Ce n’est un secret pour personne que les lignes de production de fibre des usines nord-américaines de pâte kraft prennent de l’âge. Les usines améliorent leur équipement et cherchent des façons de rendre leurs opérations plus efficaces et rentables.
Pour rester concurrentiels par rapport aux installations ultramodernes du monde entier, il nous faut élaborer de nouvelles stratégies et des solutions de blanchiment pour ces installations vieillissantes. De plus, les complexités chimiques du procédé kraft peuvent parfois causer de graves problèmes sur l’aptitude au blanchiment et des hausses de coûts. Pour aider les usines de pâte kraft à préserver leur place sur le marché et à résoudre ces problèmes le chercheur Shree-Prakash Mishra et l’équipe de Fabrication Pâtes et Papiers – Procédé Chimique de FPInnovations dans leur projet de recherche actuel sur le sujet du procédé chimique de la ligne de production de fibre se concentre sur chaque étape du procédé de blanchiment.
Principale préoccupation : la rentabilité
Les usines de pâte kraft cherchent actuellement de l’aide pour moderniser leurs actifs de manière à rendre leurs opérations plus stables et efficaces ou pour remplacer l’équipement inefficace ou endommagé. Quelle que soit la voie qu’elles choisiront de suivre, la rentabilité demeurera un critère fondamental pour que les usines s’assurent d’atteindre leurs cibles de référence.
Comme la main-d’œuvre rétrécit, il est encore plus important que les modifications apportées à la ligne de production de fibre soient surveillées de près et soumises à des analyses comparatives. Il faut aussi comparer l’incidence des modifications sur les coûts en produits chimiques et les frais d’exploitation aux cibles préétablies, aux résultats de laboratoire, aux modèles prévisionnels découlant des résultats de laboratoire et aux sondages.
FPInnovations a donc mis sur pied une approche axée sur les données pour l’analyse du procédé. Avec l’aide de divers logiciels, on amasse des données sur les procédés utilisés dans les usines, on les analyse par rapport aux tendances établies et on les compare à diverses données de référence pour trouver des opportunités et des solutions rentables.
Le groupe Procédé Chimique de FPInnovations est en mesure de définir diverses opportunités d’amélioration et de proposer des solutions aux usines membres.
Opportunités de réduire les coûts pendant la délignification à l’oxygène et le blanchiment
Les différentes opérations d’une ligne de production de fibre sont interdépendantes : manutention des copeaux de bois, mise en pâte, délignification à l’oxygène et atelier de blanchiment. Tout problème survenant à l’une ou l’autre de ces étapes peut avoir des répercussions importantes sur la performance de l’ensemble de la ligne de production de fibre.
Pour trouver une solution efficace, il faut d’abord bien définir le problème.
Le groupe Procédé Chimique de FPInnovations a adopté une approche holistique visant à trouver la source du problème. L’équipe a d’abord analysé toute la ligne de production de fibre pour bien comprendre les procédés en aval et leur impact sur l’opération de blanchiment.
Le problème s’explique parfois par un contrôle inapproprié dans une section précise de l’installation. Pour le résoudre, les spécialistes de la ligne de production de fibre qui font partie du groupe Contrôles de FPInnovations peuvent donner des conseils et offrir leur aide à l’usine.
D’ailleurs, dans un exemple précis et à la suite d’une analyse des données sur le procédé et d’évaluations réalisées en laboratoire, l’équipe a démontré qu’une stratégie de contrôle à rétroaction au stade d’extraction avait aidé l’usine à réaliser des économies soutenues au chapitre de la consommation de la soude caustique en abaissant le ratio entre la soude caustique et le ClO2. Grâce aux recommandations de FPInnovations, l’usine a pu économiser environ 750 000 $ par année.
Il arrive aussi que les problèmes soient causés par la distribution (en pourcentage) d’un produit chimique (comme le dioxyde de chlore) à différents stades du blanchiment ou par l’efficacité d’un produit chimique (comme le peroxyde d’hydrogène) à un stade précis. Dans les deux cas, une évaluation en laboratoire pourrait permettre de trouver une solution rentable pour l’usine.
Comment l’analyse des données sur le procédé peut être utile
Chaque usine possède ses propres stratégies opérationnelles et ses propres critères de performance. L’analyse des données historiques aide à évaluer la performance d’une technologie exclusive à l’usine, comme la technologie de blanchiment presque neutre (NNB) ou Papricycle de FPInnovations.
Dans une étude de cas, FPInnovations a découvert que l’implantation de la technologie NNB permettait d’atteindre la blancheur finale avec une importante diminution de la variabilité de la blancheur au stade D2 final et à la machine, et ce malgré un contrôle inadéquat du dosage de soude caustique au stade d’extraction.
Dans un autre cas où une usine avait implanté la technologie Papricycle de FPInnovations dans une de ses lignes de production de fibre, l’analyse des données historiques a révélé que l’usine avait réalisé des économies non seulement pour la soude caustique au stade E1, mais aussi pour le dioxyde de chlore au stade D1.
Économies potentielles importantes
Au fil des ans, le savoir-faire de FPInnovations en matière de chimie des procédés, d’analyse des données et de contrôle des procédés a aidé des usines de pâte kraft à réduire leurs coûts de blanchiment de 500 000 $ et même jusqu’à 1 M$ par année.
À l’heure actuelle, l’équipe s’efforce d’aider les usines en proposant des solutions basées sur l’analyse des données du procédé et d’évaluation en laboratoire. Les recherches en cours, ainsi que la collaboration avec les membres, se poursuivront pour faire progresser l’amélioration du blanchiment et aider les usines à s’adapter aux variations des essences de bois et à des marchés en constante évolution.
Pour en savoir plus sur ce projet, veuillez communiquer avec Shree-Prakash Mishra, chercheur senior, à ShreePrakash.Mishra@fpinnovations.ca.
