Publicação: Refino de papel e branqueamento de celulose: indústria e biotecnologia
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Data
2024-12-11
Autores
Orientador
Baptista Neto, Álvaro de 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Araraquara - FCF - Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
A indústria de papel e celulose exerce papel importante no cenário brasileiro,
acumulando uma produção de celulose de 24,3 milhões de toneladas em 2023.
Com isso, são realizados estudos para aprimorar a produção, diminuindo tanto o
gasto energético quanto o consumo de produtos químicos, essenciais para as
etapas de refino de papel e branqueamento de celulose, por sua vez importantes
para as propriedades e qualidade dos produtos finais. A compreensão da
composição da madeira, em especial dos componentes lignocelulósicos como
lignina, hemicelulose e celulose, é fundamental para o desenvolvimento de técnicas
mais eficientes de refino e branqueamento. O processo Kraft, amplamente utilizado,
permite a separação eficaz da celulose, mas enfrenta desafios relacionados ao alto
consumo de energia e à geração de resíduos tóxicos, o que motiva a busca por
métodos alternativos mais sustentáveis. O processo usual de branqueamento passa
por métodos químicos, como o ECF (Elemental Chlorine Free), ECF-light, e TCF
(Totally Chlorine Free), que buscam alcançar a brancura desejada com menor
impacto ambiental. A utilização de ozônio e peróxido de hidrogênio nesses
processos contribui para a redução dos subprodutos organoclorados, tornando o
processo mais ecológico. O refinamento de papel, por sua vez, é uma etapa crítica
que influencia diretamente as propriedades físicas do produto, como resistência,
opacidade e suavidade, e que pode ser otimizado para melhorar a eficiência do
processo e reduzir o consumo energético. Nesse cenário, atua a biotecnologia, com
processos de branqueamento e biorrefino. O biobranqueamento, que utiliza enzimas
como xilanases e lacases para remover lignina residual e outras impurezas da
celulose, reduz significativamente o uso de agentes químicos agressivos, como o
cloro, e minimiza a geração de efluentes tóxicos. O biorrefino, por sua vez, visa
otimizar o tratamento das fibras de celulose, empregando enzimas como celulases
para amolecer as fibras e facilitar o entrelaçamento necessário para a produção de
papéis com melhores propriedades físicas. Esse processo enzimático não só
melhora a qualidade do papel, mas também reduz o consumo de energia, uma vez
que o amolecimento das fibras diminui a necessidade de refino mecânico intensivo.
O trabalho mostra como essas alternativas se apresentam como vantajosas, mais
sustentáveis e capazes de aprimorar os produtos finais, sendo, contudo, necessário
o aprimoramento das mesmas para implementação nas indústrias desse setor.
Resumo (inglês)
The paper and pulp industry plays a significant role in the Brazilian economy, with a
pulp production of 24.3 million tons in 2023. As a result, studies are conducted to
improve production by reducing both energy consumption and the use of chemicals,
which are essential for the paper refining and pulp bleaching stages—processes that
are crucial for the properties and quality of the final products. Understanding the
composition of wood, particularly lignocellulosic components such as lignin,
hemicellulose, and cellulose, is fundamental for developing more efficient refining
and bleaching techniques. The widely used Kraft process effectively separates
cellulose but faces challenges related to high energy consumption and the
generation of toxic waste, prompting the search for more sustainable alternative
methods. The conventional bleaching process involves chemical methods such as
ECF (Elemental Chlorine Free), ECF-light, and TCF (Total Chlorine Free), which aim
to achieve the desired whiteness with less environmental impact. The use of ozone
and hydrogen peroxide in these processes helps reduce organochlorine byproducts,
making the process more environmentally friendly. Paper refining, in turn, is a critical
stage that directly influences the physical properties of the product, such as strength,
opacity, and smoothness, and can be optimized to improve process efficiency and
reduce energy consumption. In this context, biotechnology plays a role through
processes of biobleaching and biorefining. Biobleaching, which utilizes enzymes like
xylanases and laccases to remove residual lignin and other impurities from cellulose,
significantly reduces the use of harsh chemicals like chlorine and minimizes the
generation of toxic effluents. Biorefining, on the other hand, aims to optimize the
treatment of cellulose fibers by employing enzymes like cellulases to soften the
fibers and facilitate the interlacing necessary for the production of papers with better
physical properties. This enzymatic process not only improves paper quality but also
reduces energy consumption since softening the fibers decreases the need for
intensive mechanical refining. The study highlights how these alternatives present
themselves as advantageous, more sustainable, and capable of enhancing final
products. However, further refinement of these processes is necessary for their
implementation in industries within this sector.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
PAVAN, L. G. Refino de Papel e Branqueamento de Celulose: Indústria e Biotecnologia. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia) – Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Araraquara, 2024.
