc dans les proportions pondérales prédéfinies et de disperser ensuite ce mélange dans de l'eau en vue d'obtenir la préparation

aqueuse enzymatique destinée à être ensuite mélangée à la pâte à papier.

Il convient de noter que, dans un secteur très éloigné (synthèse organique en chimie fine), il a déjà été proposé dans le brevet FR 2.647.807 de combiner talc et enzyme pour réaliser des catalyseurs enzy atiques en milieu organique. Toutefois, une telle combinaison dans un secteur très différent ne fournit aucun enseignement à l'homme du métier papetier pour résoudre les problèmes "antipitch" en milieux aqueux (sans rapport avec les milieux organiques) ; de plus, la proportion pondérale d'enzyme par rapport au talc qui est proposée dans ce brevet est de 20 %, c'est-à- dire bien supérieure à la limite de synergie du procédé de l'invention. De plus, ce brevet préconise de supprimer totalement l'eau du mélange talc/enzyme, ce qui est contraire au procédé de l'invention (où le mélange doit être utilisé en milieu aqueux).

Le procédé de l'invention peut notamment être mis en oeuvre au moyen de lipase du type "Résinase" (marque déposée) fabriquée par la Société "Novo Nordisk" .

La proportion pondérale optimale d'hydrolase, notamment lipase, par rapport au talc paraît être comprise entre 2 % et 5 %. La teneur en solide de la préparation aqueuse enzymatique est avantageusement ajustée à une valeur comprise entre 25 g/1 et 1 300 g/1.

Le talc utilisé peut être un talc icronisé ou un talc présentant une granulométrie plus élevée ; en pratique, on pourra utiliser un talc de diamètre équivalent sphérique moyen D50 inférieur ou égal à 10 microns. Le procédé de l'invention est applicable pour traiter toute pâte à papier susceptible de soulever des problèmes de "pitch" ("pitch" naturel ou synthétique), en particulier pâtes à papier mécaniques (mécaniques de meule, de meule sous pression, de copeaux, ...), pâtes à papier thermomécaniques, pâtes à papier chimicothermornécaniques, ou encore pâtes à papier chimiques ou mi-chimiques traitées au bisulfite. De préférence, le talc et la lipase sont mélangés à la pâte à papier après

défibrage et avant blanchiment.

L'invention vise, en tant que produit nouveau, une préparation aqueuse enzymatique, destinée à être mélangée à la pâte à papier ; cette préparation se caractérisé en ce qu'elle comprend, mélangée à de l'eau, une hydrolase, notamment lipase ou esterase, et du talc en proportion pondérale comprise entre 2 % et 5 % d' hydrolase par rapport au talc.

Les exemples comparatifs qui suivent sont destinés à illustrer l'invention et les performances obtenues. Les différents essais de chaque exemple utilisent le même lot de pâte et peuvent seuls être comparés entre eux.

Exemple 1 : MISE EN EVIDENCE DE L'EFFET DE SYNERGIE

Fabrication de la préparation aσueuse enzymatique

Le talc utilisé dans cet exemple, est du talc vendu par la Société "TALC DE LUZENAC" sous la désignation "Steatrol" (nom commercial) ayant les caractéristiques suivantes : mélange de talc minéral (70 % pondéral) et de chlorite (30 %), diamètre équivalent sphérique moyen D50 égal à 2 microns, surface spécifique : 10 m 2 /g. L'enzyme utilisée est la "Resinase A"

(marque déposée) commercialisée par "Novo Nordisk", ayant une activité standard égale à 100 KUL/g (Kilo Unité Lipase par gramme) .

La préparation enzymatique est fabriquée en dispersant 7,5 g de Resinase par litre d'eau à température et pression ambiantes, en agitant la préparation, puis en ajoutant progressivement 250 g de talc par litre. On laisse ensuite la préparation sous agitation pendant 1 heure. On obtient une préparation dont la proportion pondérale enzyme/talc est de 3 % et dont la teneur solide/préparation est de l'ordre de 236 g/1.

Cette préparation a été analysée après centrifugation par spectrophotométrie U.V. /Visible afin de

déterminer le taux d ' adsorption de 1 ' enzyme sur le talc ; les résultats obtenus montrent que la totalité de l'enzyme est adsorbée sur le talc.

Traitement d'une pâte à papier Pour permettre de quantifier les performances du procédé, on a confectionné une pâte à papier ayant une teneur en "pitch" connue (300 g par litre) en mélangeant à une pâte à papier chimique de type pâte traitée au bisulfite une résine naturelle provenant d'épicéa jusqu'à atteindre la teneur de pitch sus-évoquée. Les caractéristiques de cette pâte sont les suivantes :

- siccité : 26,6 g de matière sèche par litre,

- pH : 6,5. Les essais comparatifs visés ci-après, sont exécutés selon la méthode de Gustafsson, consistant à mesurer le poids du dépôt poisseux -q- se formant sur les parties métalliques d'un réacteur agité contenant la pâte. Le dépôt est récupéré par rinçage à l'acétone, séché puis pesé. Pour chaque expérimentation, une mesure témoin -Q- est effectuée dans les mêmes conditions avec une pâte exempte d'additif. Chaque expérimentation permet de calculer l'efficacité antipitch Eç de l'additif mélangé à la pâte (dite efficacité de Gustafsson) par la formule :

Q - q E G = 100 .

Q où q est le poids de pitch déposé quand l'additif est ajouté à la pâte, et Q le poids de pitch déposé sans additif.

Toutes les expérimentations ont été effectuées dans les mêmes conditions à une température de 50° C :

- essais A avec comme additif la préparation aqueuse enzymatique à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (poids sec), ce qui correspond à 1 % en poids de talc et à 0,03 % de Resinase,

- essais B avec du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais C avec de la Resinase seule : 0,03 % de Resinase par rapport à la pâte correspondant à la même quantité de Resinase que dans le cas de la préparation enzymatique,

- essais D : introduction de la Resinase et du talc séparément dans le réacteur, à raison des mêmes quantités que dans les essais B et C (l'enzyme est d'abord ajoutée, le milieu est agité, puis le talc est ajouté et le milieu à nouveau agité)

Efficacité de Gustafsson Eç

Essais A (Procédé de l'invention) 54

Essais B (Talc seul) 49

Essais C (Resinase seule) 33

Essais D (Introduction séparée de 50 Resinase et de talc) Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de + 1. On constate que le procédé de 1 ' invention donne un résultat significativement supérieur de 21 points par rapport à l'enzyme seule et de 4 à 5 points par rapport au talc seul ou à l'enzyme et au talc ajoutés séparément (aux mêmes dosages). Il convient de souligner qu'une différence d'efficacité de 4 à 5 points mesurés par la méthode en laboratoire de Gustafsson représente un gain substantiel traduisant une supériorité nettement marquée de l'additif ; un gain de 1 point obtenu dans l'efficacité de Gustafsson conduit industriellement à des performances anti-pitch significativement supérieures.

Exemple 2 : INFLUENCE DE LA PROPORTION TALC/LIPASE Fabrication de la préparation aqueuse enzymatique

Le talc utilisé dans cet exemple est du talc vendu par la Société "TALC DE LUZENAC" sous la

désignation "LUZENAC ST 215" (nom commercial) ayant les caractéristiques suivantes : mélange de talc minéral (70 % pondéral) et de chlorite (30 %), diamètre sphérique équivalent moyen D50 égal à 3,3 microns, surface spécifique : 7,4 m /g.

L'enzyme utilisée est identique à celle de

1' exemple 1. On obtient des préparations enzymatiques dont les proportions pondérales enzyme/talc sont respectivement de 2 %, 4 % et 20 % suivant le mode opératoire décrit dans l'exemple 1.

Traitement d'une pâte à papier Le mode opératoire est identique à celui décrit dans l'exemple 1 :

- essais A avec comme additif du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais B avec la préparation aqueuse enzymatique dont la proportion pondérale enzyme/talc est de 2 %, à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % en poids de talc et 0,02 % de resinase), - essais C avec la préparation aqueuse enzymatique dont la proportion pondérale enzyme/talc est de 4 % à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,04 % de resinase),

- essais D avec la préparation aqueuse enzymatique dont la proportion pondérale enzyme/talc est de

20 % à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,2 % de resinase).

Efficacité de Gustafsson E Q

Essais A 45 (Talc seul)

Essais B 48 (Procédé de l'invention)

Essais C 51 (Procédé de l'invention)

Essais D

(Procédé hors limite par rapport 51 au procédé de l'invention)

Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de ± 1.

On constate que le procédé de 1 ' invention donne des résultats significativement supérieurs de 3 et 6 points par rapport au talc seul, avec un gain fonction du pourcentage pondéral d'enzyme par rapport au talc : l'effet de synergie est observé. On peut estimer que l'on obtient un effet de synergie significatif au-delà d'un seuil de 1,5 % d'enzyme par rapport au talc. On constate également qu'au-delà du seuil de saturation de la surface du talc par l'enzyme, l'effet de synergie n'est plus observé : l'efficacité de la préparation hors limite par rapport au procédé de 1 ' invention ne devient pas plus grande malgré une concentration d'enzyme très importante (20 % d'enzyme/talc) . Il convient de souligner que cette proportion d'enzyme est considérable (et non envisageable industriellement pour des raisons économiques) et que l'efficacité E Q obtenue provient uniquement de la très forte concentration de l'enzyme.

Exemple 3 : ESSAIS AVEC DES TALCS DIFFERENTS

Fabrication de la préparation aqueuse enzymatique Les talcs utilisés dans cet exemple, sont des talcs vendus par la Société "TALC DE LUZENAC" avec les caractéristiques suivantes :

Composition

Talcs minéralogique Surface (Désigna¬ Granulometrie spéci¬ tion) Talc Chlorite D 50 (μm) fique (%) (%) m z /q

Standard 70 30 10,5 3,5

S 74 87 13 13 10,4

L'enzyme utilisée est identique à celle de 1 ' exemple 1.

On prépare différentes préparations enzymatiques dont les proportions pondérales d'enzyme/talc

sont de 1 % et 3 % suivant le mode opératoire décrit dans

1 ' exemple 1.

Traitement d'une pâte à papier Le mode opératoire est identique à celui décrit dans l'exemple 1 :

- essais A avec 'comme additif le talc seul désigné standard : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais B avec la préparation aqueuse enzymatique à base de talc désigné standard dont la proportion pondérale enzyme/talc est de 1 %, à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,01 % de resinase),

- essais C avec la préparation aqueuse enzymatique à base de talc désigné standard dont la proportion pondérale enzyme/talc est de 3 %, à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,03 % de resinase),

- essais D avec comme additif le talc seul désigné S 74 : 1 % de talc par rapport à la pâte, - essais E avec la préparation aqueuse enzymatique à base de talc désigné S 74 dont la proportion pondérale enzyme/talc est de 3 %, à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et

0,03 % de resinase).

Efficacité de Gustafsson E Q

Essais A (Talc seul désigné standard) 31

Essais B (Procédé de l'invention) 33

Essais C (Procédé de l'invention) 35

Essais D (Talc seul désigné S 74) 35

Essais E (Procédé de l'invention) 39

Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de ± 1.

On constate que le procédé de 1 ' invention quel que soit le type de talc utilisé (standard, S 74) donne des résultats significativement supérieurs de 2 et 4 points par rapport au talc seul, avec un gain fonction du pourcentage pondéral d'enzyme par rapport au talc : l'effet de synergie est observé.

Exemple 4 : INFLUENCE DE LA COMPOSITION CHIMIQUE DU "PITCH"

Fabrication de la préparation aqueuse enzymatique

Elle est identique à celle préparée au cours de 1 ' exemple 1.

Traitement d'une pâte à papier

Le mode opératoire est identique à celui décrit dans l'exemple 1. Toutefois, dans cet exemple, la résine est un mélange d'acide abiétique et de triglycérides, principaux composés organiques des résines naturelles du bois :

Composition chimique (%)

Echantillons de Proportions Proportions pitch pondérales pondérales

Acide abiétique Triglycérides

1 100 0

2 70 30

3 50 50

Dans ces préparations, afin de représenter la diversité naturelle, les triglycérides sont constitués par un mélange à proportions pondérales égales de :

- tricaprique (C-|Q : 0),

- trilinoléique (Cig:2),

- tripalmitique ( C-] →$ : 0 ) .

Toutes les expérimentations ont été effectuées dans les mêmes conditions à une température de 50° C sur une durée de 30 minutes.

Série d'essais I : Echantillon de pitch utilisé : n° 1

- essais A avec comme additif la

préparation aqueuse enzymatique à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,03 % de resinase),

- essais B avec du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais C avec de la Resinase seule : 0,075 % de Resinase par rapport à la pâte correspondant à une quantité de Resinase 2,5 fois supérieure à celle utilisée dans la préparation enzymatique (cette quantité de Resinase se situant dans la zone de dosage maximum préconisée par le producteur).

Efficacité de Gustafsson E Q

Essais A (Procédé de l'invention) 48

Essais B (Talc seul) 45

Essais D (Resinase seule) 33

Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de ± 1.

On constate que le procédé de 1 ' invention donne un résultat significativement supérieur de 3 et 15 points par rapport au talc seul et à l'enzyme seule malgré une concentration 2,5 fois supérieure par rapport au procédé de l'invention.

Série d'essais II : Echantillon de pitch utilisé : n° 2

- essais A avec comme additif, la préparation aqueuse enzymatique à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,03 % de resinase),

- essais B avec du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais C avec la Resinase seule : 0,075 % de Resinase par rapport à la pâte.

Efficacité de Gustafsson E Q

Essais A (Procédé de l'invention) 53

Essais B (Talc seul) 51

Essais C (Resinase seule) 48

Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de ± 1.

On constate que le procédé de l'invention donne un résultat significativement supérieur de 2 et 5 points par rapport au talc seul et à l'enzyme seule.

Série d'essais III : Echantillon de pitch utilisé : n° 3

- essais A avec comme additif la préparation aqueuse enzymatique à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,03 % de resinase),

- essais B avec du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais C avec la Resinase seule : 0,075 % de Resinase par rapport à la pâte.

Efficacité de Gustafsson E Q

Essais A (Procédé de l'invention) 49

Essais B (Talc seul) 45

Essais C (Resinase seule) 38

Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de ± 1.

On constate que le procédé de l'invention donne un résultat significativement supérieur de 4 et 11 points par rapport au talc seul et à l'enzyme seule.

Exemple 5 : ESSAI AVEC UN "PITCH NATUREL"

Fabrication de la préparation aqueuse enzymatique

Elle est identique à celle préparée au cours de l'exemple 1.

Traitement d'une pâte à papier

Le mode opératoire est identique à celui décrit dans l'exemple 1. Toutefois, dans cet exemple, le pitch utilisé après purification et analyse provient d'un dépôt de pitch prélevé dans une usine de pâte thermomécanique utilisant comme matière première des arbres du type Epicéa.

La composition chimique du pitch en constituants analysables (chromatographiables) est la suivante :

- acides résiniques et non identifiés.. 27,9 %

- monoglycérides 13,2 %

- diglycérides 11,5 %

- triglycérides 47, 4 % - essais A avec comme additif la préparation aqueuse enzymatique à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (soit 1 % de talc et 0,03 % de resinase),

- essais B avec du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais C avec de la Resinase seule : 0,075 % de Resinase par rapport à la pâte.

Efficacité de Gustafsson E Q

Essais A (Procédé de l'invention) 17

Essais B (Talc seul) 12

Essais C (Resinase seule) 1,5

Chacun de ces résultats est une moyenne de trois évaluations, l'écart type étant de ± 1.

On constate que l'efficacité du procédé de

l'invention se confirme sur un "pitch naturel" ; il donne un résultat très significativement supérieur de 5 et 15,5 points par rapport au talc seul et à l'enzyme seule.

Exemple 6 MISE EN EVIDENCE DE L'EFFET DE SYNERGIE AVEC UN MELANGE SEQUENTIEL

Fabrication de la préparation aqueuse enzylatique

Le mode opératoire est identique à celui décrit dans l'exemple 1. Toutefois, dans cet exemple, différentes teneurs pondérales solide/suspension ont été testées.

Echantillons de préparation Teneurs pondérales aqueuse enzymatique solide/suspension

(g/D

1 118

2 236

3 353

Traitement d'une pâte à papier Le mode opératoire est identique à celui décrit dans les exemples 1 et 4 série II :

- essais A avec comme additif la préparation aqueuse enzymatique n° 1 à raison de 9,4 % en poids de préparation par rapport à la pâte (poids sec), ce qui correspond à 1 % en poids de talc et à 0,03 % de Resinase,

- essais B avec comme additif la préparation aqueuse enzymatique n° 2 à raison de 5 % en poids de préparation par rapport à la pâte (poids sec), ce qui correspond à 1 % en poids de talc et à 0,03 % de Resinase,

- essais C avec comme additif la préparation aqueuse enzymatique n° 3 à raison de 3,6 % en poids de préparation par rapport à la pâte (poids sec), ce qui correspond à 1 % en poids de talc et à 0,03 % de Resinase,

- essais D : introduction séquentielle du

talc et de la Resinase (le talc est d'abord ajouté, le milieu est agité puis la Resinase est ajoutée et le milieu est à nouveau agité) à raison des mêmes quantités que dans les essais A, B, C,

- essais E : introduction séquentielle de la Resinase et du talc (la Resinase est d'abord ajoutée, le milieu est agité, puis le talc est ajouté et le milieu est à nouveau agité) à raison des mêmes quantités que dans les essais A, B, C, D,

- essais F avec du talc seul : 1 % de talc par rapport à la pâte,

- essais G avec de la Resinase seule : 0,03 % de Resinase par rapport à la pâte correspondant à la même quantité de Resinase que dans les cas A, B, C, D, E.

Efficacité de Gustafsson E G

Essais A (Procédé de l'invention) 39

Essais B (Procédé de l'invention) 38

Essais C (Procédé de l'invention) 37

Essais D

(Procédé de l'invention 39 séquence : 1 )talc

2)résinase)

Essais E (Séquence : 1 )résinase 19 2)talc)

Essais F (Talc seul) 16

Essais G (Resinase seule) 10

On constate que le procédé de l'invention donne un résultat très significativement supérieur par rapport au talc seul, à l'enzyme seule et à l'enzyme plus le talc ajoutés suivant la séquence : 1) Resinase, 2) talc (qui ne permet pas une adsorption de la totalité de l'enzyme sur le talc).