Impactos do excesso de O₂ e licor branco não oxidado na deslignificação com oxigênio: estudo de caso aplicado a uma planta industrial de polpa Kraft de eucalipto

dc.contributor.advisor1Pádua, Thiago Faggion de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8909812973749651
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0694-6991
dc.contributor.authorSilva, Pedro Henrique Piozzi da
dc.contributor.authorlatteshttps://lattes.cnpq.br/9939399606933673
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0005-6977-1668
dc.date.accessioned2026-01-27T12:53:49Z
dc.date.issued2025-12-09
dc.description.abstractThe Kraft process is the main route for producing cellulosic pulp, characterized by its operational robustness and chemical recovery cycle. Oxygen delignification is an essential stage for reducing the Kappa number and the consumption of bleaching reagents. This study evaluated, at both laboratory and industrial scales, the feasibility of partially replacing sodium hydroxide with non-oxidized white liquor (WL), combined with the use of excess oxygen to intensify delignification and increase brightness, consequently minimizing costs and environmental impacts. In the tests with a Parr reactor, the WL fraction ranged from 22.2% to 45%, and the O₂ excess from -1.1 kg/ADt (deficit) to 7.9 kg/ADt. The O₂ excess increased brightness by up to 2.68 ISO points and delignification efficiency by +2 percentage points, but decreased viscosity by up to 34 dm³/kg and selectivity by 0.028 Kappa units per dm³/kg. White liquor by itself did not affect pulp quality; however, in the presence of excess oxygen, resulted in a tendency of viscosity and selectivity loss. Increasing excess oxygen enhanced brightness and efficiency gains, with potential to reduce chlorine dioxide demand in the bleaching stage, although excesses above the baseline resulted in slight losses of viscosity and selectivity. Although obtained under laboratory conditions, the results were relevant and provided concrete guidance for the industrial trial phase. In this phase, it was found that increasing the white liquor fraction from 22% to 30% did not alter pulp quality indicators and allowed a reduction of about 1.7 kg NaOH/ADt, corresponding to approximately 8% in savings of sodium hydroxide costs. Furthermore, reducing the oxygen excess by 2 kg/ADt did not compromise these parameters and resulted in an estimated 10% reduction in oxygen costs. The adjustments in white liquor fraction and oxygen charge are currently being implemented in the analyzed mill.eng
dc.description.resumoO processo Kraft é a principal rota de produção de polpas celulósicas, caracterizado pela robustez operacional e pelo ciclo de recuperação química. A deslignificação com oxigênio representa uma etapa essencial para reduzir o número Kappa e o consumo de reagentes de branqueamento. Neste trabalho avaliou-se, em laboratório e em escala industrial, a viabilidade técnica da substituição parcial de hidróxido de sódio por licor branco não oxidado (LB), associada ao uso de oxigênio em excesso para intensificar a deslignificação e elevar a alvura, possibilitando a minimização de custos e impactos ambientais. Nos ensaios em reator Parr, a fração de LB variou entre 22,2% e 45% e o excesso de O₂ entre -1,1 (déficit) e 7,9 kg/ADt. O excesso de O₂ elevou o ganho de alvura em até 2,68 pontos (%ISO) e a eficiência de deslignificação em +2 pontos percentuais, mas intensificou a perda de viscosidade em até 34 dm³/kg e da seletividade em 0,028/unidade de Kappa por dm³/kg. O licor branco, isoladamente, não afetou a qualidade da polpa, porém, na presença de excesso de oxigênio resultou em tendência de perda de viscosidade e seletividade. O aumento do excesso de oxigênio favoreceu os ganhos de alvura e eficiência, com potencial para reduzir a demanda de dióxido de cloro no branqueamento, ainda que excessos acima da condição de referência impliquem em perdas sutis de viscosidade e seletividade. Embora obtidos em condições laboratoriais, os resultados alcançados foram relevantes e ofereceram subsídios concretos para orientar a etapa de teste industrial. Nesta etapa, constatou-se que o aumento da fração de licor branco de 22% para 30% não altera os indicadores de qualidade da polpa e permite reduzir cerca de 1,7 kg de NaOH/ADt, com economia aproximada de 8% no custo do hidróxido de sódio. Ademais, a redução de 2 kg/ADt no excesso de oxigênio não compromete os mesmos parâmetros e resulta em diminuição de cerca de 10% no custo de oxigênio. As modificações da fração de licor branco e carga de oxigênio estão sendo implementadas na fábrica analisada.por
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationSILVA, Pedro Henrique Piozzi da. Impactos do excesso de O₂ e licor branco não oxidado na deslignificação com oxigênio: estudo de caso aplicado a uma planta industrial de polpa Kraft de eucalipto. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23471.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23471
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectCelulosepor
dc.subjectDeslignificaçãopor
dc.subjectLicor não oxidadopor
dc.subjectAlvurapor
dc.subjectDelignificationeng
dc.subjectBrightnesseng
dc.subjectUnoxidized white liquoreng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.ods9. Indústria, Inovação e Infraestrutura
dc.subject.ods12. Consumo e Produção Responsáveis
dc.titleImpactos do excesso de O₂ e licor branco não oxidado na deslignificação com oxigênio: estudo de caso aplicado a uma planta industrial de polpa Kraft de eucaliptopor
dc.title.alternativeImpacts of excess O₂ and unoxidized white liquor on oxygen delignification: case study applied to industrial Kraft eucalyptus pulp productioneng
dc.typeTCC

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