SACCHARIFICATION DU BOIS

J. A.Hall, J. F. Saeman, et J. F. Harris

Note résumée¹

¹ Préparée à la demande de la FAO en relation avec le travail du comité technique de la chimie du bois.

par J. A. HALL, Directeur, J. F. SAEMAN, Chimiste, et J. F. HARRIS, Ingénieur chimiste, Laboratoire des produits forestiers, Service forestier, Département de l’agriculture des Etats-Unis

NOTE. Le laboratoire de produits forestiers de Madison, Wisconsin, est subventionné en collaboration avec l’Université du Wisconsin.

En dépit des premiers espoirs, et de tout un travail de recherche et de mise au point, la saccharification du bois n’a pas répondu à ce qu’on en attendait. Son histoire a été faite de déceptions, avec près d’une vingtaine d’échecs coûteux. Mais aujourd’hui l’espoir semble luire plus brillamment que jamais. Les erreurs du passé sont inscrites aux profits et pertes, et elles ne semblent pas susceptibles d’avoir grande influence sur l’avenir. Les savants et les industriels considèrent les déchets cellulosiques comme une source potentielle importante d’aliments et de produits chimiques. Moyer (39)² a fait les prédictions suivantes dans un article récent sur l’avenir de la cellulose:

«L’hydrolyse de la cellulose en un mélange de glucose et de polysaccharides simples aura un jour une importance économique de premier ordre... Les sous-produits cellulosiques trouveront des utilisations de plus en plus nombreuses comme point de départ de l’élaboration, grâce à des processus chimiques ou biologiques, de produits simples de la série aliphatique... Pour un avenir lointain, nous pouvons prévoir que la cellulose, le plus abondant des produits de la photosynthèse, deviendra une des matières premières les plus utiles à l’humanité. La croissance des végétaux en reconstitue la source tandis que s’épuisent de façon continue les matières premières accumulées dans le passé.»

² Les chiffres entre parenthèses se rapportent aux ouvrages cités à la fin du présent rapport.

Il est probable que le résultat le plus important, le plus riche en conséquence, de la mise au point d’un procédé économique de saccharification serait son influence sur la gestion des forêts et l’utilisation de leurs produits. Il deviendrait possible d’exploiter à blanc des forêts improductives pour les planter en essences productives de valeur destinées à fournir du bois d’oeuvre, de la pâte et des résidus cellulosiques destinés à l’industrie chimique. Cette perspective a, à elle seule, toutes sortes de répercussions possibles, et justifie qu’on fasse un gros effort de recherche.

Un autre résultat, qui ne peut faire l’objet d’une évaluation directe, est l’aspect politique de l’autonomie économique et de l’équilibre du commerce extérieur. N’importe quel pays possédant en abondance des déchets cellulosiques pourrait, en cas de guerre, les transformer en combustible ou en nourriture sans faire appel à ses terres cultivées. Cependant, la recherche d’un procédé de saccharification en vue de la production du sucre et de sa transformation en alcool carburant ne se justifie guère. Cederquist (52), dans une communication faite à Lucknow, souligne que, si l’on a besoin de carburant, il est mille fois préférable d’utiliser la matière première cellulosique directement plutôt que de tenter sa conversion en alcool. Le criterium définitif qui permet de juger de l’importance d’un procédé de saccharification est le point de vue économique. Il varie considérablement selon l’endroit considéré. On peut cependant dégager quelques idées générales.

Si l’on considère l’utilisation alimentaire du sucre, il faut noter que l’on peut acheter couramment sur le marché mondial du saccharose cristallisé pur, à près de 100 pour cent de pureté, pour un peu plus de 3 cents la livre (f. o. b. Cuba), et du sucre sous forme de mélasses de canne pour l’alimentation des animaux à environ la moitié de ce prix (22). En cette matière, le facteur déterminant est le coût du transport au lieu de consommation. Dans beaucoup de régions, il augmente les prix au point que l’on pourrait fabriquer du sucre, à partir des déchets cellulosiques disponibles, à des prix compétitifs. La question a aussi un aspect à long terme: on peut s’apercevoir qu’il faut beaucoup plus d’aliments pour nourrir la population du globe. Hass et Lamborn (22) prétendent que la production mondiale de sucre de canne pourrait être facilement doublée et soulignent que, dans ces conditions, le problème de la production de sucre n’a pas de caractère d’urgence. Les pays menacés par une pénurie de ressources alimentaires auraient aussi à faire la comparaison entre les avantages qu’ils retireraient d’investissements destinés à la transformation de cellulose et ceux qui résulteraient de dépenses consacrées à la fertilisation des terres disponibles.

Les résidus cellulosiques, du point de vue matière première pour l’industrie chimique, sont une source d’hexoses et de pentoses. Les hexoses, qui constituent la plus forte proportion, sont l’équivalent des sucres provenant des sources habituelles. Les pentoses, d’autre part, ont une propriété particulière: celle de pouvoir être transformés en furfurol, un produit que l’on n’a pu produire à partir d’autres corps. Les pentosanes des rafles de maïs et de la bagasse sont aujourd’hui la source principale de furfurol. Mais la teneur du bois en pentosanes est trop faible pour que l’on se hasarde à une spéculation économique basée sur ce seul produit.

Les brèves remarques qui précèdent conduisent à conclure que la mise au point d’un procédé de saccharification techniquement applicable aurait des avantages indirects; mais que l’aspect économique de la question est dominant. Pour être valable, le procédé devrait permettre de produire du sucre à des prix susceptibles de concurrencer le sucre de canne, ou les mélasses de canne, dans les pays où il serait mis en œuvre.

BUT ET PORTÉE DE LA PRÉSENTE ÉTUDE

Cette étude a été préparée à la demande de la FAO pour servir de base à un rapport destiné à être distribué à ses Etats Membres. Son but est de décrire les progrès réalisés en matière de saccharification du bois, d’exposer les possibilités, aussi bien que les difficultés économiques et techniques des procédés, et de mettre en relief les directions dans lesquelles les perspectives les plus favorables paraissent s’offrir aux recherches.

Donner un tableau complet de la théorie et des techniques de la saccharification du bois dépasserait le cadre de cette communication, mais on exposera assez d’aspects techniques du problème pour donner une idée nette des méthodes examinées.

La saccharification du bois n’est qu’un des aspects d’un problème plus vaste: l’utilisation chimique des résidus cellulosiques. Le sucre n’est que l’un des nombreux produits que l’on peut obtenir à partir de ces résidus, et le bois ne constitue qu’une des catégories des produits variés dont on peut partir. Il se trouve que la plus grande partie de la littérature dont on dispose sur l’utilisation chimique des déchets cellulosiques se rapporte au bois. On s’est efforcé autant que possible, dans ce rapport, de couvrir les produits pour lesquels le sucre n’apparaît que comme un intermédiaire.

SOURCES DES RENSEIGNEMENTS

On trouve, dans les ouvrages publiés, de nombreux renseignements sur la fabrication de sucre et d’alcool à partir de matières premières cellulosiques, mais assez peu de choses sur les aspects industriels et économiques de la question. Les ouvrages d’Hägglund (20), Wise et Jahn (56) comportent des chapitres consacrés au sujet, avec d’importantes bibliographies. Les premières tentatives industrielles ont été décrites par Foth (10) et Demuth (16). La mise au point du procédé Scholler est décrite dans les publications allemandes (13, 14, 35, 46, 49). Sherrard et Kressman (51) ont décrit l’histoire des premières méthodes de saccharification du bois aux Etats-Unis. Une série de communications faites à une conférence sur le sucre provenant du bois et de déchets industriels a été imprimée dans Industrial and Engineering Chemistry (23). Saeman, Locke et Dickerman, après la seconde guerre mondiale, ont publié des rapports sur la production de sucre de bois en Allemagne et sa transformation en levure et alcool (45). Harris (21) a tracé en 1949 un tableau d’ensemble de la saccharification du bois dans le bulletin annuel Advances in Carbohydrate Chemistry. On a décrit (42, 54) l’usine d’alcool de sucre de bois d’Ems (Suisse), si bien installée et gérée.

Gilbert et ses collaborateurs de la Tennessee Valley Authority ont publié les détails de leurs études, en usine pilote, sur l’hydrolyse du bois par une méthode de percolation (15). On a publié une étude d’ensemble de l’hydrolyse du bois et une description de l’usine américaine de Springfield, Oregon (44).

Wenzel (55) a publié en 1954 une étude complète de la chimie et des techniques de l’hydrolyse acide du bois. Ces diverses sources fournissent un véritable tableau de l’hydrolyse du bois.

Un stage d’études, organisé par les Nations Unies à Lucknow (Inde) en 1952, s’est occupé de la production et de l’utilisation de l’alcool carburant (52). Son programme comprenait aussi la production de sucre de bois. La sixième session du Comité technique FAO de la chimie du bois, qui s’est tenue à Stockholm en 1953 (8), a eu pour objet la saccharification du bois. Dans le présent rapport on a retenu particulièrement les renseignements fournis dans ces réunions.

LES CONSTITUANTS DU BOIS

La quantité et la nature des sucres que l’on peut tirer du bois, et les méthodes à mettre en œuvre pour réaliser l’hydrolyse nécessaire, dépendent des polysaccharides qu’il contient.

Le principal polysaccharide contenu dans toutes les matières premières végétales ligneuses est la cellulose. Elle est chimiquement et physiquement analogue au coton en ce qu’elle est fibreuse, très résistante aux alcalis, et très difficile à hydrolyser en glucose.

On trouve des hémicelluloses dans le bois et autres matières premières cellulosiques dans la proportion d’environ un tiers du total des hydrates de carbone. L’hémicellulose est amorphe et, faute de structure cristalline, s’hydrolyse bien plus facilement que la cellulose. Si tous les hydrates de carbone du bois étaient aussi facilement hydrolysables que l’hémicellulose, l’utilisation industrielle immédiate et sur une vaste échelle de la saccharification du bois ne ferait pas de doute.

Gustafsson et ses collaborateurs (19) ont déterminé les sucres contenus dans l’hydrolysat de 20 espèces différentes de bois. D’après ces chercheurs, toutes les espèces de bois étudiées contiennent glucosane, galactane, mannane, arabane et xylane. La proportion de galactane par rapport au total des sucres produits dans l’hydrolyse des résineux varie de 6,0 à 17,5 pour cent, et celle de mannane de 7,5 à 16,0 pour cent. Les valeurs correspondantes pour les feuillus sont respectivement 1,0 à 4,0 pour cent et 0,5 à 4,0 pour cent. Le taux du xylane dans les résineux varie de 9,0 a 13,0 pour cent et dans les feuillus de 19,5 à 39,0 pour cent. Le taux d’arabane est faible dans tous les cas et ne dépasse 3 pour cent que pour trois sortes de résineux. La composition en hydrates de carbone d’une espèce déterminée n’est pas strictement constante, mais ses variations ne sont pas suffisantes pour masquer les différences caractéristiques qui existent entre les résineux et les feuillus.

La lignine est le principal composant hydro-carboné du bois et d’autres matières premières végétales. C’est essentiellement un produit de la série aromatique fortement polymérisé, et il subsiste presque entièrement après hydrolyse comme un résidu insoluble représentant 20 à 30 pour cent du bois. La chimie de la lignine a été récemment révisée entièrement par Brauns (5). Alors que la lignine n’a guère trouvé d’utilisation dans le passé, elle pourrait fort bien être la clef de quelque procédé futur permettant l’utilisation complète des résidus cellulosiques.

MÉTHODES DE SACCHARIFICATION

La transformation en sucres des matières cellulosiques paraît, à première vue, n’être qu’une simple rupture, sous l’action de l’hydrolyse, des liaisons glicosiques. On s’attendrait donc à ce que la réaction soit simple et à ce que les investissements nécessaires à l’établissement d’une usine l’utilisant soient peu élevés. En fait, la cellulose a une particularité unique parmi tous les polysaccharides connus: elle est extrêmement résistante à l’hydrolyse. Les liaisons glucosiques elles-mêmes sont facilement rompues mais, en raison de la structure cristalline de la cellulose, l’acide dilué, habituellement utilisé comme catalyseur, ne parvient que lentement à leur contact. Il en résulte que, dans les conditions de température et de concentration de l’acide nécessaires pour que la réaction se fasse dans un temps raisonnable, il se produit une importante décomposition des sucres formés. Compte tenu de ces données, un petit nombre seulement de possibilités se présentent pour la réalisation pratique de l’hydrolyse.

1. On peut faire une simple hydrolyse à l’acide dilué sans séparer le produit à mesure qu’il se forme.

2. On peut employer une méthode de percolation, qui permet d’augmenter le rendement de la réaction en enlevant, de façon continue, le produit à mesure qu’il se forme.

3. On peut employer un acide concentré qui détruit la structure de la cellulose, solubilise les hydrates de carbone, et hydrolyser ensuite à l’acide dilué.

L’hydrolyse, simple du bois à l’acide dilué

Le procédé d’hydrolyse du bois en une seule cuisson a été la première façon commerciale de fabriquer des sucres à partir du bois. Il a l’avantage d’une grande simplicité et, après amélioration, pourrait bien être encore la méthode de choix dans certains cas.

Des usines ont utilisé cette méthode élémentaire à Georgetown (Caroline du Nord) et Vullerton (Louisiane) dans les périodes qui ont immédiatement précédé et suivi la première guerre mondiale. D’après Sherrard et Kressman (51) ces usines produisaient 5000 à 7000 gallons (environ 22700 à 31800 litres) d’alcool par jour. L’usine de Georgetown a été décrite par Foth (10) et Demuth (6). Le travail expérimental qui a été réalisé à cette occasion a été exposé par Kressman (32). En 1921, Sherrard a publié une étude sur la technique de ce procédé (50).

A l’usine de Georgetown, le bois était attaqué, pendant une heure, dans quatre cuiseurs sphériques qui contenaient chacun 4 700 livres (environ 2 132 kg) de bois sec. Le sucre était extrait dans une batterie de huit cellules de 150 pieds cubes (environ 5 m³) disposées pour permettre une extraction à contre-courant. Environ 96 pour cent des sucres étaient extraits et on obtenait une solution qui contenait environ 12 pour cent de produits solides, près de 9 pour cent de sucres réducteurs et environ 6 pour cent de sucres fermentescibles.

Giertz (8) a décrit un procédé utilisé en Suède au cours de la seconde guerre mondiale pour réaliser l’hydrolyse continue de déchets de bois. Les copeaux étaient imprégnés, dans une tour, de gaz anhydride sulfureux. La base de la tour était reliée au mécanisme d’alimentation d’un défibreur Asplund. Les copeaux étaient préalablement chauffés à 180° C pendant 2 à 3 minutes, moulus dans le défibreur, et la pâte était évacuée de façon continue, sous pression, par une vanne de sortie. Sept unités semblables fonctionnaient en parallèle. La pâte était lavée avec centrifugation et les parties solubles réacidifiées et hydrolysées à nouveau. On faisait fermenter la solution de sucres, à la concentration de 8 pour cent avec la liqueur au sulfite épuisée de l’usine. On a établi des projets pour saccharifier la cellulose des résidus, mais on ne les a jamais réalisés. La lignocellulose résiduelle était utilisée comme combustible. Les tentatives qui ont été faites pour l’utiliser comme charge dans la fabrication de matières plastiques à base de bakélite se sont révélées infructueuses.

Le fonctionnement de l’usine dépendait des prix élevés de l’alcool garantis par le gouvernement. Après la guerre, elle cessa son activité et fut démolie en 1946.

On a décrit un procédé d’hydrolyse du bois consistant à pomper une boue, formée de 8 à 10 parts d’acide dilué pour une de sciure, dans un échangeur de températures (24, 25, 40, 41). Il n’a pas été utilisé de façon commerciale. Il avait pour but la production d’un plastique lignocellulosique. En tant que moyen de production de sucres, la méthode a l’inconvénient de donner des solutions diluées à cause du rapport élevé liquide/solide.

L’hydrolyse simple, en une seule cuisson, de la cellulose a son intérêt, mais le rendement est très limité. De nouvelles recherches sur la cinétique de la réaction ont donné l’espoir de pouvoir améliorer le rendement.

A la suite de la commercialisation de l’hydrolyse en une cuisson, au cours de la première guerre mondiale, Meunier (37-38) et Desparmet (7) ont publié les recherches qu’ils avaient faites sur ce sujet, en indiquant qu’il serait désirable de faire l’hydrolyse en plusieurs stades successifs. En 1945, Plow et ses collaborateurs ont décrit des expériences consistant à utiliser plusieurs temps pour l’hydrolyse (43).

A un groupe de travail sur la production et l’utilisation d’alcool-carburant en Asie et en Extrême-Orient, Cederquist (52) a décrit un procédé mis au point en Suède pendant la guerre. Des études faites en usines pilotes ont porté sur l’emploi de réacteurs-cuiseurs de dimensions normales, mais le procédé n’a pas été mis en application.

Le résumé suivant est emprunté au rapport de Ceder-quist:

«Un examen attentif de tous les procédés connus indique que l’hydrolyse aux acides dilués, convenablement réalisée, implique des dépenses bien moindres que l’hydrolyse aux acides concentrés, mais il y a place encore pour des améliorations du procédé. Pendant la guerre l’auteur et ses collaborateurs ont effectué une révision soigneuse du problème de l’hydrolyse. Comme conclusion de nos recherches, nous avons proposé de réaliser le procédé avec du bois très fragmenté imprégné d’acide, en deux stades successifs, dans une atmosphère de vapeur d’eau. Environ 50 pour cent du bois (sec) est converti en sucres, et les solutions sucrées obtenues ont une concentration de 10 à 12 pour cent.

«Les résultats de nos recherches peuvent donc se résumer ainsi:

1. Un assez bon rendement en sucre (48 à 50 %).

2. Une forte concentration en sucre (10-12 %).

3. Tous les pentoses enrichissent la solution obtenue au premier stade, ce qui facilite leur utilisation. La solution sucrée obtenue au second stade ne contient que du glucose.

4. La consommation totale d’acide sulfurique est faible, et équivaut à 20-25 kilogrammes par tonne de bois.

5. La consommation de vapeur d’eau, sans récupération de chaleur, s’élève à 1,3 tonne par tonne de bois.

6. Les cuiseurs où se fait l’hydrolyse sont de petites dimensions, étant donné le temps très court nécessaire à cette opération. On peut transformer en sucres 50 tonnes de bois par jour en utilisant deux cuiseurs de 3 mètres cubes chacun, et deux de 2 mètres cubes chacun.

«L’hydrolyse est réalisée dans les conditions suivantes:

1. Le bois est imprégné sous forme de minces rabotures, copeaux, ou sciure.

2. Le bois est imprégné d’acide faible et débarrassé de la liqueur en excès avant l’hydrolyse.

3. L’hydrolyse est réalisée dans une atmosphère de vapeur d’eau.

4. Premier stade:

a) Imprégnation avec un liquide contenant 0,5 pour cent d’acide sulfurique Température: 190 ºC. Pression de vapeur: 12 kg/cm². Durée d’hydrolyse: 3 minutes.

b) Elimination du sucre par lavage dans un bassin filtrant à contre-courant continu.

5. Deuxième stade:

a) Le résidu provenant du premier stade est imprégné d’une solution contenant 0,75 pour cent d’acide sulfurique. Température: 215° C. Pression de vapeur: 20 kg/cm². Durée d’hydrolyse: 3 minutes.

b) Elimination du sucre par lavage dans un bassin filtrant à contre-courant continu.»

Les méthodes de saccharification avec percolation consistent à mettre du bois dans un récipient sous pression, résistant aux acides, et à hydrolyser avec de l’acide dilué que l’on injecte au sommet du récipient et que l’on évacue, par filtration, à la base. Dans ces conditions la production et l’extraction des sucres se font simultanément. Les sucres sont séparés et refroidis aussi vite que possible pour éviter leur décomposition.

La mise au point industrielle du procédé Scholler, utilisant cette technique de percolation, a été décrite par Schaal (46), Fritzweiler et Rockstroh (14), Lüers (35), Scholler (48. 49), et Fritzweiler et Karsch (13). Leurs publications ne contiennent pas de renseignements détaillés sur ce procédé, mais on a obtenu en 1945 les détails de fabrication des usines Tornesch et Holzminden (45, 17).

A l’heure actuelle, il y a trois usines utilisant le procédé Scholler en Allemagne, les usines Tornesch et Holzminden en Allemagne occidentale, l’usine Dessau en Allemagne orientale. Il y en a une aussi en Suisse, et une autre en Corée.

Une usine Scholler typique a six ou huit cuiseurs de 50 mètres cubes, en acier garni de céramiques résistant aux acides. Le diamètre de ces cuiseurs est de 2,40 mètres, et leur hauteur totale d’environ 13 mètres. Le sommet du cuiseur, ou percolateur, est muni de tuyauteries d’arrivée de vapeur, d’arrivée d’air, et d’arrivée de l’acide dilué chaud. Le fond est muni d’un cône de filtration et d’une vanne de décharge à ouverture rapide pour l’évacuation des résidus de lignine. Le cuiseur est chargé de 9 à 10 tonnes de sciure et de copeaux dont la densité est de 180 à 200 kilogrammes de bois sec par mètre cube. Une dose d’acide dilué est alors injectée à une température inférieure à celle du contenu du percolateur, et l’acide injecté est chauffé à la vapeur, en partant de la base, jusqu’à ce qu’on atteigne la température désirée. La solution est ensuite extraite du percolateur par pression en injectant la vapeur au sommet, au-dessus de la charge. Cette opération est répétée jusqu’à 20 fois, avec de l’acide sulfurique à 0,8 pour cent, et à des températures qui augmentent progressivement jusqu’au maximum de 184° C. En partant de 10 tonnes de bois, on obtient environ 120 tonnes de liqueur à une concentration de 5 à 6 pour cent de sucre.

L’usine Scholler à Ems (Suisse) à donné d’excellents résultats (42, 54). Elle a vraisemblablement fonctionné avec un rendement supérieur à celui qui avait été prévu en produisant environ 235 litres d’alcool absolu par tonne de bois. L’usine d’Ems est analogue aux usines allemandes, à ceci près qu’elle a une cadence de percolation plus rapide et que le sulfate de chaux est extrait par centrifugation du moût neutralisé. Les boues sont lessivées sur un séchoir à tambour.

Les chiffres de production fournis par les usines allemandes après la seconde guerre mondiale ont fait ressortir un fonctionnement déficitaire, mais il est certain que les difficultés du temps de guerre ont eu un effet défavorable. L’usine d’Ems a eu moins de difficultés de ce genre: elle est devenue une affaire prospère. Les renseignements les plus sûrs dont on puisse disposer indiquent que le procédé Scholler peut être utilisé, comme on l’a indiqué dans les grandes lignes, pour produire de l’alcool avec des rendements de 50 gallons (environ 228 litres) ou plus par tonne de bois sec. Le rapport présenté par Rockstroh à Stockholm (8) fait penser que les problèmes techniques correspondants sont en bonne voie.

On a publié (44) le travail récent réalisé aux Etats-Unis sur la production de sucre de bois par un procédé de percolation. En 1937, la Clins Dow Chemical Co. de Marquette (Michigan), a acheté le brevet Scholler pour les Etats-Unis. Un procédé Scholler modifié fut étudié à l’échelle usine-pilote, mais ne fut pas utilisé commercialement. En 1943, le War Production Board a recommandé que le laboratoire fédéral des produits forestiers étudie le procédé Scholler dans l’usine-pilote établie à Marquette. On demanda à la Vulcan Copper and Supply Co. de suivre la marche de cette usine-pilote et d’établir un rapport de fabrication qui pourrait servir de base à l’étude technique d’une usine normale. A la suite de ces recherches, le War Production Board a recommandé la construction et la mise en route d’une usine normale utilisant le procédé Scholler modifié, en tant qu’assurance contre une pénurie possible et future de céréales. En 1944, on entreprit la construction d’une usine à Springfield (Oregon).

A l’usine de Springfield on réalisa avec succès la préparation et la fermentation des produits d’hydrolyse du bois. Toutefois, certains problèmes se posèrent à propos de la production du sucre, mais aucun d’entre eux ne fut considéré comme d’importance capitale pour la fabrication. Il est possible que l’histoire même de l’usine rende compte d’une partie des difficultés. A la fin de la guerre, le contrat pour l’usine, qui n’était pas achevée, fut annulé par le gouvernement. Sa construction fut reprise plus tard, et après quelques compromis dans la mise au point des techniques, nécessités par les économies à réaliser, l’usine put, en février 1947, commencer à fonctionner.

Des modifications importantes du procédé Scholler, en particulier en ce qui concerne la vitesse de fonctionnement, furent nécessaires avant qu’il ne fut acceptable dans les conditions économiques de l’Amérique. Ces modifications furent étudiées dans une petite usine-pilote, sans étape intermédiaire vers la création d’une usine de dimensions normales. Pour des périodes limitées, au cours des essais, le rendement en sucre du bois écorcé atteignit le taux que l’on avait annoncé. Mais la mise en œuvre du procédé à l’échelle industrielle ne fut pas réalisée.

Après la guerre, la Tennessee Valley Authority s’intéressa à la saccharification du bois en raison des importantes quantités de déchets et de bois de dimensions trop faibles pour fournir du bois d’œuvre, disponibles dans la région. En 1952, Gilbert et ses collaborateurs firent un rapport (15) sur les études réalisées, en usine-pilote, en coopération avec le Laboratoire des produits forestiers. Le but de ce travail était de préparer des mélasses en quantité suffisante pour procéder à des expériences sur l’alimentation du bétail, ainsi que d’améliorer et de simplifier la méthode d’hydrolyse. Une étude économique fit ressortir que, dans des secteurs favorables des Etats-Unis, la production de mélasses de sucre de bois pour l’alimentation animale aurait été rentable pendant plusieurs années après la guerre. Les risques de l’opération et la modicité des bénéfices à en attendre en font une spéculation marginale. Harris et Lloyd (33) ont procédé à une estimation économique plus récente du procédé tel qu’il a été mis au point au Laboratoire des produits forestiers.

Ant-Wuorinen (1, 2, 3) a récemment étudié l’hydrolyse du bois par un procédé de percolation utilisant l’anhydride sulfureux comme catalyseur. Ce procédé diffère de celui de Scholler en ce qu’il est plus rapide, et provoque une moindre décomposition des sucres. Il a été réalisé au cours d’importants essais en usine-pilote. Fouque (11) a pris un brevet pour un procédé d’hydrolyse du bois à l’acide dilué utilisant les percolateurs à la façon d’une batterie d’extraction.

De tous les procédés de percolation à l’acide dilué qui ont été proposés, seul le procédé Scholler, tel qu’il est appliqué en Allemagne et en Suisse, a soutenu l’épreuve d’une application à l’échelle industrielle.

Procédés de saccharification du bois aux acides forts

Un grand nombre de procédés proposés pour l’hydrolyse du bois rentrent dans la catégorie des méthodes utilisant les acides forts. Elles sont caractérisées par l’emploi de fortes doses d’acide concentré qui entraînent un gonflement considérable ou une mise en solution de la cellulose. Cela permet de rompre les liaisons qui maintiennent la cellulose à l’état cristallin et la rendent très résistante à l’hydrolyse ordinaire avec acide dilué. Après gonflement considérable ou mise en solution et hydrolise partielle, l’hydrolyse doit être achevée en solution acide diluée.

Les toutes premières expériences sur la saccharification de la cellulose utilisaient l’acide sulfurique. Après amélioration, comme dans la méthode Giordani-Leone, ce procédé a beaucoup d’avantages. A la réunion du Comité de la chimie du bois qui s’est tenue à Stockholm, Centola (8) a décrit la méthode Giordani-Leone, et l’usine construite en Italie pendant la seconde guerre mondiale.

On soumet le bois à une préhydrolyse à l’acide dilué pour éliminer les hémicelluloses. Le résidu sec est traité à l’acide sulfurique à 60° Baumé dans un broyeur à tambour. Le mélange est alors dilué avec la liqueur provenant de la préhydrolyse, et chauffé pour achever l’hydrolyse.

Le fonctionnement de l’usine a été arrêté par la guerre avant que l’on put acquérir une expérience satisfaisante du procédé. Centola donne cependant la liste suivante de ses avantages et de ses inconvénients:

«Avantages

1. Rendement élevé en alcool.

2. Récupération du furfurol et, éventuellement, d’autres sous-produits, tels que l’acide acétique et des huiles essentielles.

3. Possibilité de travailler à partir de sciure aussi bien que de copeaux.

1. Forte consommation d’acide.

2. Nécessité de trouver des débouchés pour de grosses quantités de sulfate de chaux.»

Dans la méthode mise au point par Guinot (18), on réalise l’hydrolyse de la cellulose au moyen d’acide formique, en présence d’acide sulfurique. A une température de 75° à 80°, l’hydrolyse est réalisée en 2 heures environ. On prétend que le rendement est élevé.

La seule méthode à l’acide concentré qui ait quelque possibilité d’utilisation commerciale est celle de Rheinau ou Bergius (4) qui utilise l’acide chlorhydrique fumant. En 1940, une usine de dimensions normales utilisant ce procédé a été construite à Regensburg (Allemagne). Après la seconde guerre mondiale, on en a obtenu la description suivante (45):

«Le bois est déchiqueté en copeaux, qui n’ont pas plus de 1 centimètre dans leur grande dimension, et conduit par un système pneumatique à un séchoir tournant Buttner... Les gaz, provenant des déchets, et le bois avancent parallèlement dans le séchoir, et le taux d’humidité est abaissé à 6 pour cent. Le bois est alors chargé dans des cuiseurs de 50 mètres cubes garnis de caoutchouc et de briques résistant aux acides; l’extraction se fait à l’aide de 50 pour cent (en volume) d’acide chlorhydrique. Il y a deux batteries parallèles de 14 extracteurs; dans la moitié de chacun, on extrait à l’acide concentré, dans l’autre moitié, à l’eau. Le cycle dans chaque cuiseur dure 55 heures. A la suite de l’extraction, à contre-courant, à l’acide, on obtient un sirop contenant de l’eau avec 32 pour cent de sucres et 28 pour cent d’acide chlorhydrique. On envoie ce sirop dans un évaporateur sous une pression de 30 à 40 millimètres de mercure et à une température de 40° C. Là, la concentration en sucres s’élève à 60-63 pour cent, et la concentration en acide s’abaisse vers 2 à 5 pour cent. Ces évaporateurs ont des réchauffeurs séparés où le sirop circule à l’intérieur de tubes de porcelaine. La boule du réchauffeur est en acier garni de caoutchouc. La vapeur est injectée dans le sirop pour réduire la concentration en acide. A ce moment les hydrates de carbone en solution sont surtout des oligosaccharides, et, pour les transformer en monosaccharides, on les «invertit» par dilution et ébullition. L’acide résiduaire suffit à catalyser l’hydrolyse. Le produit est neutralisé à la chaux et utilisé pour la production de levure. Les substances en solution sont: glucose: 70 pour cent; pentoses: 10 pour cent; chlorure de calcium: 20 pour cent...

«L’acide récupéré et les eaux de lavage contenant de l’acide dilué passent dans un système de récupération de l’acide où se fait une déshydratation. On utilise pour cela du chlorure de calcium qui augmente la concentration de ClH ou HCl dans la phase gazeuse. L’eau est séparée de façon continue du chlorure de calcium dans le même appareil.

Ce qui se trouve dans les appareils est extrêmement corrosif, et le procédé est dangereux. La température est de 145° C. Pour résister dans ces conditions - température élevée, forte concentration en acide, et présence de chlorure de calcium - l’appareillage est garni de caoutchouc et protégé par une double rangée de briques. Les tubes de chauffage sont en cuivre plaqué d’or ou de platine.

«Cette usine était en voie d’être équipée pour la préhydrolyse du bois avant de le faire passer au procédé Bergius. On devait charger trois cuiseurs de 100 mètres cubes en acier garni de caoutchouc et de briques résistant aux acides, avec 10 tonnes de bois, et hydrolyser avec 100 mètres cubes d’acide chlorhydrique à 1 pour cent, à une température de 127° à 128° C pendant quatre heures. On avait prévu une pompe pour assurer la circulation extérieure des liquides. On devait laver le résidu à l’eau et le sécher... A l’époque où on l’a étudiée, cette usine se préparait à produire du glucose cristallisé à partir de sucre de bois. Quand on utilise une préhydrolyse à l’acide dilué, on peut faciliter considérablement la cristallisation en éliminant les sucres autres que le glucose. Les solutions provenant de la préhydrolyse conviennent parfaitement pour la fabrication de la levure.»

PROBLEMES GÉNÉRAUX POSÉS PAR LES MÉTHODES DE SACCHARIFICATION

La mise au point d’un procédé économique de saccharification des matières cellulosiques pose des problèmes nombreux et complexes, mais ils ne paraissent pas plus difficiles à résoudre que ceux auxquels un grand nombre des industries chimiques actuelles ont eu à faire face au cours de leur développement. Les procédés de saccharification mis au point aujourd’hui ont résolu ces problèmes de diverses façons, mais dans aucun cas on n’a pris en considération toutes les difficultés, ce qui a eu pour conséquence qu’aucun procédé n’a réussi, sur le plan économique, sans subventions. L’analyse qui suit s’appliquera aux principaux points que l’on doit avoir présents à l’esprit lorsqu’on considère les avantages de méthodes proposées; elle montrera aussi la direction générale dans laquelle on pourrait pousser les recherches.

Les matières premières cellulosiques peuvent être en gros groupées en deux classes: résidus agricoles, qui sont récoltés annuellement, et résidus ligneux, que l’on peut obtenir de façon continue si on le désire. Les uns et les autres constituent une excellente matière première, car on peut se les procurer de façon continue, en quantités illimitées et à bas prix, dans les endroits où on les produit. Toutefois, les résidus provenant de récoltes annuelles constituent d’habitude une matière première coûteuse si l’on considère le coût du ramassage et de l’emmagasinage. La plupart d’entre eux ont aussi un poids spécifique très faible qui nécessite des installations et un équipement de grandes dimensions pour le processus d’hydrolyse. Les végétaux récoltés annuellement ont un inconvénient supplémentaire: ils sont sujets à des variations saisonnières qui nécessitent de petits ajustements du procédé de fabrication. D’un point de vue général, le bois est une matière première supérieure aux végétaux annuels, mais il a aussi ses inconvénients. Il a un faible poids spécifique, et le coût de la manutention et de la préparation du bois pour la saccharification est élevé, même si on emploie les meilleures méthodes et le meilleur matériel. Par exemple, la manutention des grumes et leur transformation en copeaux, dans le procédé Scholler, reviennent à peu près à 0,5 cent par livre de sucre fabriquée (33).

Ce procédé doit être soigneusement adapté à la nature physique et chimique du bois dont on dispose. Pour la méthode à l’acide fort, il y a des limitations en ce qui concerne la matière première: la sciure, que l’on trouve souvent à bas prix (manutention comprise), ne convient pas. Tout procédé qui nécessite des copeaux purgés d’écorce entraîne une forte augmentation du coût de la matière première.

Le poids spécifique du bois constitue un important facteur du prix de revient. Un matériel permettant un fonctionnement continu permettrait peut-être de faire quelques économies.

La seule façon pratique de passer de la cellulose au sucre semble être l’hydrolyse acide; tous les procédés doivent par conséquent avoir recours à l’acide, au moins au stade de l’hydrolyse. C’est un point essentiel à considérer, car la nature de l’acide et sa concentration ont une influence très importante sur le prix de revient de l’usine. Dans la méthode à l’acide chlorhydrique concentré, la plus grande partie de l’installation doit être résistante aux acides, et l’estimation du coût de production (8) fait ressortir un amortissement d’au moins 0,5 cent par livre de sucre produit pour une grande usine. Ceci équivaut à plus de 200 dollars d’investissement pour installations par tonne produite annuellement. Cette industrie rentre donc dans la catégorie des industries chimiques coûteuses; elle est comparable à celle des pâtes au sulfate qui fabrique un produit à 200 dollars par tonne. Les usines qui utilisent l’acide dilué n’ont pas besoin d’autant d’installations résistant à la corrosion, et les investissements sont un peu inférieurs à la moitié de ceux que l’on a cités ci-dessus.

Les besoins en chaleur des installations dépendent surtout de l’utilisation finale des produits d’hydrolyse. Lorsqu’il s’agit de glucose cristallisé ou de mélasses, la quantité de chaleur nécessaire est énorme. Dans le procédé Bergius, il faut des calories pour récupérer l’acide concentré utilisé pour la première hydrolyse, tandis que, dans le procédé à l’acide dilué, la principale consommation de chaleur consiste à évaporer les solutions diluées pour en faire des mélasses. Cederquist (52) a employé des méthodes pour augmenter la concentration en sucres des hydrolysats dans le procédé à l’acide dilué, ce qui donne à ce procédé un avantage économique. Lorsque le sucre doit être utilisé en solution pour l’obtention de levure, d’alcool, ou d’autre produit facile à extraire d’une solution diluée, la quantité de chaleur nécessaire est bien plus faible, ce qui donne au procédé à l’acide dilué un net avantage sur les procédés à l’acide concentré.

Le prix des produits chimiques utilisés est faible dans la méthode à l’acide dilué; elle s’élève à moins de 0,25 cent par livre de sucre. Dans la méthode à l’acide concentré, il devient important, et est estimé par Schoenemann (8) à plus de 0,5 cent par livre de sucre produit, même si on utilise à plein les méthodes modernes de récupération. Le coût en produits chimiques du procédé à l’acide sulfurique concentré le rend inintéressant, sauf dans certaines circonstances où on peut réutiliser l’acide. Ceci sera étudié dans une autre section de la présente communication.

Compte tenu du coût élevé de la manutention de la matière première, du coût des produits chimiques, et des quantités de chaleur nécessaires, il est évident que tous les produits que l’on peut fabriquer doivent avoir une utilisation maximum et qu’ils doivent être de la qualité la plus élevée possible compatible avec les prix de revient. Il n’est pas d’entreprises commerciales qui aient réussi à promouvoir une telle utilisation. En aucun cas on n’a pu utiliser avec succès, sauf comme combustible, la lignine qui représente 20 à 30 pour cent du poids du bois sec. La fraction hé mi cellulosique a été considérée, dans certains cas, comme nécessitant un traitement beaucoup moins brutal que la cellulose résistante, mais on n’a pas profité du fait qu’on peut obtenir au moins un produit chimique unique, le furfurol, à partir de cette fraction des pentosanes. Dans la plupart des cas, l’hexose produit a été utilisé comme mélasse brute contenant de fortes quantités d’impuretés inconnues. Sans aucun doute on pourrait avec profit isoler certaines de celles-ci comme matières organiques de prix plus élevé, et obtenir ainsi un double profit. Dans le cas de la méthode à l’acide fort, on obtient une fraction sucrée de haute qualité. On a proposé récemment (8) un plan pour la fabrication de dextose cristallisé qui permettrait de vendre environ 55 pour cent du sucre produit comme aliment, le reste étant vendu comme mélasse. On ne comprend pas assez l’intérêt de la production de sucres de haute qualité à partir des produits d’hydrolyse du bois à l’acide dilué, et on devrait en faire un objet de recherches.

Cederquist (52) a suggéré une méthode de purification des sucres par addition de chlorure de sodium qui forme avec le glucose un cristal binaire. Dans toutes ces méthodes, les rendements en sucres sont élevés. On pourrait maintenant orienter avec profit la recherche pour augmenter le rendement en produits totaux.

Les difficultés d’évacuation des déchets dans un procédé efficace de saccharification pourraient être aplanies. La plupart seraient résolues, à des prix modérés, en fabriquant des mélasses pour l’alimentation du bétail, ainsi qu’en concentrant et brûlant la plus grande partie des matières organiques dont on n’a pas besoin. Un point qui vaut la peine d’être mentionné ici est la production d’alcool par le procédé courant Scholler. Les matières organiques solubles et les sucres non fermentes qui se trouvent au fond des cornues ont une avidité biologique d’oxygène excessive. C’est un cas où le problème d’élimination des déchets serait virtuellement résolu si la fraction pentosanes était convenablement utilisée.

RECHERCHES SUR LES PROBLÈMES DE SACCHARIFICATION

Recherches sur le processus chimique de la saccharification

L’étude des documents relatifs à la saccharification du bois montre que l’on s’est attaché davantage à la technologie et à des recherches en usines-pilotes qu’à la chimie de base du processus. Il serait souhaitable que l’on procède à d’importantes recherches de chimie, en particulier sur le fractionnement de la matière cellulosique, la cinétique de l’hydrolyse de la cellulose et de la décomposition des sucres, et les modifications de la cellulose avant l’hydrolyse.

Fractionnement de la matière cellulosique. La préhy-drolyse de la matière cellulosique, avec séparation des sucres autres que le glucose, a été longtemps reconnue comme une étape intéressante du processus de saccharification. La concentration du glucose dans une fraction, la séparation des pentoses et d’autres sucres dans une autre, facilitent les améliorations techniques pratiques. On sait trop peu de choses sur le comportement des diverses espèces chimiques dans le processus de préhydrolyse, et on n’a pas de renseignements permettant de choisir les conditions qui correspondraient au meilleur compromis entre le rendement et la pureté de la principale fraction contenant du glucose.

Parallèlement, on devrait rechercher des méthodes permettant la séparation de la lignine de la matière première cellulosique, ou du résidu de préhydrolyse, sous une forme plus utilisable, ou encore son obtention comme produit final après hydrolyse totale. Il faudrait peut-être, en cette matière, changer de point de vue: considérer la lignine d’abord, et les hydrates de carbone comme des sous-produits seulement.

Cinétique de l’hydrolyse de la cellulose et de la décomposition des sucres. L’étude de la réaction d’hydrolyse de la cellulose constitue un élément essentiel de tout programme de recherche tendant à améliorer la saccharification. Il existe de nombreux ouvrages sur la cinétique de l’hydrolyse de la cellulose, en ce qui concerne tant la structure de la cellulose que les méthodes techniques d’utilisation de la réaction. Dans les ouvrages de référence sur la chimie du bois (20, 56) on trouve la description des premiers travaux effectués sur le sujet.

La cinétique de l’hydrolyse du bois par l’acide dilué a tout d’abord été étudiée par Thiersch (53) et Lüers (34), à propos de la mise au point du procédé Scholler. On a montré que le processus de saccharification à l’acide dilué était une réaction consécutive de premier ordre. Des travaux réalisés plus tard au Laboratoire des produits forestiers ont confirmé ces données et ont permis de montrer que les vitesses des deux réactions sont influencées de façon différente par les changements de la température et de la concentration en acide (23). Une température élevée favorise un rendement élevé en sucres. Ceci laissait entrevoir la possibilité de mettre au point un procédé rapide en deux temps qui pourrait donner des rendements au moins aussi bons que ceux obtenus par des méthodes plus compliquées. Un rapport de Cederquist (52) relatif à un procédé en deux temps, mis au point en Suède pendant la seconde guerre mondiale, le fait penser.

Les travaux de Kurth et ses collaborateurs en Australie (31), et de Foster et Wardrop (9), apportent sur cette question d’importantes indications. Kobayashi (27) a procédé à d’importantes recherches sur la «cinétique de la saccharification du bois à basse température avec l’acide sulfurique concentré et dilué». Son article décrit l’effet d’une vaste gamme de concentrations acides et de températures sur la rapidité de l’hydrolyse de la cellulose et de la décomposition de tous les sucres que l’on trouve habituellement dans le bois. C’est à partir de travaux de ce genre que nous devons espérer mettre au point des procédés nouveaux et améliorés.

Modification de la cellulose avant hydrolyse. Les études cinétiques montrent que dans la méthode simple à l’acide dilué, telle qu’on l’applique habituellement, la vitesse de formation des sucres est défavorablement compensée par leur vitesse de décomposition. En théorie, le rapport entre ces deux vitesses peut être modifié favorablement en empêchant la décomposition des sucres (c’est ce qui est réalisé en fait dans le procédé Scholler par leur élimination de la zone de réaction) ou en modifiant la cellulose de façon à augmenter sa vitesse d’hydrolyse.

La cause essentielle de la résistance de la cellulose à l’hydrolyse est sa structure cristalline. Il en résulte qu’un affaiblissement de cette structure augmente le rendement en sucre. Les essais que l’on a faits pour utiliser dans ce but l’énergie des ultra-sons n’ont pas donné de résultats. En faisant moudre très fin la cellulose on a réussi à provoquer d’importantes modifications dans la vitesse et le rendement de la réaction. Alors qu’il est onéreux de moudre de la cellulose sèche, il pourrait être utile de mettre au point une nouvelle méthode combinant un broyage très poussé à une hydrolyse.

L’irradiation aux rayons cathodiques provoque des modifications chimiques dans les matières organiques. La surface cristalline de la cellulose n’arrête pas les rayons, et des modifications chimiques se produisent dans le cristal tout entier. Ceci a pour résultat de permettre d’atteindre plus facilement la cellulose, et par conséquent, d’augmenter la vitesse d’hydrolyse. Augmenter de la sorte cette vitesse a pour inconvénient de provoquer la transformation de certains hydrates de carbone en matières non hydrocarbonées. Mais l’effet global est très intéressant.

On peut provoquer d’importants changements dans la structure cristalline de la cellulose en la traitant avec des amines. L’utilité possible d’un procédé de ce genre n’a pas été étudiée en matière de saccharification du bois. Il y a lieu de souligner ici combien on a besoin de recherches de ce genre qui élargissent notre compréhension de ces problèmes, sans pour autant rechercher une application pratique immédiate.

Améliorations de la technique pratique d’hydrolyse de la cellulose

Il y a un certain nombre de facteurs communs à toutes les méthodes d’hydrolyse du bois, qui constituent de sérieux obstacles économiques. Ce sont les prix des produits chimiques, l’approvisionnement en bois, son emmagasinage, sa manutention. A l’usine, la corrosion, l’emploi de températures élevées constituent de difficiles problèmes. Le résidu d’hydrolyse pose des problèmes de manutention. Pour toutes ces rubriques, on tirerait profit de techniques de fabrication nouvelles et améliorées. Dans une récente publication, Schoennemann a montré que l’on pouvait résoudre une grande partie des problèmes techniques qui ont contribué naguère à rendre anti-économique la mise en œuvre du procédé Bergius. Il souligne qu’en Allemagne le produit final le plus souhaitable pour la saccharification du bois est le glucose. Pour obtenir la quantité maximum de glucose cristallisé, la solution finale doit être aussi pure que possible. On y parvient par une préhydrolyse du bois destinée à éliminer les hydrates de carbone étrangers, et par l’utilisation des échangeurs d’ions pour purifier la solution finale de sucres.

On peut réduire à la fois la quantité de chaleur nécessaire au procédé Bergius et la perte en acide en utilisant au maximum les relations entre les tensions de vapeur dans le système eau, glucose, acide chlorhydrique. Ces questions, ainsi que d’autres, ont toutes été étudiées à fond par Schoenemann dans une brochure (47) et dans une communication présentée à Stockholm (8). Il ne fait guère de doute que l’on peut améliorer considérablement le procédé Bergius en utilisant à fond les suggestions de Schoenemann.

Les études faites par Kobayashi au Japon sur la cinétique de l’hydrolyse et de la préhydrolyse du bois ont été accompagnées d’autres travaux sur la technique pratique de la saccharification du bois. La sciure était traitée avec de l’acide sulfurique concentré, en utilisant des imprégnateurs à évacuation pour obtenir de forts rendements en sucres. On paraissait atteindre l’optimum économique en utilisant des parties égales de bois et d’acide sulfurique. Dans ce procédé, l’acide sulfurique était ensuite utilisé pour la production de sulfate d’ammoniaque ou d’acide phosphorique, compensant ainsi le prix de l’acide catalyseur et de l’agent de neutralisation dans le procédé de saccharification à l’acide concentré.

Les rapports de Kobayashi (26, 28, 29, 30) contiennent un nombre considérable de renseignements sur les vitesses de décomposition des sucres en présence d’acide sulfurique, d’acide phosphorique, et en solutions ammoniacales aqueuses. Des bilans matière sont établis pour les divers procédés. Des études semblables, avec emploi d’acide sulfurique concentré, ont été réalisées aux Etats-Unis avec des rafles de maïs (15).

Production directe de matières autres que les sucres par des méthodes d’hydrolyse. La production de sucres bruts ou raffinés à partir de déchets cellulosiques offre l’avantage d’un débouché commercial illimité. Mais il y a l’inconvénient de prix bas et sujets à variations, en particulier pour les mélasses brutes.

Grâce à de simples modifications ou extensions du procédé d’hydrolyse, on peut obtenir comme produits primaires du furfurol de l’hydroxy-méthyl-furfurol, de l’acide levulinique, de l’acide formique. Le furfurol a un marché bien établi et en pleine expansion et on l’obtient exclusivement à partir des pentosanes. Il n’existe pas de débouché important pour l’hydroxy-méthyl-furfurol, l’acide levulinique ou l’acide formique, mais on pourrait en trouver si l’on avait une production assurée. On peut fabriquer ces produits soit comme production unique d’une usine d’hydrolyse du bois, soit en les tirant des seules lessives de préhydrolyse, en utilisant les sucres du bois, riches en glucose, pour d’autres besoins. Il est nécessaire de faire de plus amples recherches pour déterminer les conditions requises pour leur production efficace, ou pour freiner leur formation au cours de l’hydrolyse, lorsqu’on cherche à fabriquer du sucre.

RÉSUMÉ ET CONCLUSIONS

La saccharification du bois a un grand nombre d’aspects avec de nombreuses combinaisons possibles de méthodes et de produits. Il n’est pas possible de comparer les méthodes si l’on ne spécifie pas l’endroit où l’usine devra être établie et le but qu’on s’est fixé.

Ainsi, en certains endroits, la production de glucose raffiné à partir du bois peut paraître attrayante. Aux Etats-Unis, elle ne pourrait que réduire la consommation du maïs, produit dont il y a déjà excédent et qui se vend à un prix contrôlé par le gouvernement. De même, des produits chimiques tires de déchets cellulosiques peuvent trouver un bon débouché aux Etats-Unis, mais dans des pays sous-développés ils n’auraient aucune valeur.

Voici un autre exemple des risques d’une généralisation en matière de procédés de saccharification: le coût de l’acide apparaît prohibitif dans la méthode à l’acide sulfurique concentré, mais lorsque l’acide sert à la fois à la saccharification et à la production de sulfate ou de phosphate d’ammoniaque, c’est-à-dire d’engrais, le procédé présente davantage d’intérêt (26, 28, 29).

Pour l’organisation d’un programme de recherches sur la saccharification et l’utilisation chimique de résidus ligneux, les points suivants méritent une considération particulière:

L’état actuel des recherches indique que l’on ne peut s’attendre à découvrir, dans un avenir prévisible, aucun procédé de saccharification vraiment simple. Une usine, pour être productive, doit être importante, relativement compliquée et nécessite un niveau élevé de connaissances techniques pour sa gestion. A cet égard, les usines de saccharification du bois seront semblables à des usines chimiques modernes et bien gérées.

Les perspectives immédiates de la saccharification du bois ne sont pas extrêmement encourageantes. Les procédés dont on dispose sont surtout adaptés à des situations particulières. On aurait intérêt à mettre au point des procédés d’utilité plus générale. Pour y parvenir il faudrait procéder à des recherches importantes et bien coordonnées.

Il est possible d’améliorer la technique des procédés existants, mais il importe d’encourager la recherche de techniques nouvelles et d’examiner sous un jour nouveau ce problème déjà ancien.

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(Traduit de l’anglais.)