Título: AVALIAÇÃO COMPUTACIONAL DO USO DE DIÓXIDO DE CLORO OU PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO NO BRANQUEAMENTO DA POLPA CELULÓSICA

Título alternativo: COMPUTATIONAL EVALUATION OF THE USE OF CHLORINE DIOXIDE OR HYDROGEN PEROXIDE IN THE BLEACHING OF CELLULOSIC PULP

Autoria de: Mariana de Almeida Chaves

Orientação de: Cristiane Alves Pereira

Coorientação de: Suellen Mendonça Nascimento

Presidente da banca: Cristiane Alves Pereira

Primeiro membro da banca: Nathan Sombra Evangelista

Segundo membro da banca: Vinicius de Macedo

Terceiro membro da banca: Suellen Mendonça Nascimento

Palavras-chaves: Branqueamento, Celulose, Efluentes, Parâmetro Kappa, Simulação

Data da defesa: 21/07/2023

Semestre letivo da defesa: 2023-1

Data da versão final: 07/08/2023

Data da publicação: 07/08/2023

Referência: Chaves, M. d. A. AVALIAÇÃO COMPUTACIONAL DO USO DE DIÓXIDO DE CLORO OU PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO NO BRANQUEAMENTO DA POLPA CELULÓSICA. 2023. 49 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.

Resumo: O presente trabalho visa comparar diferentes vazões dos reagentes químicos de alvejamento utilizados no processo Kraft de branqueamento da polpação da madeira. Além disso, ele avalia por meio do conteúdo residual de lignina, conhecido como parâmetro Kappa, a eficiência do peróxido de hidrogênio frente ao dióxido de cloro. A relevância deste estudo fundamenta-se na utilização de alvejantes não geradores de efluentes com compostos organoclorados. Tais componentes nocivos não são tratados pelo tratamento de efluentes atual e é vetado pela resolução CONAMA nº 430 sua emissão nos recursos hídricos. Para a simulação do branqueamento foi utilizado o software Integrated Design Engineering with Advanced Simulation (IDEAS), cuja vasta base de dados termodinâmicos foi individualmente definida para cada componente da madeira e os reagentes de alvura ao longo de seu desenvolvimento. Na simulação dinâmica, o software realiza cálculos iterativos das equações de balanço de massa, energia e momento que descrevem o processo. Utilizou-se uma vazão de polpa de 2500 m³h-1 à 90?C e um tempo de branqueamento de 120 minutos, com pH ácido de 5,5 para o estágio de dióxido de cloro e pH de 8 para o estágio de peróxido de hidrogênio. As vazões para o primeiro estágio foram de 50, 75 e 100 m³h-1 e para o segundo 2, 3 e 4 m³h-1. O valor-alvo de Kappa segundo a literatura deve ser cerca de 2,5 unidades para que haja remoção de lignina sem a perda de resistência da polpa. Para o dióxido de cloro a vazão de 100 m³h-1 apresentou valor de Kappa de 3,01 e para o peróxido de hidrogênio a vazão de 4 m³h-1 um valor de 2,72. Como esperado, quanto maior o consumo de reagentes de alvura, maior a remoção de lignina e consequentemente mais alva será a polpa e menor será o parâmetro Kappa. Dessa forma, conclui-se que o estágio com peróxido de hidrogênio, quando precedido de uma deslignificação, deve ser utilizado para evitar a emissão de organoclorados nos efluentes.

Abstract: The present work aims to compare different flow rates of bleaching chemical reagents used in the Kraft bleaching process of wood pulping. In addition, it evaluates through the residual lignin content, known as Kappa parameter, the efficiency of hydrogen peroxide compared to chlorine dioxide. The relevance of this study is based on the use of bleaches that do not generate effluents with organochlorine compounds. Such harmful components are not treated by the current effluent treatment and their emission into water resources is prohibited by CONAMA Resolution No. 430. The Integrated Design Engineering with Advanced Simulation (IDEAS) software was used to simulate the bleaching process, whose vast thermodynamic database was individually defined for each wood component and whitening reagents throughout its development. In the dynamic simulation, the software performs iterative calculations of the mass, energy and momentum balance equations that describe the process. A pulp flow rate of 2500 m³h-1 at 90?C and a bleaching time of 120 minutes were used, with an acid pH of 5.5 for the chlorine dioxide stage and pH of 8 for the hydrogen peroxide stage. The flow rates for the first stage were 50, 75 and 100 m³h-1 and for the second 2, 3 and 4 m³h-1. The target value of Kappa according to the literature should be about 2.5 units for lignin removal without loss of pulp strength. For chlorine dioxide the flow rate of 100 m³h-1 presented a Kappa value of 3.01 and for hydrogen peroxide the flow rate of 4 m³h-1 a value of 2.72. As expected, the higher the consumption of whitening reagents, the greater the lignin removal and consequently the whiter the pulp and the lower the Kappa parameter. Thus, it is concluded that the hydrogen peroxide stage, when preceded by delignification, should be used to avoid the emission of organochlorines in the effluents.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20231201620991

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Mariana de Almeida Chaves e Universidade Federal de Lavras

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