Lista de Exercicios Branqueamento da Polpa

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BRANQUEAMENTO DE CELULOSE
Lista de Exercícios 
Propriedades óticas
Conceitue alvura 
Use a teoria de Kubelka & Munk para determinar as percentagens de duas amostras de polpa A (alvura 90% ISO) e B (alvura 82% ISO) que comporão uma amostra C, cuja alvura deverá ser 85% ISO. 
Explique a origem da cor escura da polpa
Princípios gerais do branqueamento
Quais são os objetivos do branqueamento ?
Indique as principais conseqüências do branqueamento.
Descreva simbolicamente uma seqüência de branqueamento constituída de: a) branqueamento com oxigênio em duplo estágio sem lavagem intermediária, b) cloração seqüencial com dióxido de cloro, sendo o dióxido adicionado 30 s antes do cloro, c) extração alcalina reforçada com oxigênio e peróxido de hidrogênio, d) hipocloração seguida de dioxidação sem lavagem intermediária, e) branqueamento com peróxido pressurizado.
Discuta, comparativamente, os processos de branqueamento com e sem deslignificação?
Quais os principais tipos de branqueamento comerciais, para polpas químicas? 
Quais são as principais variáveis de um estágio de branqueamento? Quais são facilmente alteradas no processo?
Se você fosse chamado a liderar uma equipe que iria decidir a seqüência de branqueamento da sua empresa, quais as informações essenciais de que você necessitaria?
Branqueamento com oxigênio
Dê as vantagens e desvantagens do branqueamento com oxigênio.
Explique porque na primeira fase do branqueamento com oxigênio ocorre, principalmente, deslignificação da polpa, enquanto que na segunda fase a maioria das reações são de hidrólise alcalina e de alvejamento da polpa.
Com base na química e cinética do branqueamento com oxigênio, explique porque há uma tendência mundial para utilização do processo em duplo estágio?
Explique com palavras e/ou estruturas a química do branqueamento com oxigênio?
Porque todas as novas fábricas de polpa branqueada sempre instalam o branqueamento com oxigênio, mas essa tendência não é verdadeira em fábricas mais antigas?
Porque a deslignificação com oxigênio resulta em perda significativa perda de viscosidade, mas não afeta muito o rendimento?
Existem três variáveis operacionais da pré-O2 que podem ser alteradas no processo. Quais são as duas mais importantes e qual delas é mais efetiva para aumentar a eficiência sem prejudicar muito a seletividade.
A eficiência da deslignificação com oxigênio parece estar limitada a valores na faixa de 30-40% para polpa kraft de eucalipto, independente do processo ser em único ou duplo estágio. Explique porque isto ocorre.
Porque xilanas não são grandemente dissolvidas no branqueamento com oxigênio? 
Determine a dosagem de oxigênio (em % base peso da polpa a.s) aplicada em um reator com capacidade para 40.000 litros, operando na temperatura de 100 (C e pressão de 500 kPa, o qual contém em seu interior 3.000 kg de polpa a.s na consistência de 10%. A densidade da polpa celulósica absolutamente seca é de 1.54 g/cm3.
Porque a remoção de metais da polpa nem sempre melhora a eficiência da deslignificação com oxigênio, embora sempre melhore a sua seletividade. 
Estágio Ácido
Explicar o que são ácidos hexenurônicos (HexA) 
Qual o papel principal dos HexA no rendimento da polpação kraft ? 
Porque há uma tendência maior de instalação do estágio ácido em fábricas que operam com madeiras de fibra curta ? 
Quais são as vantagens de remover HexA da polpa e como isto é feito de uma maneira efetiva e de baixo custo.
Quais conseqüências você espera da instalação de um estágio ácido em termos do rendimento da linha de fibra e da qualidade do produto acabado? 
Qual o estágio de branqueamento convencional que o estágio ácido pode substituir, se é que algum? 
Quanto ao estágio ácido à quente, qual é a melhor forma de aplicá-lo no branqueamento de polpa de eucalipto, com dióxido ou sem dióxido ? Como você faria o tratamento?
Cloração-Extração-Hipocloração 
Quais as três principais variáveis operacionais que afetam a eficiência da cloração da polpa? 
Porque a adição de dióxido na cloração melhora substancialmente o processo?
Explique, quimicamente, as principais razões para se adicionar dióxido de cloro na cloração.
Como é feita a adição de dióxido de cloro na cloração?
O que basicamente diferencia o branqueamento com cloro daquele com hipocloritos? 
Qual o objetivo do tratamento da polpa com álcali após oxidação com reagentes eletrofílicos tais como o cloro e o dióxido? 
O Que diferencia grandemente as extrações alcalinas convencionais das oxidativas (ex: EO, EPO)? 
Explique a baixa seletividade do branqueamento com hipocloritos e as motivações para a sua eliminação das plantas de branqueamento modernas.
Quais as duas principais variáveis que afetam o branqueamento com hipocloritos?
Sugira pelo menos uma alternativa para minimizar a geração de AOX na cloração, sem reduzir a dosagem do cloro gás aplicado.
Explique como o cloro, ácido hipocloroso e hipocloritos degradam os carboidratos da polpa.
G. Branqueamento com dióxido de cloro
Qual (is) a(s) matéria-prima(s) básica(s) para a fabricação de dióxido de cloro?
Diferencie os 4 principais métodos de geração de dióxido de cloro. 
Explique porque os processos que usam o metanol e o peróxido de hidrogênio como redutores produzem um dióxido de cloro praticamente isento de cloro elementar. 
Explique o efeito do pH e da temperatura no branqueamento com dióxido de cloro.
Porque o dióxido de cloro é o principal reagente de branqueamento de polpa kraft ? 
Se você fosse o encarregado de decidir o processo de geração de dióxido de cloro a ser implantado em sua empresa, qual processo você escolheria, dentre aqueles discutidos na sala de aula ? Explique a sua racional. 
Explique, quimicamente, porque independentemente do processo de geração de dióxido de cloro, a presença de cloretos é essencial. 
O branqueamento com dióxido de cloro em alto tempo/temperatura está virando moda e tem sido considerado mais eficiente que o processo normal. Explique, com base na química e na cinética do processo, porque ele é mais eficiente.
Porque ocorre formação de compostos organoclorados durante o branqueamento com dióxido de cloro? Mostre como esses compostos são formados.
Quais os mecanismos químicos pelos quais o dióxido de cloro preserva os carboidratos da polpa e aumenta a taxa de deslignificação durante a cloração seqüencial?
H. Branqueamento com ozônio
Porque o ozônio é um agente de branqueamento eficiente mais de baixa seletividade?
Explique a química do branqueamento com ozônio e com base nesta química, indique as melhores formas de se praticar o branqueamento ECF e TCF com ozônio 
Dê e explique as principais variáveis que afetam o branqueamento com ozônio 
Sabe-se que, teoricamente, 1 kg de O3 deveria substituir 1,7 kg de ClO2 no branqueamento de polpa. Como se calcula essa relação? Porque ela muitas vezes não se verifica na prática?
Compare os branqueamentos com ozônio em altas e médias consistências. Apresente vantagens e desvantagens e dê fluxogramas. 
Explique as vantagens e desvantagens de se aplicar um estágio de extração alcalina ou de dioxidação após o tratamento da polpa com ozônio, ex: (ZD) versus Z/E. 
As duas tecnologias mais proeminentes na atualidade para se operar o primeiro estádio de branqueamento tem sido os estágios de desoxidação à quente, A/D ou D/A, e estágio de branqueamento com ozônio em alta consistência. Faça um paralelo entre estas duas tecnologias e dê o seu julgamento sobre qual você escolheria se fosse chamado a decidir. 
Calcular a relação volume de gás: volume total para um processo de branqueamento com ozônio nas seguintes condições: 10% de consistência, pressão de 10 atm, O3 a 10% de concentração, 50°C, dosagem de O3 de 0.5% base polpa seca, aplicação do O3 em único estágio.Considerando-se 3/1 a relação máxima volume de gás/volume total para se misturar gases com polpa celulósica, com misturadores de alto cisalhamento, num processo de branqueamento com ozônio em MC, calcule a dosagem máxima do ozônio que pode ser adicionada nas seguintes condições: 10% de consistência, pressão de 10 atm, O3 a 10% de concentração, 50°C, aplicação do O3 em único estágio. Assumir a densidade do O3 igual a do O2.
I. Branqueamento com peróxido de hidrogênio
O branqueamento da polpa com peróxido deve ser necessariamente efetuado em meio alcalino. Quais são as três principais reações que ocorrem nestas circunstâncias?
Explique a cinética do branqueamento com peróxido pressurizado.
Porque é vital o controle de metais no branqueamento com peróxido? Diferencie os efeitos do Mn e do Mg.
Se você tivesse que implantar um estágio novo de branqueamento com peróxido de hidrogênio, em que circunstâncias você o implantaria atmosférico e pressurizado?
Explique o mecanismo de decomposição do peróxido de hidrogênio em meio alcalino. 
J. Branqueamento com enzimas
Qual o papel do mediador no processo Lignozym?
Você acha que o branqueamento enzimático tem futuro? Dê a sua racional.
Mostre o mecanismo de branqueamento por xilanases e lacase + mediador. 
Diferencie o mecanismo de branqueamento enzimático com xylanases e ligninases.
K. Reversão de Alvura
Quais são os principais fatores inerentes ao meio ambiente que afetam a estabilidade de alvura de polpas branqueadas?
Quais são os principais fatores inerentes à polpa celulósica que afetam a estabilidade de alvura de polpas branqueadas?
Dentre os agentes de branqueamento mais comuns, quais maximizam e quais minimizam a estabilidade da alvura?
Apresente uma seqüência de branqueamento que resulte em mínima estabilidade de alvura.
A reversão de alvura é um fenômeno que depende de vários fatores ambientais. A presença de qual destes é condição sinequanon para a ocorrência da reversão? Dos fatores inerentes à química da polpa, qual é o mais importante no que tange a reversão de alvura?
Explicar o papel dos HexA, dos grupos redutores e do pH na reversão de alvura. Como eles interagem?
Apresente um mecanismo para a reversão de alvura de polpas branqueadas a altos níveis de alvura.
Branqueamento de polpas de alto rendimento
Que são polpa de alto rendimento?
As polpa de alto rendimento (PAR) são mais escuras ou mais claras que as polpas kraft ?
Quais são as principais características do branqueamento de PAR ?
Quais as principais variáveis que afetam o branqueamento de PAR ?
Explique porque polpas mecânicas branqueadas com ditionitos apresentam maior reversão de alvura que as branqueadas com peróxido. Porque as polpas branqueadas com peróxido ainda apresentam alta reversão? 
Faça um paralelo entre o branqueamento de polpas químicas e mecânicas com peróxido de hidrogênio 
Para a obtenção de PAR de alta alvura, qual processo de branqueamento você sugere?
Como é feito o controle de metais no branqueamento de PAR?
M. Geral:
Apresente a seqüência de branqueamento que você considera ideal para branquear celulose kraft de eucalipto na atualidade, considerando aspectos de fechamento dos circuitos de água. 
Dentre as tecnologias de branqueamento ECF, ECF-light e TCF, qual você considera de maior potencial para o futuro?
O processo de cozimento é intrinsecamente nucleofílico e redutivo. Isto significa que o branqueamento subsequente deveria ser necessariamente eletrofílico e oxidativo? Em sua opinião, qual seria a forma mais inteligente de combinar os reagentes de branqueamento?
Sugira um processo de branqueamento de polpa kraft-O2 de eucalipto até alvura de 90% ISO, com dois estágios de lavagem apenas.
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