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Le parcours de transformation de la liqueur noire : pourquoi est-elle le meilleur choix pour le biocarburant ?
En chimie industrielle, la liqueur noire est un sous-produit issu de la fabrication de pâte à papier à partir de bois par le procédé Kraft. Elle est principalement utilisée pour éliminer la lignine, l'hémicellulose et d'autres composants extractibles du bois, et enfin pour extraire la cellulose. La composition de la liqueur noire en fait une source de biocarburant relativement prometteuse, mais à mesure que les préoccupations environnementales augmentent, la manière dont elle est utilisée change également.
Composition de la liqueur noire
Environ sept tonnes de liqueur noire sont produites pour chaque tonne de pâte produite. La liqueur noire est une suspension aqueuse de résidus de lignine, d’hémicelluloses et de produits chimiques inorganiques utilisés dans le processus. La liqueur noire contient environ 15 % de solides, dont environ 40 à 45 % de matière organique, principalement composée de savon, de lignine et d'autres matières organiques.
Avec les progrès de la technologie de traitement des liqueurs noires, de nombreuses méthodes traditionnelles de traitement des eaux usées ne répondent plus aux besoins de protection environnementale moderne.
L'évolution de la liqueur noire à travers l'histoire
Les premières usines de pâte Kraft rejetaient de la liqueur noire dans les plans d’eau, ce qui représentait une grave menace pour la vie aquatique et assombrissait la couleur de l’eau. Le procédé Kraft a connu des avancées significatives avec l’invention de la chaudière de récupération par G.H. Tomlinson dans les années 1930. Dans les années 1990, la plupart des usines Kraft étaient en mesure de consommer leur propre liqueur noire, par exemple pour récupérer des produits chimiques de cuisson, afin de réduire la pollution de l’eau.
Utilisation énergétique de la liqueur noire
La liqueur noire n’est pas seulement un sous-produit du processus de fabrication de films de pâte à papier, elle contient également plus de la moitié de la teneur en énergie de la matière première du bois. La liqueur noire est généralement concentrée à 65 à 80 % dans un évaporateur à effets multiples et brûlée dans une chaudière de récupération pour produire de l'énergie et récupérer les produits chimiques de cuisson. Cette approche a permis aux usines de pâte à papier de devenir presque autonomes en énergie, notamment aux États-Unis, où les entreprises papetières consomment presque entièrement leur propre liqueur noire depuis les années 1990.
L’industrie de la pâte à papier est déjà un producteur majeur d’énergie renouvelable neutre en carbone aux États-Unis, générant environ 28,5 térawattheures d’électricité par an.
Applications des biocarburants à base de liqueur noire
Avec l’avènement des nouvelles technologies, la façon dont la liqueur noire est utilisée a changé. Le développement de la technologie de gazéification a fait de la liqueur noire une matière première potentielle pour la production de biocarburants. Après gazéification, elle peut produire du gaz de synthèse riche en énergie, qui peut être utilisé dans des turbines à gaz ou transformé en produits chimiques et en carburants.
Le double défi de l'environnement et du développement économique
Depuis le rejet de la liqueur noire dans le passé jusqu'à son recyclage aujourd'hui, l'équilibre entre protection de l'environnement et avantages économiques est devenu la clé. Cependant, il existe encore de petites usines Kraft qui ne parviennent pas à récupérer efficacement la liqueur noire, ce qui a provoqué une pollution dans certains environnements, ce qui montre également l'urgence d'une modernisation industrielle.
Les incitations fiscales aux États-Unis
En 2005, le Congrès américain a adopté une incitation fiscale pour soutenir l’utilisation de carburants liquides alternatifs, qui a ensuite été élargie en 2007 pour inclure les carburants liquides alternatifs dérivés de la biomasse. Cette politique a grandement favorisé l’application commerciale de la liqueur noire, et les résultats ont été impressionnants pour de nombreuses grandes entreprises.
Perspectives d'avenir de la liqueur noire
Le voyage de réinvention de la liqueur noire continue. D’une simple source de carburant à un biomatériau potentiellement multifonctionnel, à mesure que la recherche scientifique s’approfondit, l’application de la liqueur noire deviendra plus étendue. Il s’agit non seulement d’une réponse à la demande de l’industrie manufacturière en énergie renouvelable, mais aussi d’un engagement en faveur de la protection de l’environnement.
Alors que la demande mondiale en énergie renouvelable augmente, la liqueur noire pourrait-elle être au cœur de la future transformation énergétique ?
