Le remplacement du bois par la paille du panic érigé, « switchgrass » comme matière première pour l'industrie papetière, est envisageable à condition de démontrer qu'elle possède les qualités requises. Le choix du procédé à utiliser pour sa mise en pâte est important puisqu'il existe une fière compétition pour l'obtention d'un niveau de qualité acceptable au plus faible coût possible. Les pâtes à haut rendement comme les pâtes chimico-mécaniques (PCM) et chimico-thermomécaniques (PCTM) constituent un choix intéressant à condition de trouver la solution au problème de consommation d'énergie de raffinage.

Le nouveau procédé à haut rendement de mise en pâte d'explosion (PE) propose une nouvelle facette en consommant peu d'énergie et en obtenant des qualités de papier supérieures aux pâtes conventionnelles. Ce procédé diffère des mises en pâte conventionnelles par ses conditions de cuisson particulière. En effet, la cuisson s'effectue en phase vapeur sous pression, à une température de 190ºC pendant quatre minutes. L'explosion est causée par la brusque chute de pression à la fin de la cuisson. Les autres étapes du procédé demeurent identiques à celles des mises en pâte conventionnelles.

Pour vérifier l'effet du carbonate de lithium ( Li₂CO₃) et du carbonate de zinc (ZnC0₃) dans les solutions d'imprégnation à base de sulfite de sodium (Na₂S0₃ ), on a préparé quatre solutions d'imprégnation : 0%, 0.5%, 1% et 2% de Li₂CO₃ et une de 1% de ZnC0₃.Tous les types de pâtes ( PE, PCM et PCTM ) ont été imprégnées avec des solutions identiques pour lesquelles le ratio lessive/pâte (L/P) égale 4.

Afin de vérifier l'impact de la sévérité de cuisson sur le rendement, on a également préparé une pâte PE avec 8% Na₂S0₃ et 1% Li₂C0₃ sur laquelle on a appliqué 1 min de cuisson et un ratio L/P de 3. Après la cuisson, on a effectué le raffinage dans les mélangeurs domestiques et on a calculé l'énergie spécifique de raffinage. La mise en feuille et les tests de propriétés du papier ont été effectués selon les normes de l'ATPPC.

Les résultats obtenus démontrent que le panic érigé constitue une source prometteuse de fibres. La pâte d'explosion imprégnée avec le carbonate de lithium possède de bonnes propriétés. On constate qu'il y a une amélioration des propriétés papetières et une diminution de l'énergie spécifique de raffinage, avec une augmentation de la concentration de Li₂CO₃, Par contre, le rendement de la PE demeure faible pour une pâte à haut rendement et n'augmente pas avec l'addition de Li₂CO₃ .

L'addition du bicarbonate de sodium comme second agent d'imprégnation engendre une consommation d'énergie de raffinage la plus basse. Cependant, la présence du carbonate de lithium dans la solution d'imprégnation mène aux plus hautes résistances mécaniques et la plus haute blancheur. Les meilleurs résultats du rendement on obtient avec le carbonate de magnésium (MgC0₃). L'addition du ZnC0₃ à la solution qui contient le Na₂S0₃ n'améliore pas des propriétés du papier.
 

10 mai 2002