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Objetivos do branqueamentoObjetivos do branqueamento
� A lignina é responsável pela tonalidade escura dapolpa de celulose.
� Dependendo do grau de cozimento efetuado, apolpa pode conter até 5% de lignina.
� A remoção da lignina é necessária, não só para seobter uma celulose pura, mas também para darum aspecto de alvura elevado, característicafundamental de um produto final com altaqualidade.
� Branquear a celulose é levar a fibra ao seu estadonatural de alvura, que é o branco.
Características do processoCaracterísticas do processo
� Por razões técnicas e econômicas, a eliminação dalignina é realizada em vários estágios, de acordocom a alvura desejada.
� Um maior grau de alvura com menor degradação� Um maior grau de alvura com menor degradaçãodas fibras pode ser alcançado ao se aplicarquantidades menores de reagentes debranqueamento em etapas sucessivas, comlavagens intermediárias.
� A intensidade do branqueamento é determinada emfunção da finalidade a que se destina a celulose, bemcomo dos custos inerentes ao processos debranqueamento
SimbologiaSimbologia
ESTÁGIOS CÓDIGO PRODUTO QUÍMICO
Cloração C Cloro gasoso Extração alcalina E Soda cáustica Hipocloração H Hipoclorito de Na ou Ca Hipocloração H Hipoclorito de Na ou Ca Dióxido de cloro D Dióxido de cloro Peróxido P Peróxido de hidrogênio Oxigênio O Oxigênio (O 2) Ozônio Z Ozônio (O 3) Extração oxidativa E O NaOH e O2 Extração alcalina com peróxido
EP Soda cáustica e peróxido de hidrogênio
A L V U R A S E Q Ü Ê N C IA
A té 7 5 % C E H
D e 7 5 % a 8 0 % C E H H ,C E D
D e 8 0 % a 8 5 % C H E H , C E H E H , C E D ,
SEQÜÊNCIAS MAIS COMUNS
D e 8 0 % a 8 5 % C H E H , C E H E H , C E D ,
E H D
D e 8 5 % a 9 0 % O C /D E O P D , C E D E D ,
C E H D P , O D E O D
D e 9 0 % o u m a is C E H E D P , C E D E D ,
C D E D E D , O C D E O D D
Monitoramento do processoMonitoramento do processo
� O monitoramento do processo é realizado pormeio de dosagens da viscosidade do meio e donúmero Kappa
�Viscosidade está diretamente relacionada com oteor de celulose: Redução deve ser minimizada
�Número Kappa está diretamente relacionado com
o teor de lignina: Redução deve ser maximizada
� A polpa de celulose obtida após a digestão, apresentaum valor do número de Kappa da ordem de 20.
� Quanto maior for o valor do número Kappa, maior seráo teor de lignina presente na polpa celulósica;maisintenso será o processo de branqueamento.
FILTROS LAVADORES ROTATIVOS
SEQÜÊNCIA DO PROCESSO D/CEDED:
+ Cl O2 + Cl O2+ NaOH + NaOH
PARA DEPURAÇÃO
ClO2 + Cl2
E1 E2D1 D2D/C
Descrição da sequência CEHDDescrição da sequência CEHD
� Cloro gasoso: Era geralmente empregado noprimeiro estágio das sequências debranqueamento, tendo como principal função adeslignificação e não a redução da cor.
� O cloro livre transforma rapidamente a lignina em� O cloro livre transforma rapidamente a lignina emclorolignina, que é sólúvel em água e facilmenteremovível por uma lavagem na extração alcalina.
� O amplo emprego do cloro como reagente debranqueamento era devido seu baixo custo emrelação a outras substâncias de ação similar, comodióxido de cloro.
EXTRAÇÃO ALCALINAEXTRAÇÃO ALCALINA
� Visa remover os componentes coloridos da pasta,solubilizando-os em álcali após tratamentooxidante.
� Neste estágio, consegue-se uma substancial� Neste estágio, consegue-se uma substancialremoção da lignina clorada (clorolignina), e comoconsequência o grau de alvura alcançado nosestágios subsequentes é mais estável, havendomenor consumo de reagentes.
� A operação é realizada numa temperatura de 50-70º C, pH de 10 a 11, com tempo de retenção de 1hora.
DIÓXIDO DE CLORODIÓXIDO DE CLORO
Geralmente empregado no último estágio
de alvejamento e permite obter celulose
com elevados graus de alvura.com elevados graus de alvura.
A ampla aceitação deste agente deve-se a
sua propriedade de oxidar a lignina,
preservando a celulose.
AGENTES QUÍMICOS DE REFINAMENTO DA POLPA
Hipoclorito de sódio: é utilizado em estágiosintermediários ou ainda em certos estágios finais dasseqüências alvejantes.
Oxigênio: Empregado também com o intuito deOxigênio: Empregado também com o intuito deoxidar a lignina e aplicado em íntimo contato com a fibrade celulose em suspensão a 10%, num reator operandonuma pressão de 5 atm, temperatura de 95ºC, comretenção de 1 hora.
Garante uma boa alvura a fibra de celulose.
DepuraçãoDepuração
Concluída a operação de branqueamento, a polpa sofre mais um processo: Depuração.
Nesta etapa são eliminadas as impurezas da pasta de celulose. A depuração é realizada em peneiras centrífugas de dois estágios, e em seguida, em multi-limpadores.
Ao fim da depuração a polpa é concentrada e estocada em torres de alta consistência, sendo encaminhada para a fabricação de papel ou para secagem e enfardamento
Consumo de regentes por tonelada de celulose seca
Reagentes Quantidade Cloro gasoso 15-20 kg Soda cáustica 15-25 kg
Dióxido de cloro 5-8 kg Peróxido de hidrogênio 4-6 kg
Oxigênio 16-24 kg
TENDÊNCIAS TENDÊNCIAS
Até pouco tempo atrás, o cloro era oagente alvejante mais empregado nasindústrias.
O aumento das pressões ambientais, temprovocado uma considerável redução noconsumo do cloro e o aumento doconsumo de outros alvejantes (peróxidode hidrogênio, oxigênio, hipoclorito desódio, entre outros).
Demanda mundial de agentes de Demanda mundial de agentes de branqueamentobranqueamento
2500
3000
3500
4000
Cloro
0
500
1000
1500
2000
2500
1988 1993
oxigênio
Peróxido dehidrogênioClorato de sódio
Problema das sequências Problema das sequências com alto índice de clorocom alto índice de cloro
� A quantidade de compostos organocloradosliberados para o meio ambiente nas águasde lavagens. A quantidade dessescompostos é agrupada pela sigla AOX =Adsorbable Organic HalogenAdsorbable Organic Halogen
� AOX: São compostos halogenados nãohidrofóbicos mais solúveis em água que emsolventes orgânicos e que apresentam atendência de serem adsorvidos emsuperfícies sólidas
Liberação de AOXLiberação de AOX
� Numa sequência típica CEHH, há liberaçãode 3 a 5 Kg de AOX por tonelada de polpatratada.
� 50 mil toneladas de pasta branqueada
– 250 mil toneladas de cloro ligadoorgânicamente, perfazendo mais que 200compostos identificados, até o momento.
Pressões AmbientaisPressões Ambientais
� Primeiro houve a eliminação do cloro livre(Cl2) ou elementar, sendo adotadassequências ECF
� Elemental Chlorine Free� Elemental Chlorine Free
� Atualmente, o objetivo é eliminação total do cloro das sequências de branqueamento= TCF
� Totally Chlorine Free
Conceito TEFConceito TEF� Total Effluent Free
� Prevê unidades com mínima geração de efluentes. A água de lavagem ficaria em circuito fechadocircuito fechado
� Atualmente 60m3 de H2O /tonelada de polpa
Com o conceito TEF é previsto uma redução para 20 a 25m3 /ton de polpa