La sbianca della cellulosa viene eseguita in diverse fasi. In una moderna fabbrica la sbianca inizia con la delignificazione ad ossigeno che consente di ridurre il consumo dei costosi prodotti chimici di sbianca nonché la contaminazione delle acque reflue. La sbianca ha come obiettivo la rimozione della lignina residua di colore scuro e delle contaminazioni per garantire determinati criteri di qualità della cellulosa.
Le sequenze di sbianca più diffuse sono quelle ECF (prive di cloro elementare) e TCF (completamente prive di cloro).
I prodotti chimici idonei per la sbianca TCF sono i seguenti: ossigeno, perossido di idrogeno, ozono e peracidi. Oltre a questi, la sbianca ECF usa piccole quantità di diossido di cloro.
CO2-Pulp-wash®
CO2-Pulp-wash® è una procedura brevettata dalla Linde e introdotta all'inizio degli anni novanta. Attualmente viene utilizzata in più di 40 linee fibre, sia per linee a solfati e a solfiti sbiancate e non. L'anidride carbonica viene aggiunta al lavaggio della pasta per rimuovere i composti organici e inorganici della polpa. Un ulteriore impiego è fra l'altro la regolazione del pH a monte di una fase enzimatica.
A seconda della situazione specifica sul posto si possono raggiungere i seguenti vantaggi:
Maggiore capacità di lavaggio (gruppo di lavaggio).
Consumo di vapore ridotto nell'impianto di evaporazione (attraverso una minore quantità di acqua di lavaggio a parità di perdita di lavaggio).
Minore consumo di additivi chimici (p. es. prodotti antischiuma o disperdenti).
Minore necessità di manutenzione.
Delignificazione con ossigeno
La delignificazione con ossigeno può essere considerata, da un lato, come una continuazione della cottura e, dall'altro, come la prima fase dello sbiancamento. Oggi rappresenta una fase standard nella produzione di polpa di cellulosa sbiancata. I vantaggi che si ripercuotono sul costo di produzione sono evidenti in entrambi i metodi di sbiancamento ECF e TCF.
Vantaggi della delignificazione con ossigeno:
Emissioni ridotte dall'impianto di sbiancamento.
Tecnologia affidabile e collaudata, adatta a successive modifiche del processo.
La delignificazione dell'ossigeno può essere a 1 o a 2 stadi, con o senza lavaggio intermedio.
Sbiancamento con perossido potenziato con ossigeno
La fase con perossido pressurizzato (PO) rappresenta un vantaggio per lo sbiancamento evitando completamente l’uso del cloro (TCF), in quanto permettono di ottenere un grado di bianco finale molto elevato. Nelle sequenze con diossido di cloro (sbiancamento ECF), una potente fase con perossido riduce il consumo di questi prodotti chimici o può persino eliminare una delle fasi che impiegano questa sostanza.
Un ciclo con perossido pressurizzato avviene a temperature superiori a 100 °C con una piccola quantità di ossigeno aggiunto. Un requisito preliminare per ottenere risultati positivi nello sbiancamento con perossido è il basso contenuto di ioni metallici, p. es. manganese, rame e ferro.
Vantaggi di un ciclo con perossido pressurizzato:
Tempo di ritenzione più breve: 1 – 2 h rispetto a 5 – 15 h in sistemi a pressione atmosferica.
Fase importante nella sequenza di sbiancamento TCF.
In una sequenza ECF può ridurre il consumo di diossido di cloro e quindi il livello di AOX del 50 %.
Delignificazione all'ozono/sbiancamento
L'ozono è stato introdotto all'inizio degli anni novanta come sbiancante su scala industriale per ottenere una cellulosa completamente sbiancata senza l'uso di prodotti chimici a base di cloro. Oggi l'ozono è usato nei processi di sbiancamento sia ECF che TCF. Trattandosi di un agente fortemente ossidante, con l'uso dell'ozono si riduce anche il consumo di altri agenti chimici di sbiancamento.
L'ozono viene prodotto sul posto tramite scariche elettriche in un flusso di gas ricco di ossigeno. Le quantità di ozono necessarie per lo sbiancamento – valori tipici sono 1 – 10 kg/t lutro – sono meno costose se prodotte da ossigeno puro. Attualmente il limite superiore pratico per la concentrazione di ozono è pari a circa il 13 %.
Vantaggi dell'ozono come agente sbiancante:
Forte ossidazione già a basse temperature.
Reazioni rapide; basta un tempo di permanenza breve (e quindi un reattore piccolo).
Possibilità di recuperare il filtrato.
Delignificazione efficace per tutti i tipi di cellulosa.