09 extracao alcalina

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EXTRAÇÃO ALCALINA
Prof. Marcelo Muguet
SEQUÊNCIAS DE BRANQUEAMENTO
C
(DC)
D
A E
Dig
O
O/O
A
A/D
D/A
AD
Z/E
Z/D
E
(EP)
(EPO)
D
D
P
OBJETIVOS
� Reduzir o consumo de oxidantes
� Remove ligninas cloradas e oxidadas
� Remove resinas e ácidos graxos
� Aumentar teto de alvuraAumentar teto de alvura
� Melhorar a qualidade da polpa
� Aumentar estabilidade de alvura
� Reduzir sujidade
� Purificar a polpa celulósica no caso de polpa para 
dissolução (remover hemiceluloses)
TIPOS DE EXTRAÇÃO ALCALINA
� Convencionais (E)
� Oxidativas
� Com Hipoclorito (EH)
� Com oxigênio (EO)
� Com peróxido (EP)
� Com oxigênio e peróxido (EOP, EPO, OP)
GERAÇÃO DO ÁLCALI
� O NaOH é álcali mais usado
� Alternativamente: Mg(OH)2, Ca(OH)2, Na2CO3
� O NaOH é gerado como um produto da eletrólise do 
NaCl em células de diafragma ou de membranaNaCl em células de diafragma ou de membrana
2 NaCl + H2O � Cl2 + H2 + 2 NaOH
� Simplesmente compra-se
QUÍMICA DO PROCESSO
� Dissolução e remoção das cloroligninas e ligninas 
oxidadas por um processo físico-químico
� Hidrólise alcalina de extrativos (ex.: ácidos graxos)
� Alguma clivagem de celulose
� Solubilização de hemiceluloses em condições � Solubilização de hemiceluloses em condições 
severas
� Após oxidação, a lignina existe numa variedade de 
formas:
� Fragmentos de baixo PM que dissolvem em água
� Fragmentos de alto PM que dissolvem somente em álcali 
diluído
� Lignina remanescente, resistente ao álcali forte que será 
oxidada em estágios posteriores
MECANISMO GERAL
ATIVAÇÃO DA LIGNINA PELO ÁLCALI
CONDIÇÕES TÍPICAS DO PROCESSO
� Dosagem de NaOH*: 0,8 – 4,5%
� Consistência: 9 – 14%
� Temperatura: 50 – 80 oC
� Tempo: 1-2hs
� pH: 10,0 – 11,0
� * Quando a extração alcalina tem o objetivo de 
produzir alfa-celulose, são usadas dosagens mais 
elevadas de NaOH (10-80%) e temperaturas baixas
TIPO DE ÁLCALI
EFEITO DA CARGA
10
12
14
16
18
pH Kappa
0
2
4
6
8
0 1 2 3 4 5 6
Carga de NaOH, %
EFEITO DA TEMPERATURA
Temperatura Kappa Vapor, kg/ton
Aumento de 
consumo Cl2
ativo, kg/ton 
polpa
20 8,1 - 420 8,1 - 4
40 6,6 40 2
60 6,0 400 0,75
80 5,4 800 Caso base
EFEITO DA CONSISTÊNCIA
Consistência, % Kappa Vapor, kg/ton
2 6,5 13002 6,5 1300
6 6,2 700
10 6,0 400
15 5,8 250
EXTRAÇÕES OXIDATIVAS
� Extraem materiais oxidados em estágios anteriores além 
de promover alvejamento da polpa
� Equivalem a duas etapas de branqueamento
� Oxidante têm necessariamente que operar em meio 
alcali
� Com Hipoclorito (EH)
� Com oxigênio (EO)
� Com peróxido (EP)
� Com oxigênio e peróxido (EOP, EPO, OP)
EXTRAÇÕES COM PERÓXIDO
EXTRAÇÕES COM PERÓXIDO E OXIGÊNIO
CONÍFERAS
Sequência H2O2 Kappa Alvura
CE 0 6,2 30CE 0 6,2 30
C(EO) 0 4,2 34
C(EP) 0,5% 5,8 42
C(EPO) 0,5% 2,8 70
FOLHOSAS
Sequência D*(EP)D D*(EPO)D D*(PO)D
CAT, % 3,51 3,55 3,55
Visco, mPa.s 14,8 15,4 15,6
Reversão alv. 2,0 2,1 2,0
Residual perox. 7 2 3
Perda rendi. 2,2 2,2 2,3
CCE – COLD CAUSTIC EXTRACTION
CCE – COLD CAUSTIC EXTRACTION
CCE – COLD CAUSTIC EXTRACTION
CONCLUSÕES
� Tecnologia bem estabelecida
� Reduz o custo do branqueamento
� Reduz organoclorados no efluente� Reduz organoclorados no efluente
� Desempena papel importante em processos ECF e TCF
� Aumenta a flexibilidade da planta de branqueamento
� Para polpa de coníferas usar EPO e de folhosas usar EP