Estudo_Dirigido

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ESTUDO DIRIGIDO – INDÚSTRIA DE PAPEL CELULOSE
1) Desenhe o fluxograma e Descreva sucintamente as principais etapas do processo “Kraft” de produção de celulose.
O processo Kraft consiste nas seguintes etapas: A madeira, Descascamento, Picagem, Classificação, Cozimento, Depuração, Recuperação do licor, evaporação, caldeira de recuperação e caustificação
Madeira – Recebimento da madeira da colheita é estocada no pátio e lavada, descascada e picada em forma de cavacos com dimensões preestabelecidas. 
Descascamento – remoção do teor de fibras relativamente pequeno e afetam as propriedades físicas do produto; 
Picagem – nesta etapa é reduzido as toras à fragmentos, cujo tamanho facilite a penetração do licor de cozimento; 
Classificação - Após a picagem, os cavacos são classificados com o objetivo de separá-los com as dimensões padrões para o processamento 
Cozimento – pode ser contínuo ou batelada. O cozimento da madeira e realizado sob a forma de cavacos em um digestor, com temperaturas entre 140 e 180ºC, uti lizando uma solução diluída de hidróxido de sódio (NaOH) e sulfeto de sódio (Na2S) como agentes ativos, denominada licor branco. 
Depuração - A massa cozida é transferida para o sistema de depuração, que por processo mecânico separa os materiais estranhos às fibras ( nos de madeira, pequenos palitos). O material é transferido para os filtros lavadores, que tem por finalidades lavar a massa, separando todos os solúveis das fibras de celulose e enviando para fabricação de papel Kraft. O filtrado recebe o nome de licor negro e é transferido par a o sistema de recuperação.
Recuperação do Licor - O processo de recuperação do licor preto consiste na queima do Licor Preto previamente concentrado. No aquecimento a matéria química gera calor e os reagentes químicos fundem-se, sendo em seguida recuperados para ser usado como combustível.
Evaporação - O objetivo da evaporação é concentrar o licor negro vindo do processo de lavagem da polpa até um teor de sólidos totais que, quando injetado na fornalha da caldeira de recuperação, entre e continue em processo de combustão por força da matéria orgânica nele contida. O processo básico de operação de uma evaporação é a transferência de calor sensível para o licor negro circulante elevando sua temperatura até o ponto de ebulição nas condições de temperatura e pressão, seguido de transferência de calor latente do vapor para o licor até sua ebulição, assim passando da fase líquida para a fase vapor. A transferência de calor para o licor é conseguida pela condensação de vapor em trocador de calor com casco (corpo) e superfí cie de um feixe tubular dentro do qual circula o licor.
Caldeira de recuperação - A caldeira de r ecuperação é uma parte do processo de celulose Kaft onde os compostos químicos do licor branco ou licor de cozimento, são recuperados do licor negro contido em sua composição. Dentro desse processo, a lignina da madeira contida no licor negro nesta fase é queimada gerando calor, sendo usado no processo e geração de energia elétrica.
Caustificação – No processo de caustificação é adicionado ao licor verde o óxido de cálcio (CaO), que reage com o Na2CO3 e forma novamente o hidróxido de sódio (NaOH). Desta forma o licor branco forte é recomposto, com a adição de uma lama calcária que é precipitada na reação.
2) Quais são os principais constituintes da madeira. Faça uma descrição de duas linhas para cada constituinte?
Celulose, hemiceluloses e lignina
3) Por que o Brasil tem sido um grande exportador de celulose?
O tempo de rotação no Brasil é menor para a arvore atingir a idade de corte, e a indústria de celul ose apresenta características diferentes dos demais mercados, devido seu alto nível de desenvolvimento tecnológico. Esses fatores contribuem para a maior produtividade do Brasil, que favorece o menor custo de produção do mesmo , se tornando o maior exportador mundial.
4) Quais são as principais etapas de preparação da madeira, da obtenção da muda até o processo de polpação?
A mudas se dão pelo plantio da semente ou clonagem da arvore, as mudas são selecionadas seguindo u m padrão determinado de qualidade, a área a ser plantada deve ser previ amente analisada e preparada e posteriormente plantadas as seme ntes ou mudas. Após as a rvores atingirem a etapa de colheita as mesmas são cortadas e transportadas até a fábrica, descascadas, p icada (cavacos) e posteriormente vão pra etapa de cozimento (~150°C) e polpação propriamente dita.
 
5) Quais são as principais diferenças do processo de polpação da madeira de eucalipto em comparação com a de pinus?
As diferenças são estruturais da madeira do tipo fibra longa (pinus) e fibra curta (eucalipto). A madeira fibra longa deslignifica-se mais facilmente d urante o seu cozimento resultado da massa molar da lignina. O baixo valor da massa molar da lignina proveniente do eu calipto é explicado pela f ácil deslignificação deste tipo de madeira e pelo alto teor de sódio presente no licor de co zimento. Isto se dev e à sua estrutura interna, a qual apresenta: um maior número de vasos abe rtos, os quais facilita m a penetração e o fluxo de licor de cozimento no interior dos cavacos de madeira n a etapa de polpação. Ressalta-se que, na mad eira do tipo fibra curta (eucalipto), estes vasos encontram-se resinados e obstruídos, dificultando a penetração do licor de cozimento no interior dos cavacos para a retirada da lignina, no processo de polpação. Demandando tempo e pressão de elevada.
A lignina ocorre na maior ia das plantas, mas su a composição não é idêntica em todas elas. De fato, as ligninas isol adas de madeira d e fibra longa e madeira de fibra curta possuem estruturas básicas muito diferentes entre elas. As ligninas do tipo guaiacil são encontradas em coníferas, enquanto ligninas do tipo guaiacil-siringil ocorrem em folhosas.
6) Cavacos e licor entram em contato no digestor, percorrendo diversas zonas. Cite estas zonas e escrevas sucintamente.
Zona de impregnação - Os cavacos perm anecem nesta zona por um tempo aproximado de 45 a 60 minutos, com temperatura entre 100 ° e 125°C. 
Zona de aquecimento - Na parte superior d a zona de aquecimento, a temperatura dos cavacos é elevada, em torno de 150°C, pelo licor que entra na coluna de cavacos. Em seguida, o licor flui radialmente em direção à carcaça do digestor, onde se encontram as peneiras de extração.
Zona de cozimento - O tempo na temperatura de cozimento varia de a cordo com o rendimento, a qualidade da polpa e a produção desejada, nesta etapa ocorre a dissolução da lignina.
Zona de lavagem - Tem a finalidade de parar a reação, O licor de lavagem é injetado O licor de lavagem deixa o digestor pela peneira inferior.
Zona de resfriamento - Os cavacos passam pela zona de resfriamento, onde estão com a temperatura entre 75° e 95°C e são submetidos à lavagem final com água quente ou licor preto. 
Zona de descarga - Os cavacos saem do digestor pela parte inferior e seguem para um tanque de descarga
7) Quais são as principais variáveis a serem controladas durante o estágio de branqueamento?
Dosagem do regente ou carga, Consistência da polpa, Temperatura de reação, Temperatura de retenção, pH e Pressão de reação.
8) Quais são as principais reações que ocorrem entre a polpa e os reagentes oxidantes na etapa de branqueamento?
Ja respondido na questão 30)
9) Quais são os principais reagentes utilizados na etapa de branqueamento?
Ao principais se dividem em dois tipos:
Reagentes redutores: bis sulfito de sódio, ditionitos de zinco e sódio e borohidreto de sódio.
Reagentes oxidantes:Peróxido de hdrog ênio, cloro, dióxido de carbono, hipoclorito de sódio, oxigênio e ozônio.
10) O que são plantas ECF e um TCF?
As polpas produzidas são classificadas como:
ECF – Elemental Chlorine Free – ou seja sem cloro elementar no processo de branqueamento. (podendo usar CLO2). substitui o cloro elementar como reagente.
TCF – Total Chlorine Free – ou seja sem derivados clorados no processo de branqueamento (branqueamento baseado em O2 e seusderivados). não emprega quaisquer compostos clorados como reagentes.
11) Descreva sucintamente três estágios de pré e branqueamento. Deslignificação com oxigênio, lavagem alcalina e reações com dióxido de cloro ou peróxido de hidrogênio.
Deslignificação: realizada por oxidantes como cloro, oxigênio, entre outros, 
Tratamento cáustico: para remoção das cloro ligninas solúveis em álcalis 
Branqueamento efetuado por agentes fortemente oxidantes, como o cloro, hipocloritos, peróxidos, dióxidos de cloro, etc.
12) Quais são as principais características químicas do licor preto as quais influenciam a sua concentração nos evaporadores? Justifique.
O licor negro é composto de matéria orgânica e inorgânica.
As substâncias no licor negro derivam de duas fontes diferentes: da madeira e do licor de cozimento. Os materiais orgânicos derivados da madeira são provenientes dos extrativos, da lignina e da fração de carboidratos, principalmente hemiceluloses e parte da celulose. Os principais constituintes inorgânicos no licor negro são originários do licor branco usado no cozimento e pequenas quantidades de inorgânicos podem entrar com a madeira. O licor de cozimento usado (licor negro ou lixívia negra) é bombeado para a estocagem para aguardar a recuperação das substâncias dissolvidas mediante evaporação e, depois, a combustão da matéria orgânica dissolvida nas fornalhas de recuperação para reutilização no processo.
13) Quais são as principais características químicas do licor preto as quais influenciam a sua queima na caldeira de recuperação? Justifique.
O licor preto tem como principal característica química os compostos inorgânicos de digestão, resíduos de mad eira dissolvi da (lignina) e matéria org ânica sep arada da madeira durante o cozimento (carbonato de sódio (Na2CO3), sulfeto de sódi o (N a2S), sulfato de sódio (Na2SO4) e etc.)
Além da composição química o licor preto tem outras propriedades que também apresentam maior e ficiência no processo de recuperação tais com: densid ade, ponto de ebulição, calor específico, viscosidade, condutividade térmi ca e tensão superficial. A queima do licor preto tem o objetivo gerar energia e recuperar as substâ ncias químicas. A recuperação dos materiais inorgânicos (hidróxido de sódio e sulfeto de sódio) que foram empregados na queima e cozimento do material orgânico presente no licor negro. A recuperação dos reagentes químicos inorgânicos se dá pela evaporação e a combustão do licor preto e a caustificação do licor verde.
14) Com base na Tabela 1:
pergunta-se:
a) Qual o licor deve apresentar a maior Elevação do Ponto de Ebulição (EPE)? Justifique?
Fabrica A, com composi ção maior de inorg ânico que orgânico desta form a o ponto de ebulição é maior.
b) Qual deve apresentar a maior e menor viscosidade? Justifique?
A viscosidade esta relacionada com o teor de lignina e a massa molar maior, ou seja, quanto mais lignina maior massa molar. 
Maior fábrica: B e C 
Menor fábrica: D e A.
c) O maior e menor poder calorífico? Justifique?
O poder colorífico está relacionado com os compostos orgânicos e carboidratos (celulose e hemicelulose). 
Desta forma a parte orgânica entra em combustão e a parte inorgânica por sua vez não entra em combustão. 
Maior fábrica: B
Menor fábrica: A
d) Qual deve ser mais difícil de evaporar? Justifique?
Fábrica A, devido a elevação do ponto de ebulição e a viscosidade
e) Qual deve gerar maior quantidade de fundido na caldeira de recuperação? Justifique?
Fábrica A, por possuir maior parte inorgânica, gerando então maior quantidade de fundido na caldeira.
15) Quais são as principais características (químicas e físicas) que diferenciam o licor de eucalipto do licor de pinho. Justifique.
Com base na composição química e na concentração e na massa molar de lignina presente no licor, conclui-se que o licor negro de eucalipto das indústrias brasileiras difere, principalmente, dos licores negros provenientes do pinho, por possuir teores mais elevados de sódio, potássio, cloro e lignina e menor massa molar de lignina.
16) Quais os principais tipos de evaporadores?
Evaporadores de filme ascendente (rising film) 
Evaporadores de filme descendente (falling film) 
- Tubular 
- Placas 
Evaporadores de múltiplos efeitos contracorrente 
Evaporadores de múltiplos efeitos mistos 
Evaporadores de múltiplos efeitos em serie 
Evaporadores de múltiplo efeito
17) Como funciona um evaporador de filme descendentes de tubos?
O evaporador de filme descendente é um trocador de calor de casco e tubo orientado verticalmente para espessar soluções com diferentes pontos de ebulição. Geralmente, a evaporação ocorre dentro dos tubos ascendentes, mas também existem aplicações em que o líquido do processo evapora fora dos tubos ascendentes. O fluido de processo de evaporação flui por gravidade nos tubos como uma camada contínua. O fluido formará uma película descendente ao longo dos lados dos tubos. Para garantir uma distribuição uniforme do líquido em todos os tubos ao longo dos quais a solução cai, o distribuidor de líquido deve ser cuidadosamente projetado. Na maioria dos casos, o meio de aquecimento está localizado fora dos tubos.
18) 100.000 kg/h de licor a 14,0% entra em um corpo de evaporação com a finalidade de concentrá-lo. Neste corpo 20.000 kg/h de vapor de água é formado. Pede-se: qual o teor de sólidos secos do licor negro final e as vazões de todas as correntes do corpo de evaporação. A economia é de 0,92.
100.000-20.000=80.000
100.000x0,14=(100.000-20.000) x XLs
XLs=0,175 = 17,5%
Teor de sólidos do licor negro é de 17,5%
Economia
Vapor evaporado/vapor alimentado
0,92=20.000/Mve
Mve= 20.000/0,92
Mve=21.739,13 kg/h
Mve=Mcond.
Mcond= 21.739,13
19) 25.000 t/h de licor negro (10% de sólidos) são alimentados em um corpo de evaporação, sabendo que o licor concentrado final sai a 38%. Pergunta-se: as vazões mássicas de cada corrente (sabendo que a economia de vapor é de 0,88)? As temperaturas de todas as correntes, exceto a alimentação do licor. Sabendo-se que a pressão no lado do vapor é de 4,0 bar e do licor de 2,1 bar. Vocês podem olhar a tabela de vapor e o gráfico de EPE na apostila.
25.000x0,1=Mlsx0,38 
Mls=6578,95 t/h 
Mvs=25.000-6578,95 
Mvs=18.421,05 t/h 
Econimia:
Vapor evaporado/Vapor alimentado 
0,88=18.421,05/Mve 
Mve=20.933,01 t/h 
Temp. do vapor de entrada = 142,9ºC 
Temp. do condensado = 142,9ºC 
Temp. do licor de saída = 119,6ºC + 7,0ºC = 126,6ºC.
20) Como funciona um sistema de evaporação de múltiplo efeito?
A evaporação em múltiplos efeitos é utilizada em inúmeros processos, como, por exemplo, produção de açúcar, leite condensado, sais, etc. O vapor produzido possui uma entalpia elevada que pode ser utilizada, e enviá-la simplesmente para o condensador é um desperdício de energia. Para evitar essa perda e, portanto, para economizar energia, foram desenvolvidos os evaporadores de múltiplos efeitos. Um evaporador de múltiplos efeitos consiste em vários evaporadores conectados em série, em que o vapor produzido no primeiro efeito é utilizado como vapor de aquecimento no efeito seguinte
21) Faça um esquema de um sistema de evaporação com seis efeitos, com oito corpos de evaporação, sendo três corpos no primeiro efeito. A alimentação do licor é mista sendo alimentada no quinto efeito.
22) Descreva a diferença entre corpo de evaporação e efeito em um sistema de evaporação.
O corpo é em um módulo com um elemento aquecedor ond e ocorre o aquecimento da mistura.
Efeito é a utilização do v apor no processo sem qu e seja evaporado, podendo ser si mples ou múltiplo.
O efeito pode t er um ou mais corpos com ocorrência de ebulição à uma mesma temperatura.
23) Descreve sobre as principais diferenças entre caldeiras flamotubululares e aquatubulares.
Em caldeiras flamotubulares, os gases são transportados através de tubos até chegar ao interior da caldeira, tendo a água ao redor destes tubos. Já o processo na caldeira aquatubular é oposto, ou seja, a água a ser aquecida passa no interior de tubos que, por sua vez,são envolvidos pelos gases de combustão
24) Desenhe uma caldeira de recuperação com todos os seus equipamentos e acessórios (economizadores, balões, bancada, superaquecedores, alimentação de ares e licores, entre outros). Descreva a função de cada uma das partes desenhadas.
A fornalha é a região onde acontece a queima do combustível e a geração de calor. O combustível é o licor preto e esse licor é alimentado na forma de spray na caldeira. Nessa fornalha ocorrem as reações de oxirredução, a pirólise do combustível e a secagem. O calor gerado é transferido para a águ a e o vapor é gerado por ebulição. Logo abaixo da fornalha, têm-se a região do equipamento onde ocorre a recuperação dos inorgânicos, ou seja, principalmente o hidróxido de sódio, a soda caustica.
Outro sistema importante de uma caldeira de recuperação é o sistema d e ar, uma vez que esse sistema precisa ter uma distribuição efetiva e uma mistura máxima de ar com os gases de combustão, para garantir uma combustão completa, ou seja, formando dióxido de carbono e não monóxido de carbono e fuligem. Esse sistema de ar possui o ar primário, que tem a função de oxidar parcialmente os materiais orgâni cos e fornecer calor, o ar secundário, localizado acima do ar primário possui a função de queimar os gases ascendentes do leito, o ar terciário queima o restante do combustível que se eleva na seção inferior da fornalha e o ar quaternário, que é mais comum em caldeiras com maior capacidade de queima, geralmente com maior vazão de alimentação de licor, e a sua função principal é impedir a passagem de particulado para a região superior da caldeira, ou seja, garantindo uma queima completa da vazão de alimentação.
Outra parte da caldeira, que é comumente chamado de nariz da caldeira, é a zona onde delimita a região entre a fornalha e a região superior da cald eira. A região acima do nariz é chamada de região de troca térmica, onde ocorre a transferência de calor, principalmente por convecção, em que a água de alimentação em uma baix a pressão se transforma em um vapor de alta pressão e temperatura.
Essa transformação da água em vapor aquecido ocorre, nessa na região acima do nariz, em que temos os superaquecedores, por onde passa o vapor e devido ao contato do vapor com as tubulações dos superaquecedores, o vapor tem sua pressão e temperatura elevadas.
Já os economizadores possuem o objetivo de aquecer essa água de alimentação em contracorrente, aproveitando a energi a dos gases quentes que passam pelos balões. E esses balões encontram-se entre os superaquecedores e os economizador es, com a função de trocar o calor dos gases de combustão vindos dos superaquecedores por convecção. Fonte: Paolielio et al. 2002
25) Descreva a transformação da água sendo alimentada em uma caldeira de recuperação a 120 °C até a geração de vapor superaquecido a 510°C, em uma caldeira operando a 85 bar.
A 120°C a água entra em ebulição , d essa forma, quando há aumento na p ressão sob re a superfície mais difícil será para o líquido entrar em ebulição logo a temperatura de ebulição será maior, com pressão mais elevada, a vaporização s e torna m ais difícil, uma vez que, por conta da pressão, as partículas que tendiam a s air do líquido voltam à superfície dele ou seja, quanto mais quente, mais rápida a molécula, maior a força de impacto, maior a pressão de vapor.
26) Descreva a transformação do licor preto na caldeira de recuperação – Primeiro a pulverização do licor até a formação do fundido. Segundo a pirólise do licor até a saída do gás de combustão na Chaminé.
O licor preto é injetado na forma de got as na caldeir a, com teor de s ólidos entre 6 0 a 85%. Na r egião ao redor da pulverização do l icor ocorre a etapa de “secagem” do combustível. O tam anho dess as gotas é de gra nde importânci a em sua queima. Gotas maiores e com teor elevado de água umedecem o leito carbonizado c ausando o apagamento e/ou pequenas explosões locais onde essas caem q ue podem prejudicar a estabilidade do escoamento dos gases de combustão na fornalha. Gotas menores passam rapidamente pelas etapas da combustão e são facilmente arrastadas para cim a, não volatili zando na região inferior da fornalha, o que pode prejudicar a recuperação dos compostos inorgânicos e favorecendo a deposição de particulados nos superaquedores.
A pirólise ocorre logo após a fas e d e se cagem e é promovida por reações irreversíveis de degradação térmica da matéria orgânica dos sólidos contidos no licor preto. Tanto a liberação de voláteis quanto a queima d e carbonizado d o li cor ocorrem em temperaturas elevadas, superior es a 200°C, produzindo gases de combustão e m aterial particulado poroso que pode cair no leito carbonizado ou se depositar nas paredes ou demais tubulações da caldeira. A etapa de redu ção oc orre n a camada externa do leito carbonizado, também chamada de camada ativa, onde é obtido o fundido (smelt), contendo principalmente carbonato e sulfeto de sódio.
Existem basicamente duas regiões de combustão do licor. A primeira localizada acima da pulverização do licor onde oc orre a combustão dos gas es combustíveis, produzidos na pir ólise do licor preto. As re ações preponderantes nesta região, são a de o xidação de monóxido de carbono e dos gases de enxofre, respectivamente. Na segunda região, localizada na camada ativa d o leito, o carbonizado do licor re tido no material particulado inicia su a queima (reações de conversão do carbonizado do licor em CO e CO2), fornecendo o calor necessário para as reações de redução.
27) Qual o principal objetivo da camada na caldeira de recuperação?
O principal objetivo da camada na caldeira de recuperação é reduzi r os compostos químicos com liberação de energia, dando origem ao fundido inorgânico que se deposita no fundo da fornalha.
28) Descreva sucintamente a etapa de caustificação e o que são dregs e grits.
Dregs e Grits, são gerados no processo kraft de produção e branqueamento de papel, na etapa de caustificação, quando se dá a recuperação do licor negro.Uma alternativa de uso destes resíduos seria sua incorporação em produtos de cerâmica vermelha, visando lucratividade e benefício ao ambiente e possibilitando a elaboração de novos produtos com qualidade compatível aos existentes no mercado tradicional.
29) Quais as principais reações que ocorrem na etapa de caustificação e calcinação na recuperação do licor.
As principais reações que ocorre n esta etapa d e caustificação é converter o licor verd e em licor branco (cozimento). Adiciona cal ao licor verde, através da reação de hidratação de cal e de caustificação. Gerando um subproduto o carbonato de cálcio, ocorre a reação de apagamento atrav és do reator, esse reator é res ponsável pela retirad a das impurez as insolúveis proveniente do óxido de cálcio, o oxido de cálcio r eage com água e forma hidróxido de cálcio, iniciando a fo rmação de cau stificação, ond e Ca(OH) 2 reage com Na2CO3 formando hidróxido de sódio e carbonato de cálcio. O carbonato de cálcio (lama de cal) produ zido é lavado, filtrado e queimado em fornos, onde é convertido em cal novamente para ser empregada no processo de caustificação.
Reações:
CaO(S) + H2O → Ca(OH)2(s) (Reação de apagamento da cal) 
Na2CO3(aq) + Ca(OH)2 (s) → 2NaOH(aq) + CaCO3(s) (Reaç ão de caustificação) 
CaCO3(s) + calor → CO2 + CaO(s) (Requeima da cal)
O licor branco retorna ao iní cio do processo alimentado o digestor, enquanto a lama de cal segue para etapa de c alcinação, onde é calcinada em f ornos rotativos, retornando na forma de cal recuperada, dando início a um novo ciclo.
30) Quais são as principais reações que ocorrem entre a polpa e os reagentes oxidantes na etapa de branqueamento?
O branqueamento o corre através de reações química entre os regentes químicos (Diversos reagentes branqueadores podem ser utilizados, sendo os mais comuns: dióxido de cloro, oxigênio, peróxido de hidrogênio, ozônio e hidróxido de sódio), a polpa e a lignina com o objetivo de oxidar a lignina. Alguns fatores influenciam nessa reação: temperatura,tempo de retenção, concentração e pH.
O branqueamento é baseado em três tipos gerais de agentes: agentes clorados, agentes oxidantes e agentes redutores. Suas utilizações variam de acordo com a polpa que se deseja obter e o nível de impurezas inicial. Os estágios de branqueamento, com diferentes agentes, são referidos na indústria de papel e celulose por letras, onde, por exemplo, o estágio em que se utiliza cloro é conhecido como “C”, “D” é a denomina ção do estágio com 32 dióxido de cloro, “H” para hipoclorito, “P ” para peróxido de hidrogênio e “O” para oxigênio, extrações cáusticas são referidas como “E”. O estágio “C” normalmente é o primeiro estágio de branqueamento, onde a polpa é tratada com cloro elementar (Cl2), tanto em fase gasosa, quanto líquida e pH. O cloro não possui uma boa seletividade, desta forma muita fibra pode ser degrada com o seu uso. Sua reação junto a lignina pode ocorrer por substituição, adição ou oxidação. Na reação de substituição, particularmente no anel aromático, átomos de hidrogênio são substituídos por átomos de cloro, na reação de adição moléculas de cloro substituem ligações duplas de carbono e o processo de oxidação consiste na transformação de porções de lignina em ácido carboxílico. As reações descritas podem ser vistas na Figura abaixo:
hipoclorito (H) é utilizado como uma etapa intermediária no branqueamento da polpa, com o agente podendo ser obtido na própria planta de celulose a partir de cloro e hidróxido de sódio, em sistemas de recuperação. Diferentemente do estágio de cloração (C), em que as reações ocorrem rapidamente, no estágio H a oxida ção da lignina pelo hipoclorito ocorre l entamente. A seletividade do hipoclorito é baixa, desta forma, este não é comumente utilizado em estágios mais avançados, para evitar a degradação da celulose, sendo efetivo quando o mont ante de impurezas ainda é significativo. O branqueamento com dióxido de cloro (estágio D) é empregado em tratamentos finais de branqueamento devido ao seu custo elevado e a alta seletividade que emprega na reação com a lignina, removendo os últimos traços de cromóforos residuais na polpa. No estágio D a reação é de oxidação, conforme exemplificado na figura abaixo:
O peróxido de hidrogênio tem sido utilizado como reforço em outros processos de branqueamento e também como uma substância branqueadora única (estágio P). A metodologia de reação é similar à do dióxido de cloro, oxidando as moléculas formadoras da lignina.
O oxigênio, além de ser usado em deslignificação, pode ser também um agente de branqueamento (estágio O), reagindo de maneira semelhante ao processo de deslignificação. A extração alcalina (estágio E) consiste na remoção por solubilização dos materiais degradados por oxidação no processo de branqueamento.
Uma solução cáustica ( NaOH) reag e, deslocando o cloro dos compostos fo rmando uma solução com lignina e cloreto de sódio, que é envi ada para o sistema de recuperação par a produção de energia. O estágio E é posto entre estágios de branqueamento, removendo contaminações e amplia ndo o ataque dos agentes branqueadores. O branqueamento é realizado em sequ ências cuidadosamente b alanceadas de tratamentos. Polpas de coníferas provenientes do p rocesso Kraft s ão altamente difíceis de branquear e obter altos níveis de pureza, sendo necessários de cinco a sete estágios para alcançar o nível desejado, já as polpas de folhosas possuem um grau intermediário de dificuldade de branqueamento.
31) Quais são os principais resíduos sólidos da indústria de celulose.
Cascas de madeira, nós, palitos e rejeitos de fibras. Dregs, grits, lama de carbonato, areia de caldeira. Lodo biológico e lodo primário.
32) Quais são as principais características dos efluentes líquidos e das emissões atmosféricas da indústria de celulose.