Machine à papier

Une machine à papier est la technique essentielle de l'industrie papetière puisque c'est elle qui produit le papier, généralement sous forme de bobines très volumineuses, à partir de la pâte à papier.

Elle se compose de différentes parties :

• les circuits de tête de machine
• la formation de la feuille
• le pressage de la feuille
• le séchage de la feuille
• mise en format du papier.

Selon le type de papier fabriqué, il peut exister des étapes différentes ou en plus comme le couchage ou satinage du papier qui intervient alors après le séchage.

Les circuits de tête de machine

On donne le nom de circuits de tête de machine aux circuits reliant la trituration de la pâte à papier à la caisse de tête de la machine à papier.

La trituration de la pâte comprend :

• la désintégration des balles de pâte dans le pulpeur
• le raffinage de la pâte
• le mélange, selon la composition nécessaire pour un papier déterminé.

Toute la trituration de la pâte s’effectue à des concentrations en matières sèches comprises entre 3 et 6 %, ceci pour des considérations économiques et pratiques :

• réduction des volumes nécessaires au transport et au stockage de la pâte
• économies d’énergies.

On reste cependant limité pour des problèmes de transport (utilisation des pompes centrifuges) à des concentrations pouvant que très rarement dépasser 6 %.

En caisse de tête ou dans la cuve d'une forme ronde, pour des considérations de défloculation et de bonne formation de feuille (épair et caractéristiques physiques du papier), on a intérêt à travailler le plus dilué possible, compte tenu de la capacité des circuits et de l'égouttage disponible sur machine.

Les circuits de tête de machine auront donc plusieurs fonctions :

1. régler le grammage (le poids au m² du papier) :

   Pour une vitesse machine donnée et pour une concentration constante de pâte dans le cuvier machine, le grammage du papier sera fixé par le débit de pâte (venant du cuvier machine), qui est réglé soit par une vanne (vanne de poids ou de grammage) soit par une pompe volumétrique à vitesse variable.

2. réguler la dilution :

   C'est-à-dire la concentration en caisse de tête. On utilise la plus grande partie des eaux blanches sous toile pour diluer la pâte venant du cuvier de tête de machine. La pâte et les eaux blanches sont envoyées à l’aspiration de la pompe primaire ou pompe de dilution qui assure le mélange et le transport vers la caisse de tête.

3. réaliser l’épuration fine :

   Cette épuration est plus efficace sur une pâte diluée (entre 5 et 10 g/l).

   • Épuration des impuretés lourdes dans des hydrocyclones. Cette épuration très efficace nécessite une dépense énergétique importante (débit important et perte de charge élevée comprise entre 1,5 et 2,5 bars).
   • Épuration des impuretés grosses (lourdes ou légères) dans des épurateurs à tamis : paniers à trous ou paniers à fentes. Dans ce cas, on élimine des « matons », des filoches, et dans certains cas des plastiques.
     Perte de charge dans ces appareils : 0,1 à 0,5 bars selon le pourcentage d’ouverture, le débit, la concentration de la pâte et l’état de colmatage du panier.

4. affinage de la pâte :

   Pour certaines fabrications, on trouve encore un post raffinage tête de machine permettant le cas échéant de régler très rapidement l’épair (meilleur formation) et surtout la porosité ou perméabilité du papier.

   Certains adjuvants utilisés pour l’amélioration du produit (agents de collage, colorants, agents résistant à l’état humide, …) ou pour l’amélioration du process (agents de rétention, etc.) sont de plus en plus introduits systématiquement au niveau des circuits de tête.

   Les charges sont généralement introduites à ce niveau dans les circuits de machine à papier.

La formation de la feuille