Développement de méthodes analytiques adaptées à la recherche des mécanismes d'ozonation de composés lignocellulosiques : contribution à l'identification des sous-produits solubles en milieu aqueux

par Laurent Van Nifterik

Thèse de doctorat en Agrochimie

Sous la direction de Jean-Louis Laurent.

Soutenue en 1993

à Toulouse, INPT .

mots clés

• Chromatographie par échange d'ions
• Lignocellulose
• Ozonation

Résumé

Les nouvelles reglementations mises en vigueur au niveau mondial exigent que l'industrie papetiere previenne et diminue la formation des organochlores dans les effluents d'usine. Les modifications apportees aux procedes de blanchiment par l'utilisation en particulier de l'ozone doivent grandement contribuer a atteindre les exigences de la reglementation proposee. Cependant, l'ozone est un oxydant tres puissant. Aussi, le but de ces recherches est de contribuer a l'approfondissement des connaissances des mecanismes reactionnels engendres par l'ozone sur la cellulose et les hemicellulose et d'en minimiser les effets. Plusieurs substrats tels que le glucose, le cellobiose, la cellulose et la pate kraft sont ozones en fonction de differentes conditions (charge en ozone, temperature d'ozonation. . . ). La chromatographie ionique est utilisee pour determiner et identifier les sous-produits d'ozonation solubles en milieu aqueux et en particulier la chromatographie d'echange d'anions haute performance couplee a une detection amperometrique pulsee, methode bien adaptee a l'etude des hydrates de carbone. Les principaux resultats montrent l'efficacite de cette technique pour suivre la degradation de la cellulose et des hemicelluloses par l'ozone. Cependant, les oligosaccharides non identifies doivent etre purifies par chromatographie semi-preparative et identifies par des methodes telles que la resonance magnetique nucleaire et la spectrometrie de masse par bombardement par atomes acceleres. La degradation de la cellulose et des hemicelluloses, conduisant aux oligosaccharides et monosaccharides (oxydes et/ou non oxydes), peut etre due soit a des mecanismes radicalaires (dus a la decomposition de l'ozone) soit a une attaque electrophile de l'ozone. Neanmoins, les resultats montrent que la cellulose est moins degradee a faibles temperatures d'ozonation. En fait, les resultats demontrent clairement que les concentrations relativement elevees de xylose (dans le cas de l'ozonation de la cellulose) et d'arabinose (dans le cas de l'ozonation de la pate kraft) comparees a celles du glucose ne peuvent etre expliquees que par une attaque preferentielle de l'ozone sur les polysaccharides formes majoritairement de pentoses

Titre traduit

Development of analytical techniques suitable to the understanding of the lignocellulosic materials-ozone reactins from a mechanistic of view : analysis and identification of ozonation by products in aqueous solution

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