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Title:
PROCESS FOR TREATING CELLULOSIC MATERIALS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/085088
Kind Code:
A1
Abstract:
Process for treating cellulosic materials comprising an addition of one or more enzymes having an activity in the aforesaid treatment of said cellulosic materials, an inhibition of said enzymatic activity which is a reversible inhibition-on-demand and a reactivation of said enzymatic activity.

Inventors:
BLACKMAN GORDON (BE)
BOELS GAUTHIER (BE)
CAMILLE CATHY (BE)
BAJUL GILLES (FR)
Application Number:
PCT/EP2011/073596
Publication Date:
June 28, 2012
Filing Date:
December 21, 2011
Export Citation:
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Assignee:
REALCO SA (BE)
CELODEV SARL (FR)
BLACKMAN GORDON (BE)
BOELS GAUTHIER (BE)
CAMILLE CATHY (BE)
BAJUL GILLES (FR)
International Classes:
D21C5/00; C12N9/00
Domestic Patent References:
WO1992003529A11992-03-05
WO2009079634A12009-06-25
WO2006104448A12006-10-05
Foreign References:
US6267841B12001-07-31
US5281523A1994-01-25
US5314815A1994-05-24
EP1538155A22005-06-08
US6267841B12001-07-31
US5728263A1998-03-17
US20100126680A12010-05-27
US5281523A1994-01-25
US5314815A1994-05-24
Attorney, Agent or Firm:
COULON, Ludivine et al. (BE)
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Claims:
REVENDICATIONS

1. Procédé de traitement de matières cellulosiques pour fabriquer du papier, du carton ou de la pâte à papier comprenant une étape de :

- addition d'une ou de plusieurs enzymes ayant une activité dans le traitement susdit desdites matières cellulosiques, dans une phase aqueuse comprenant ladite matière cellulosique,

caractérisé en ce que ledit procédé comprend en outre les étapes de : d'inhibition contrôlable et réversible par l'addition d'un composé inhibiteur de ladite activité enzymatique, en particulier lorsque la fabrication du papier, du carton ou de la pâte à papier doit être interrompue, ledit composé inhibiteur comprenant un phosphonate choisi dans le groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,.1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta. méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methylphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP), et

de réactivation enzymatique par un apport d'ions, en particulier par dilution par de l'eau, ou par addition de chlore

2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel ledit composé phosphonate est ajouté en une quantité comprise dans la plage allant de 0,005 à 1 %, de préférence, dans la plage allant de 0,01 à 0,5 %, de manière plus préférentielle de 0,05 à 0,2 % en poids, par rapport au poids de la matière cellulosique sèche.

3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel ledit traitement de matières cellulosiques comprend une étape de puipage de ladite matière cellulosique, avec obtention d'une pulpe et une étape de traitement mécanique et/ou chimique de ladite pulpe pour obtenir une pate à papier, et dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de puipage.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ledit traitement de matières cellulosiques comprend une étape de pulpage de ladite matière cellulosique, avec obtention d'une pulpe et une étape de traitement mécanique et/ou chimique de ladite pulpe pour obtenir une pate à papier, et dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de traitement mécanique et/ou chimique.

5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, dans lequel ladite étape de traitement mécanique et/ou chimique comprend une ou plusieurs étapes, en séquence ou conjointes, choisies parmi le raffinage mécanique, le broyage, le désencrage, le blanchiment, l'hydrolyse chimique, l'autoclavage, la séparation mécanique ou chimique, le déchiquetage, le lavage.

6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, comprenant, après ledit traitement mécanique et/ou chimique, une étape de rétention.

7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant, avant ledit traitement de matières cellulosiques, une étape de pulpage de matière cellulosique première, avec obtention d'une pulpe suivie d'une étape de séparation solide liquide pour obtenir une pâte à papier, et éventuellement d'une étape de mise en balles, dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de pulpage de ladite matière cellulosique première.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 comprenant, avant ledit traitement de matières cellulosiques, une étape de pulpage de matière cellulosique première, avec obtention d'une pulpe suivie d'une une étape de séparation solide liquide, pour obtenir une pate à papier, et éventuellement d'une étape de mise en balles, dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de séparation solide liquide.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel ledit traitement de matière cellulosique comprend une étape de filtration d'une pate à papier à l'aide d'une toile filtrante pour fabriquer une feui!!e de papier ou carton, de séchage de la dite feuille de papier ou carton avant bobinage de celle-ci.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite une ou plusieurs enzymes est/sont choisies dans le groupe constitué des laccases, des catalases, des pectinelyases, des hydrolases dont des endocellulases, des exocellulases, des hemicellulases, des xylanases, des endoglucanases, des beta-glucanases, des arabanases, des mananases, des lipases, des amylases, des protéases, des polygalacturonases, des pectinestérases.

1 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit composé phosphonate inhibiteur comprend en outre de l'EDTA.

12. Trousse pour mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une ou plusieurs enzymes et un phosphonate, choisi dans Se groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methylphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP).

13. Trousse selon la revendication 12, comprenant en outre de l'EDTA.

14. Utilisation d'un phosphonate sensible au chlore choisi dans le groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,1- diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta{méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methylphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP). pour inhiber l'activité enzymatique d'une ou de plusieurs enzymes dans un procédé de fabrication de papier, de carton ou de pâte à papier.

15. Utilisation selon la revendication 14, dans la quelle ledit phosphonate est utilisé en présence d'EDTA.

Description:
" PROCEDE DE TRAITEMENT DE MATIERES CELLULOSIQUES "

La présente invention se rapporte à un procédé de traitement de matières cellulosiques pour fabriquer du papier, du carton ou de la pâte à papier.

Dans les procédés de fabrication de papier, il existe trois grands types d'acteurs sur le marché.

Le premier type d'acteur concerne les fabricants de pâte à papier qui, à partir d'une matière cellulosique première (fibres cellulosiques végétales, à savoir le bois, les tissus, les plantes annuelles) effectuent la séparation des fibres cellulosiques. Les fibres cellulosiques sont amalgamées ensemble et recouvertes de lignine. Pour obtenir ces fibres cellulosiques séparées, des copeaux de matière cellulosique première, par exemple de bois ou de fibres par exemple de plantes annuelles (tiges de lin, chanvre, cotton, etc.) peuvent être broyées dans des raffineurs, de préférence en présence de vapeur.

A la sortie des raffineurs, les copeaux issus du broyage sont mélangés avec de l'eau. On appelle cette étape le pulpage (thermo- mécanique). Dans d'autres cas, les copeaux sont autoclavés en présence de produits chimiques, ce qui permet de dissoudre les lignines et de libérer les fibres de cellulose. On appelle également cette étape le pulpage (chimique) qui permet de former une pâte à papier chimique.

Après pulpage de la matière première cellulosique, la pulpe subit une séparation solide-liquide et la fraction solide est appelée la pâte à papier. Cette pate à papier est alors conditionnée en ballot ou balles et constitue !e produit commercialisé par ce premier type d'acteurs sur le marché.

Le deuxième type d'acteur concerne les fabricants de papier ou de carton qui s'approvisionnent en ballot ou balles de pâte à papier et effectuent la fabrication du papier ou du carton. A partir de ces balles, la pâte à papier séchée acheminée est alors puipée en présence d'eau avant traitement mécanique et/ou chimique. Parmi ce deuxième type d'acteurs sur le marché, on trouve aussi les utilisateurs de papiers recyclés qui effectuent leur propre pâte à papier à partir de papier recyclé. Dans ce cas, les papiers et cartons recyclés sont broyés et ensuite mélangés à de l'eau. Les contaminants éventuels sont alors éliminés comme les plastiques, le verre ou encore des résidus métalliques. Comme on le comprend, le terme pulpage, tel qu'utilisé ici, dans fe contexte de la présente demande de brevet, couvre toute étape d'une matière cellulosique mise en contact avec de l'eau que ce soit la matière première cellulosique (bois, fibre,...) ou la pâte à papier séchée des ballots.

Généralement, le traitement physique et/ou chimique comprend plusieurs traitements en séquence dont certains peuvent être chimiques et d'autres mécaniques. Dans la majorité des cas, une étape mécanique de raffinage est appliquée qui comprend une injection de la pâte sous pression entre des roues cannelées d'un raffineur afin de déstructurer et déchirer les fibres avant stockage dans une cuve de rétention. Ces étapes sont généralement effectuées à une température de 30 à 60°C.

Si des traitements chimiques ou autres sont nécessaires, par exemple au préalable, ils peuvent avoir lieu dans le pulpeur, ou dans d'autres installations séparées. Un exemple de tel traitement chimique est le blanchiment de la pâte à papier.

La pâte à papier stockée dans la cuve de rétention est alors mise en œuvre sur une machine à papier et projetée sur une toile filtrante en mouvement. La toile filtrante est une toile filtrante reliée à une source de dépression permettant d'éliminer une grande partie d'eau par aspiration de celle-ci. La feuille est alors formée sur la toile filtrante avant d'être pressée entre des rouleaux et ensuite séchée au contact de rouleaux chauffés à la vapeur, à l'aide d'infrarouge, de microondes ou encore sur coussins d'air.

Selon la finition souhaitée, des étapes de finitions peuvent encore être effectuées telles que des teintures, ajout de d'argiles, de charges minérales, d'amidon ou encore d'autres substances chimiques avant le bobinage et coupage à dimension.

Le troisième type d'acteur concerne les fabricants de papier qui utilisent comme matière de départ, !a matière cellulosique première (copeaux de bois et autres fibres) et produisent directement du papier ou du carton, en passant par !a formation intermédiaire de pâte à papier.

Comme on peut le constater, les étapes du procédé de fabrication du papier sont très énergivores, en particulier l'étape de traitement mécanique et/ou chimique de la pâte à papier ainsi que le séchage ou encore les transports de pâte à papier en balles. De même, certaines étapes nécessitent l'utilisation de substances chimiques nocives pour l'environnement. Depuis de nombreuses années, des tentatives ont été effectuées pour réduire l'empreinte écologique de ces procédés en diminuant l'impact énergétique et la consommation de produits chimiques polluants.

Ainsi, de nombreuses substances chimiques ont été peu à peu remplacées par des enzymes. Par exemple, le désencrage est réalisé à l'aide de xylases et des amylases sont utilisées pour éliminer les résidus de colle dans la pâte à papier issue de papier et cartons recyclés.

La présente invention se rapporte donc particulièrement à un procédé de traitement de matières cellulosiques pour fabriquer du papier, du carton ou de la pâte à papier comprenant une addition d'une ou de plusieurs enzymes ayant une activité dans le traitement susdit desdites matières cellulosiques, dans une phase aqueuse comprenant ladite matière cellulosique. Un tel procédé implique par exemple l'utilisation des enzymes (cellulase et hemicellulase) dans le traitement mécanique pour déstructurer et déchirer les fibres de la pâte à papier et est par exemple connu du document US6267841 qui divulgue l'utilisation entre une étape de raffinage primaire et une étape de raffinage secondaire d'enzymes telles que des pectinases, xylanases, laccase, cellulase ou des combinaisons de ce!ies-ci.

Ceci permet de réduire l'impact énergétique du deuxième raffinage grâce à l'action enzymatique qui contribue à la déstructuration des fibres dans la pâte à papier et réduit donc par conséquent l'apport d'énergie externe qui aurait été nécessaire sans l'utilisation d'enzymes.

Toutefois, il s'avère important de pouvoir contrôler le fonctionnement de ces enzymes qui peuvent perturber les étapes ultérieures puisque ces dernières ne sont pas éliminées entre les étapes du procédé.

Le document US5728263 divulgue que l'utilisation de dialdéhydes ou d'acétals permet d'inhiber la décomposition du peroxyde utilisé comme agent blanchissant par les enzymes utilisées (dans les étapes précédentes). Ceci permet donc d'obtenir une brillance appropriée du papier, mais également ceci permet de contrôler les effets des microorganismes (facteur considéré jusque là comme incontrôlable).

Le document US20100126680 divulgue également que l'utilisation d'aldéhydes permet d'inhiber la décomposition du peroxyde utilisé comme agent blanchissant par les enzymes utilisées mais sous forme de polymère. Le polymère est introduit dans une quantité efficace pour contrôler les enzymes décomposant le peroxyde qui sont présentes dans la pulpe à blanchir.

Le document WO2009079634 divulgue quant à lui l'utilisation de diverses enzymes telles que les amylases, cellulases, hémicellulases, protéases, !ignocellulose en présence d'un co-facteur pour augmenter la conversion du substrat par l'enzyme. Le co-facteur utilisé peut être de diverse nature comme par exemple un acide nucléique, un oligo ou polynuciéotide, un acide aminé, un peptide, une protéine, un anticoprs, un sucre, un hydrate de carbone, un monomère, un polymère, une petite molécule, une vitamine, un ion, un co-enzyme ou des combinaisons de ceux-ci. Ce document divulgue donc des polymères, en particulier un polyacrylate cationique permettant d'augmenter la catalyse enzymatique et donc la conversion du substrat, en l'occurrence, un polysaccharide pour former un biocarburant, par l'enzyme utilisée. Ce document ne divulgue donc aucun moyen d'inhiber l'activité enzymatique lorsque c'est nécessaire.

D'autres types d'état de la techniques divulguent des procédés d'inhibition d'enzyme de manière temporaire, comme par exemple les documents US 5,281 ,523 et US 5,314,815. Ces documents divulguent l'utilisation de phosphonates de nitrophényle phénacyliques qui permettent l'ajout, lorsqu'ils sont incubés avec des sérines hydrolases, d'un groupement phénacyl méthylphosphonyle sur l'enzyme. Cette phosphonylation de l'enzyme permet donc son inactivation temporaire. Ultérieurement, une déphosphonylation catalysée de manière intramoléculaire permet la libération de l'enzyme d'une part, et d'autre part un méthylphosphonate de phénacyle.

Malheureusement, ce type de procédé apparaît difficilement adaptable à des procédés dans lesquels les réactifs ajoutés sont scrupuleusement triés pour être compatibles avec les procédés papetiers dans lesquels les substances ne peuvent en aucun cas réduire les qualités du papier produit. En outre, ce type de procédé, qui permet d'inhiber les sérines hydrolases, est dépendant de la nature même des interactions entre les enzymes et le produit d'addition phosphonate qui a été ajouté. Ces interactions gouvernent la libération des produits d'addition phosphonates et donc la réactivation enzymatique. Ce temps de réactivation est donc défini par la nature du produit d'addition sous forme de phosphonates de nitrophényle phénacyliques et par la nature de l'enzyme. Ce procédé ne permet pas de réactiver les enzymes à la demande et n'est applicable qu'à ce groupe très précis d'enzymes qui ne sont pas appliquées dans les procédés papetiers. Les sérines hydrolases ne sont en outre généralement pas utilisées dans les procédés papetiers.

En effet, dans les procédés papetiers, de nombreux paramètres sont contrôlés en permanence et les contraintes dictées par Sa nature du produit fini sont très strictes, laissant peu de marge de manœuvre à la transformation des procédés existants pour les rendre moins énergivores. Ceci signifie que si aujourd'hui, il existe de nombreuses publications incitant à l'utilisation d'enzymes, par exemple dans le puipeur, aucun procédé n'a pu être mis en œuvre de manière efficace car l'activité enzymatique peut être trop importante au niveau du puipeur ou persister dans les étapes ultérieures, ce qui nuit à la qualité du produit fini.

En outre, si certains composés sont imaginables pour inhiber l'activité enzymatique, ils sont incompatibles avec les procédés papetiers car ils perturbent les caractéristiques du papier, du carton ou de la pâte à papier produite. C'est par exemple le cas de l'enseignement du document WO2006/104448 qui inhibe l'activité des enzymes xylanase par l'utilisation de Mn 2+ ou partiellement en présence de Cu 2+ et d'EDTA. Malheureusement, ces inhibitions ne sont pas réversibles.

Il existe donc toujours un besoin de pouvoir contrôler l'activité enzymatique lorsque c'est nécessaire, de manière relativement immédiate. Un exemple typique réside dans le fait que lorsque la pulpe est préparée dans le puipeur, les enzymes peuvent être ajoutées à cet endroit. Comme elles ne sont pas inhibées actuellement, leur activité est maintenue en cas de temps de séjour prolongé dans ce puipeur et elles persistent dans les étapes ultérieures de traitement et nuisent à la qualité du produit fini. En outre, si la machinerie doit être immédiatement arrêtée à cause d'un problème technique quelconque, il se peut que le temps de séjour dans le puipeur ou dans la ou les cuves de rétention soit fortement augmenté, passant par exemple d'une trentaine de minutes à plusieurs heures. Ceci signifie que les enzymes présentes dégradent le substrat dans une mesure plus importante qu'attendu et que le contenu du pulpeur et de la cuve de rétention doivent être jeté. Le contenu de ces deux cuves ensembles est généralement de 50 à 200 m 3 de pâte à papier ou de pulpe.

Il existe donc un besoin de pouvoir contrôler l'activité enzymatique en l'inhibant de manière très rapide tout en pouvant la réactiver rapidement et à la demande. Il faut donc que l'inhibition ne soit pas irréversible, mais bien contrôlable.

L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en procurant un procédé permettant d'inhiber à la demande l'activité enzymatique et de la réactiver de manière rapide.

Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention, un procédé tel qu'indiqué au début comprenant en outre les étapes de

- d'inhibition contrôlable et réversible par l'addition d'un composé inhibiteur de ladite activité enzymatique, en particulier lorsque la fabrication du papier, du carton ou de la pâte à papier doit être interrompue, ledit composé inhibiteur comprenant un phosphonate choisi dans le groupe constitué de l'acide -hydroxy éthylidène-1 ,.1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta. méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methylphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP), ou leurs esters et

de réactivation enzymatique par un apport d'ions, en particulier par dilution par de l'eau ou par addition de chlore.

En effet, il a été observé que la grande majorité des enzymes trouvant une utilité dans les procédés papetiers ont des cations comme co- facteur. Leur activité est donc médiée par des ions cationiques qui sont présents dans la phase aqueuse, comme par exemple dans l'eau de pulpage (voire éventuellement complémentés dans l'eau de pulpage). Les composés phosphonates sont des composés séquestrants ou complexant qui complexent ces cations de la phase aqueuse, les rendant donc indisponibles pour médier l'activité enzymatique. Ceci signifie que l'ajout d'une quantité efficace de composé choisi dans le groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,.1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta. méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methyiphosphonate (D MP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP) ou leurs esters permet de rendre inaccessible les ions (cations) nécessaires au bon fonctionnement des enzymes et inhibe dès lors leur activité. Comme on peut le constater, le procédé selon l'invention agit sur la phase aqueuse et non sur l'activité enzymatique elle- même, permettant dès lors de réactiver l'activité enzymatique par l'apport d'ions silmpiement dans la phase aqueuse, par dilution ou apport d'exogène d'ions ou plus particulièreiment de cations. Le chlore permet également de réactiver l'activité enzymatique puisque l'ajout de chlore aura pour effet de détruire le phosphonate sensible au chlore qui perd alors son activité séquestrante des cations (co-facteurs enzymatiques) de la phase aqueuse. La quantité de chlore ajoutée est telle qu'elle inhibe l'activité séquestrant du phosphonate mais ne perturbe pas l'activité enzymatique. Rappelons à toutes fins utiles que le phosphonate peut être ajouté en quantité sous stcechiométrique.

Lorsque le procédé doit être stoppé, ledit phosphonate inhibiteur est ajouté et complexe quasi immédiatement les cations présents dans le milieu. De cette façon, les co-facteurs des enzymes ne sont plus accessibles, ce qui empêche ainsi l'activité enzymatique. De cette façon, lorsque le système est stoppé et que le phosphonate est ajouté, l'activité enzymatique est inhibée quasi immédiatement par manque de disponibilité de cations agissant comme co-facteur. Le phosphonate choisi dans le groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,.1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta. méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methyiphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP) est un des rares composés inhibiteurs d'enzymes dont la présence ne perturbe pas la qualité du papier produit ou du carton ou encore de la pâte à papier.

Comme mentionné précédemment, le procédé selon l'invention comprend en outre, après ladite inhibition, une étape de réactivation enzymatique. De préférence, ladite réactivation enzymatique a lieu par un apport d'ions, en particulier par dilution par de l'eau, fournissant dès lors, à nouveau des cations agissant comme co-facteurs pour les enzymes, tandis que les phosphonates présents sont déjà à l'état complexé et amalgamés à la phase solide cellulosique.

Si ledit phosphonate est un phosphonate sensible au chlore, ladite réactivation enzymatique peut également être réalisée par l'action de chlore qui réagit avec les phosphonates et les inactives, empêchant ainsi leur action séquestrant des co-facteurs enzymatiques dans la phase aqueuse.

En effet, l'usage de chlore qui est un composé autorisé dans les traitements papetiers, qui bien que susceptible d'avoir un impact environnementai, a l'énorme avantage de ne pas nuire aux qualités attendues du papier. Ces qualités attendues du papiers sont mesurées fréquemment pendant la production et doivent répondre à des normes très strictes de la part du fabricant. Quelques exemples de ces qualités attendues du papier formé sont la douceur, le grain, l'épaisseur, la résistance à l'étirement, la résistance à la déchirure, la transparence, teneur en eau.

Avantageusement, ledit composé phosphonate est ajouté en une quantité comprise dans la plage allant de 0,005 à 1 %, de préférence, dans la plage allant de 0,01 à 0,5 %, de manière plus préférentielle de 0,05 à 0,2 % en poids, par rapport au poids de la matière cellulosique sèche.

La quantité efficace sera donc fonction de nombreux paramètres comme la présence des ions dans l'eau de pulpage, la quantité de substrat à pulper, la quantité d'enzyme nécessaire, la nature de celui-ci et les différents additifs ou substances chimiques lorsqu'ils sont utilisés ainsi que de la nature du phosphonate utilisé.

Dans ia plage de concentration selon la présente invention, le phosphonate est utilisé efficacement en quantité sous stcechiométrique, ce qui permet d'optimiser son dosage et de limiter les quantités injectées dans le procédé.

Dans une forme de réalisation préférentielle du procédé selon l'invention, ledit traitement de matières cellulosiques comprend une étape de pulpage de ladite matière cellulosique, avec obtention d'une pulpe et une étape de traitement mécanique et/ou chimique de ladite pulpe pour obtenir une pate à papier, et dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de pulpage. Cette partie du procédé concerne donc le deuxième type d'acteurs sur le marché ainsi que le troisième qui sont les deux types d'acteurs effectuant réellement du papier ou du carton. La matière cellulosique pulpée est donc soit la pâte à papier en ballot que les acteurs peuvent se procurer sur le marché, soit des papiers, journaux et cartons broyés ou déchiquetés issus du recyclage.

Cette étape de pulpage de ces matières cellulosique est en effet une des étapes de choix pour l'utilisation d'enzyme dans un procédé de fabrication de papier puisque cette étape permet de pré-traiter la pâte à papier avant l'étape de raffinage qui est particulièrement énergivore. Dans ce cas, les enzymes sont ajoutées de telles façons qu'elfes soient actives lors du pulpage et favorisent le traitement mécanique et/ou chimique, par exemple lors de l'injection de la pâte à haute pression entre des roues cannelées d'un raffineur afin de déstructurer et déchirer les fibres ou encore lors d'une étape de blanchiment dans laquelle d'autres enzymes pourraient s'avérer utiles.

Dans une variante selon l'invention, ledit traitement de matières cellulosiques comprend une étape de pulpage de ladite matière cellulosique, avec obtention d'une pulpe et une étape de traitement mécanique et/ou chimique de ladite pulpe pour obtenir une pate à papier, et dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a iieu lors de l'étape de traitement mécanique et/ou chimique. Comme précédemment, cette partie du procédé selon l'invention concerne donc le deuxième type d'acteurs sur le marché ainsi que le troisième qui sont les deux types d'acteurs effectuant réellement du papier ou du carton. En effet, dans certains cas, l'addition de la ou des enzymes peut être avantageusement effectuée lors de l'étape de traitement mécanique et/ou chimique, par exemple lors du désencrage ou lors du bianchiment. Notons au passage que dans certaines formes de réalisation, le traitement mécanique et/ou chimique a lieu pendant le pulpage.

Avantageusement, ladite étape de traitement mécanique et/ou chimique comprend une ou plusieurs étapes, en séquence ou conjointes, choisies parmi le raffinage mécanique, le broyage, le désencrage, le blanchiment, l'hydrolyse chimique, l'autoclavage, la séparation mécanique ou chimique, le déchiquetage, le lavage.

Comme on l'a mentionné ci-avant, généralement, le procédé selon l'invention comprend, après ledit traitement mécanique et/ou chimique, une étape de rétention.

Dans une forme de réalisation particulière, le procédé selon l'invention comprend, avant ledit traitement de matières cellulosiques, une étape de pulpage de matière cellulosique première, avec obtention d'une pulpe suivie d'une étape de séparation solide liquide pour obtenir une pâte à papier, et éventuellement d'une étape de mise en balles, dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de pulpage de ladite matière cellulosique première.

Cette partie du procédé concerne donc le traitement de la matière cellulosique première, c'est-à-dire par exemple des fibres et des copeaux de bois. Ce sont donc le premier et le troisième type d'acteurs qui sont concernés par cette partie du procédé selon l'invention. Il est en effet bien connu que le pulpage de la matière cellulosique première avec la raffinage sont des étapes également énergivores où les enzymes présentent une utilité reconnue. Toutefois, il existe également à ce stade un besoin de pouvoir contrôler l'activité enzymatique pour pouvoir limiter l'action des enzymes dans le temps si c'était nécessaire, par exemple dans le cas où un blocage ou un disfonctionnement mécanique se produit.

Dans une autre forme de réalisation du procédé selon l'invention qui concerne le premier et le troisième type d'acteurs sur le marché, le procédé comprend, avant ledit traitement de matières cellulosiques, une étape de pulpage de matière cellulosique première, avec obtention d'une pulpe suivie d'une étape de séparation solide liquide, pour obtenir une pate à papier, et éventuellement d'une étape de mise en balles, dans lequel ladite addition d'une ou de plusieurs enzymes a lieu lors de l'étape de séparation solide liquide. En effet, certaines enzymes peuvent améliorer les caractéristiques de la séparation solide liquide en ayant un effet sur l'agglomération des particules solides.

Avantageusement, ledit traitement de matière cellulosique comprend une étape de filtration d'une pate à papier à l'aide d'une toile filtrante pour fabriquer une feuille de papier ou carton, de séchage de la dite feuille de papier ou carton avant bobinage de celle-ci.

De manière plus préférentielle, le phosphonate est un HEDP.

De préférence, ladite une ou plusieurs enzymes est/sont choisies dans le groupe constitué des laccases, des cataiases, des pectinelyases, des hydro!ases dont des endocellulases, des exocellulases, des hemicellulases, des xylanases, des endoglucanases, des beta- glucanases, des arabanases, des mananases, des lipases, des amylases, des proteases, des polygalacturonases, des pectinesterases.

Dans une forme de réalisation avantageuse, le composé phosphonate inhibiteur comprend en outre de l'EDTA, ou bien dans une variante, de l'EDTA est ajouté après ladite phosphonate inhibiteur.

De préférence, l'EDTA est présent en une quantité telle que comprise 0,000585 et 0,117%, plus particulièrement entre 0,00585 et 0,0234% en poids par rapport au poids de matière cellulosique. La proportion phosphonate/EDTA est d'environ 70/30 en poids. Avantageusement, ledit EDTA est présent en une quantité.

D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.

L'invention a aussi pour objet une trousse pour mettre en œuvre le procédé selon l'invention, comprenant une ou plusieurs enzymes et un phosphonate, choisi dans le groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methylphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP).

Avantageusement, ladite trousse comprend aussi de l'EDTA. D'autres formes de réalisation de la trousse sont mentionnées dans les revendications annexées.

L'invention a aussi pour objet une utilisation d'un phosphonate sensible au chlore choisi dans le groupe constitué de l'acide 1-hydroxy éthylidène-1 ,1-diphosphonique (HEDP), de l'acide diéthylènetriamine penta(méthylène phosphonique (DTPMP), du diméthyl methylphosphonate (DMMP) et de l'acide ethylènediamine tetra(méthylène phosphonique (EDTMP) pour inhiber l'activité enzymatique d'une ou de plusieurs enzymes dans un procédé de fabrication de papier, de carton ou de pâte à papier.

Dans une variante selon l'invention, ledit phosphonate est utilisé en présence d'EDTA.

D'autres formes de réalisation de l'utilisation suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux exemples. Exemple 1

Essai pilote

Une pâte à papier composée de : 50% de fibres courtes de feuillus et de 50% de fibres longues de résineux a été pulpée en présence d'eau dans une cuve, en présence de 0,06% (en poids par rapport au poids de la pâte sèche) d'enzymes composés d'exo-cellulases et endo- cellulase.

Le mélange a été agité pendant 45 minutes avant d'être raffiné dans une pile VALLEY pour obtenir un degré d'égouttage de 48°SR (degré SHOPPER REGLER).

Ensuite, on a ajouté 0,1% d'inhibiteur à base de phosphonate HEDP ; Le pourcentage est un pourcentage en poids par rapport au poids de pâte sèche.

La préparation fibreuse a ensuite été encore agitée pendant 1 heure et le degré de raffinage de la pâte a été mesuré à 48°SR.

L'introduction de l'inhibiteur a permis de conserver des caractéristiques identiques de la pâte malgré la présence d'enzymes.

Exemple 2

Essai industriel

Une pâte à papier composée de 75 % de fibres courtes de feuillus et de 25 % de fibres longues de feuillus a été pulpée en présence d'eau dans une cuve de rétention, en présence de 0,021 % d'enzymes (en poids par rapport au poids de pâte sèche)

La puissance de raffinage nécessaire pour raffiner cette pâte à papier a été réduite de 35% par rapport à la puissance nécessaire pour une pâte à papier identique mais sans enzyme.

Les caractéristiques mécaniques du papier ont été obtenues selon le cahier des charges du papetier. Lors d'un arrêt imprévu, 0,05% d'inhibiteur à base de HEDP a été introduit, le pourcentage est en poids par rapport au poids de pâte sèche dans les cuviers de pâte concentrée (à 3,5% de concentration).

Le procédé a été arrêté pendant 6 heures.

La production de papier a été redémarrée avec les caractéristiques mécaniques du papier identiques à celles d'avant l'arrêt.

Les caractéristiques de la pâte stockée dans les cuviers pendant l'arrêt n'ont pas eu d'incidence sur la qualité au papier qui était toujours conforme au cahier des charges imposé par le papetier.

Ensuite, les enzymes ont été réactivées lors de la production et on a observé qu'il n'ya pas eu d'augmentation de puissance de raffinage de la pâte neuve pendant la production avec enzymes.

Comme on peut donc le constater, le procédé selon l'invention permet d'arrêter et de reprendre à la demande l'activité des enzymes.

Exemple 3

Essai industriel

Une pâte à papier composée de 75 % de fibres courtes de feuillus et de 25 % de fibres longues de feuillus a été pulpée comme dans l'exemple 2 en présence d'eau dans une cuve de rétention, en présence de 0,021% d'enzymes (en poids par rapport au poids de pâte sèche)

La puissance de raffinage nécessaire pour raffiner cette pâte à papier a été réduite de 35% par rapport à la puissance nécessaire pour une pâte à papier identique mais sans enzyme.

Les caractéristiques mécaniques du papier ont été obtenues selon le cahier des charges du papetier.

Lors d'un arrêt imprévu, 0,05% d'inhibiteur à base de HEDP et d'EDTA à raison d'une proportion HEDP/EDTA de 70/30 a été introduit, le pourcentage est en poids par rapport au poids de pâte sèche dans les cuviers de pâte concentrée.

Le procédé a été arrêté pendant environ 6 heures. La production de papier a été redémarrée avec les caractéristiques mécaniques du papier identiques à celles d'avant l'arrêt.

Les caractéristiques de la pâte stockée dans les cuviers pendant l'arrêt n'ont pas eu d'incidence sur la qualité au papier qui était toujours conforme au cahier des charges imposé par le papetier.

Ensuite, les enzymes ont été réactivées Sors de la production et on a observé qu'il n'ya pas eu d'augmentation de puissance de raffinage de la pâte neuve pendant la production avec enzymes.

Comme on peut donc le constater, le procédé selon l'invention permet d'arrêter et de reprendre à la demande l'activité des enzymes.

Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.