SLIDES - AULA 03

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23/02/2025
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AULA 3: 
BRANQUEAMENTO DE POLPAS MECÂNICAS
Módulo: Tecnologia de Branqueamento de Polpa Celulósica
Curso: Tecnologia de Produção de Celulose
Prof. Dr. Dalton Longue Júnior
CONTEÚDO
o Introdução
o Fatores que afetam o branqueamento de polpas mecânicas
o Branqueamento com peróxido de hidrogênio
o Pré-tratamento das polpas
o Variáveis do processo
o Branqueamento com ditionitos
o Variáveis do processo
Fonte: AgroEstadão; Portal do Agronegócio, 2025.
INTRODUÇÃO
 As polpas mecânicas apresentam coloração variada, a depender da cor da 
madeira de origem.
 As polpas mecânicas possuem como principal característica o alto 
rendimento, o que prevê a manutenção da maioria dos compostos da 
madeira em sua composição.
 O objetivo do branqueamento de polpas mecânicas são:
• Remoção dos extrativos da polpa
• Aumento da resistência e da capacidade da absorção de água
• Aumento da alvura da polpa
INTRODUÇÃO
 As tecnologias empregadas no branqueamento de polpas mecânicas se 
baseiam na modificação de compostos cromóforos, o que preserva seu alto 
rendimento.
Preservar o elevado rendimento conseguido na polpação é uma meta das 
operações do branqueamento das polpas mecânicas.
 Os reagente de branqueamento são divididos em dois grandes grupos: 
• agentes oxidantes (peróxido de hidrogênio e hipoclorito de sódio)
• agentes redutores (ditionitos, sulfitos e ácido formamidino)
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FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
Cor original da madeira
Idade da madeira
Tempo de estocagem da madeira
Tipo de processo mecânico
Tecnologia de branqueamento empregada
FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
 A cor da polpa acompanha a cor da madeira de origem,
exceto quando tratamentos térmicos ou químicos são
aplicados previamente.
 Polpas mecânicas de rebolo (PAR) apresentam variação de
alvura entre 48 e 70%ISO.
 No Brasil, entre os eucaliptos cultivado, Eucalyptus dunnii e
Eucalyptus grandis apresentam colorações mais claras.
COR ORIGINAL DA MADEIRA
FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
COR ORIGINAL DA MADEIRA
Alvura da polpa 
(%ISO)Nome científicoNome comumRegião
65Picea abiesAbeto norueguês
Europa 65Pinus silvestrisPinheiro escocês
70Populus tremulaÁlamo
48Eucalyptus grandisEucalipto
Brasil 60Eucalyptus dunniiEucalipto
55Pinus taedaPinheiro
Fonte: Lindholm, 1999.
FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
COR ORIGINAL DA MADEIRA
 Intensifica a cor devido a formação do cerne da madeira.
• O cerne é rico em polifenóis, que se oxidam facilmente em condições naturais e geram
cor intensa.
• Extrativos contribuem com a cor da polpa e sua quantidade aumenta com a idade da
árvore.
 A maior parte da lignina da madeira absorve luz na faixa do ultravioleta, entretanto, uma
pequena fração absorve no visível sendo também causadora de cor na polpa.
• Com o aumento da idade da planta, o teor de lignina aumenta na madeira.
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FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
TEMPO DE ESTOCAGEM
 O tempo de estocagem, seja na forma de toras ou cavacos, tem influência
negativa na alvura da polpa mecânica.
 Metais de transição também apresentam efeito negativo na alvura da
polpa.
 A presença de casca na madeira acentua os problemas de cor na polpa. As
cascas apresentam maiores teores de minerais e extrativos polifenólicos.
 Cada 3% de casca na madeira provoca um perda de alvura da ordem de até
10%ISO.
FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
TIPO DE PROCESSO MECÂNICO
 Processos que utilizam toras de madeira (rebolo)
Quando utilizadas temperatura elevada (TGW) e pressão (PGW), as
polpas resultantes apresentam menores alvuras que a polpa
mecânica convencional (SGW).
• Pressão e temperatura aceleram a conversão de algumas
unidades fenólicas de lignina em quinonas.
FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
TIPO DE PROCESSO MECÂNICO
 Processos que utilizam cavacos de madeira (refino)
 Polpas produzidas em processos de refino tendem a ter menores alvuras que
polpas de rebolo devido a elevada temperatura que ocorre no refinador.
 A adição de temperatura (TMP) ou reagentes químicos (CMP) leva a uma
redução da alvura da polpa, devido a maior conversão de grupos fenólicos em
quinonas, principalmente devido o uso de NaOH para amolecer a parede celular
e favorecer o desfibramento.
 Processos CTMP ou APMP apresentam maiores alvuras por utilizarem reagentes
químicos que, além de amolecer a madeira, contribuem para o clareamento da
polpa, removendo grupos cromóforos.
FATORES QUE AFETAM O BRANQUEAMENTO DE 
POLPAS MECÂNICAS
TECNOLOGIA DE BRANQUEAMENTO EMPREGADA
 Utilizar preferencialmente reagentes de baixo custo devido ao baixo valor comercial das polpas
mecânicas.
 As tecnologias disponíveis dependem grandemente dos reagentes químicos utilizados.
• Branqueamento com oxidantes (peróxido de hidrogênio) em média ou alta consistência e com
simples ou duplo estágio.
• Branqueamento com redutores (ditionito de sódio).
 A mistura de estágios oxidativos e redutores tem sido bastante utilizada, em dois ou três estágios.
 A utilização de enzimas de fungos na madeira previamente aos processos tem sido prática comum
em algumas empresas.
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BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
PRÉ-TRATAMETNO DA POLPA
Ácidos minerais
• Baixo custo operacional e pouco 
seletivo
• Remove metais de transição (efeito 
benéfico)
• Remove outros metais que favorecem 
o branqueamento (cálcio e magnésio)
• Reagentes: H2SO4, HCl
• Consistência: 4 – 10%; pH: 2 a 3
• Tempo: 15 a 30 min; Temperatura: 40 
a 60 °C
Quelantes
• Alto custo operacional (reagentes de 
elevado valor) 
• Remoção seletiva dos metais de transição
• Reagentes: EDTA e DTPA
• Dosagem de quelante: 1 - 2 kg/tsa
• Consistência: 4 – 10%; pH: 5 a 7
• Tempo: 15 a 60 min; Temperatura: 40 a 
60 °C
• Exige boa lavagem (remoção dos metais e 
dos resíduos)
BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
PRÉ-TRATAMETNO DA POLPA
 Dosagem do quelante: em função do nível de contaminação da polpa.
• Polpa contaminada com metais que não vieram da madeira
• Metais como alumínio da água branca da etapa de colagem ácida do papel.
 Alguns metais apresentam baixa solubilidade em pH alcalino (Fe), dificultando a complexação
desses cátions
• Ajuste do pH do estágio deve ser acompanhado
 Muitas vezes, o custo com quelante se justifica pela economia com reagentes no estágio seguinte.
• Estágios com H2O2 em polpas que sofreram pré-tratamento com quelante apresentam menor
demanda de reagentes e maior ganho de alvura.
BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
VARIÁVEIS DO PROCESSO
Espécie e qualidade da madeira / qualidade da polpa
Uso de pré-tratamento / uso de estabilizadores do peróxido
Dosagem de peróxido e de álcali (pH)
Consistência de reação
Tempo e temperatura de reação
BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
VARIÁVEIS DO PROCESSO: QUELAÇÃO
Efeito da quelação e da utilização de 
estabilizador (silicato de sódio) no 
ganho de alvura de polpas 
mecânicas
Fonte: Ali et al, 1986.
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BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
VARIÁVEIS DO PROCESSO: DOSAGEM DE REAGENTE
Efeito da dosagem de H2O2 e NaOH no branqueamento de polpas mecânicas
Fonte: Sundholm, 1999. Fonte: Kappel, 1999.
BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
VARIÁVEIS DO PROCESSO: CONSISTÊNCIA
Efeito da consistência no 
desempenho do 
branqueamento de polpas 
mecânicas
Fonte: Soteland, 1993.
BRANQUEAMENTO COM PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO
VARIÁVEIS DO PROCESSO: TEMPO E TEMPERATURA
Efeito do tempo e da temperatura no desempenho do branqueamento de polpas mecânicas
Fonte: Kappel, 1999.
DITIONITOS
 Os reagentes ditionitos são também conhecidos como hidrossulfitos
 Dois produtos comerciais: ditionito de sódio (Na2S2O4) e ditionito de zinco (ZnS2O4)
 Processos redutivos, resultando em menores ganhos de alvura que os oxidativos. 
ZnS2O4
Na2S2O4
Menor custo
Maior estabilidade
Alta toxidez 
Maior poder de corrosãoProblemas ambientais com efluentes
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DITIONITOS
Principais problemas enfrentados com o uso de ditionitos:
 Poluição hídrica, principalmente quando utilizado o sal de zinco
 Corrosão de equipamentos, principalmente na estocagem do produto
 Baixo ganho de alvura (principalmente quando comparado ao H2O2)
 Processos ineficientes de geração de Na2S2O4
DITIONITOS
O oxigênio (ar) decompõe o 
reagente, sendo recomendado 
a realização do estágio em 
média consistência.
Uso de pré-tratamento com quelante
Dosagem de ditionito
pH da polpa
Tempo e temperatura de reação
Consistência de reação
VARIÁVEIS DO PROCESSO
DITIONITOS
VARIÁVEIS DO PROCESSO – DOSAGEM DE REAGENTE
Efeito da dosagem de ditionito
no ganho de alvura de polpas 
mecânicas
Fonte: Lindholm, 1999.
DITIONITOS
VARIÁVEIS DO PROCESSO – pH
Efeito do pH e da temperatura 
na alvura de polpas mecânicas
Fonte: Kappel, 1999.
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DITIONITOS
VARIÁVEIS DO PROCESSO – TEMPO E TEMPERATURA
Efeito do tempo e da 
temperatura no ganho 
de alvura de polpas 
mecânicas
Fonte: Kappel, 1999.
BIBLIOGRAFIAS
LIVROS
 Branqueamento de polpa celulósica: da produção da polpa marrom ao produto 
acabado (Colodette e Gomes, 2015)
Seção 7: Branqueamento de polpas mecânicas
 Pulp bleaching: principle and practices (Dence e Reeve, 1996)
Section 5: The technology of mechanical pulp bleaching
 Handbook of pulp (Herbert Sixta, 2006)
Section II: Mechanical pulp
BIBLIOGRAFIAS
ARTIGOS
 Mecanismos de decomposição e estabilização do peróxido de hidrogênio no branqueamento de polpas 
mecânicas.
Autores: Colodette, J.L.; Dence, C.W. Revista: O Papel. 1989. 50, 37-48.
 Factors affecting ambient thermal reversion of high yield pulps
Autores: Maclellan, F.; Colodette, J.L.; Fairbank, M.G.; Whiting, P. Revista: Journal of Pulp and Paper Science. 1990. 16, 173-178.
 Factors affecting hydrogen peroxide stability in the brightening of mechanical and thermomechanical 
pulps:
 Part I: Hydrogen peroxide stability in the absence of stabilizing systems
 Part II: Hydrogen peroxide stability in the absence of sodium silicate
 Part III: Hydrogen peroxide stability in the absence of magnesium…
Autores: Colodette, J.L.; Rothenberg, S.; Dence, C.W. Revista: Journal of Pulp and Paper Science. 1989.
TECNOLOGIA DE BRANQUEAMENTO DE 
POLPA CELULÓSICA
Prof. Dalton Longue Júnior
dalton@uesb.edu.br
(77) 98815-8711