Dado que la celulosa es el principal insumo en la producción de papeles blancos, es necesario someter a la pulpa química a un tratamiento con productos químicos en orden a extraer el remanente de lignina, resinas, iones metálicos y otras sustancias que podrían afectar el proceso de producción del papel. Diferentes productos químicos, como el dióxido de cloro, el oxígeno y el peróxido de hidrógeno (H2O2-agua oxigenada) son agregados en forma secuencial a la pasta de celulosa para blanquearla extrayéndole la lignina. De esta manera, los consumidores de celulosa reciben un producto que les permite producir papeles con los atributos requeridos de blancura y brillo, los que además no decaen significativamente con el paso del tiempo. Los productos químicos actualmente en uso en esta fase del proceso han sustituido a otros que fueron eliminados, por cuanto se demostró que generaban componentes nocivos para el medio ambiente.

El proceso de blanqueo significa, necesariamente, una reducción de rendimiento de la madera, medido en m³ de madera por tonelada de celulosa; por cuanto se elimina una parte importante de la lignina que aún permanece en la pasta café y además, una parte de las fibras de celulosa se degradan debido a los agentes químicos que intervienen en el proceso. Normalmente, en todo el proceso de blanqueo se pierde entre un 5% y 9% de la pasta café, para alcanzar blancura estándar de 89% a 91%, según la norma ISO-2470 (International Organization for Standardization).

Las plantas de celulosa modernas -como las de Empresas CMPC- han incorporado en forma previa a las distintas etapas que componen el proceso de blanqueo, una etapa denominada deslignificación con oxígeno, que como su nombre lo indica, consiste en aplicar altas dosis de oxígeno a la pasta café para producir la oxidación de la lignina. Esta reacción química se realiza en un estanque presurizado, a elevadas temperaturas y en un medio alcalino (pH  10). Esta etapa tiene dos importantes beneficios: se reduce sustancialmente el consumo de químicos en las etapas posteriores de blanqueo y además, permite que la lignina removida en la primera estación de lavado pueda ser reprocesada en el Sistema de Recuperación de Productos Químicos y Energía.

El blanqueo de la celulosa continúa agregando en sucesivas etapas distintos productos químicos que oxidan o modifican la estructura molecular de la lignina y otros elementos presentes en la pasta de celulosa cruda, facilitando su disolución y posterior extracción. La pasta es lavada al final de cada etapa para remover los materiales orgánicos solubles. Estas reacciones químicas se realizan en estanques a alta temperatura y en un ambiente ácido (pH < 4). Dado que en este proceso se generan algunos componentes orgánicos que no son solubles en un ambiente ácido, es necesario intercalar etapas en las que se utilizan productos químicos que generan un medio alcalino, de tal forma de poder extraer estos componentes en la estación de lavado.

La pasta resultante, prácticamente libre de lignina, puede ser secada para obtener la celulosa blanca Kraft.  A través de los avances recientes, los niveles de residuos en los efluentes líquidos de las plantas de celulosa han bajado continuamente.  El residuo líquido procedente de la planta de blanqueo,  es conducido a las plantas de tratamiento, con el objeto de ser purificado, eliminando todas las sustancias nocivas para el medio ambiente antes de devolverlo a los ríos.

El proceso de blanqueo ECF (Elemental Chlorine Free), basado en dióxido de cloro, se ha impuesto largamente en la industria de la celulosa como el más aceptado, en reemplazo de las antiguas plantas de blanqueo basado en cloro elemental.

Blanqueo TCF

En un esfuerzo por eliminar totalmente los componentes órgano clorados del efluente se desarrolló un método alternativo de blanqueo de la celulosa, conocido por sus siglas en ingles TCF, que no usa ningún agente blanqueador que contenga cloro ni derivados de éste.

No obstante, esta tecnología no logró diferenciarse de la ECF, por cuanto existe evidencia científica contundente que demuestra que los efluentes debidamente tratados con ambos métodos de blanqueo prácticamente están libres de contaminantes.  En particular, las rigurosas mediciones realizadas no detectan la presencia de dioxinas ni furanos.  Si bien el blanqueo TCF reduce la presión sobre las plantas de tratamiento del efluente, involucra inversiones mayores que el blanqueo ECF, debido a lo específico de los equipos requeridos. Además tiene varios inconvenientes técnicos que no han sido resueltos: Consume más madera por tonelada de celulosa y para lograr la blancura estándar se sacrifica un porcentaje significativo de sus parámetros de resistencia a la tracción, característica necesaria en la Celulosa.

Tanto la Comisión Europea como la EPA (Environmental Protection Agency) de Estados Unidos, han incluido la tecnología de blanqueo ECF con sus correspondientes tratamientos de efluentes dentro de las denominadas Best Available Techniques (BAT) en la industria de la celulosa y el papel. En la práctica, la gran mayoría de las nuevas plantas de celulosa que se han instalado en los últimos 10 años usan el proceso ECF. Especial mención merece la Planta de celulosa Stendal, inaugurada a fines del año 2004 en Alemania, a 100 km. de Berlín. El proyecto de construcción de esta Planta se comenzó a gestar en el año 2000 y originalmente contemplaba producir sólo celulosa TCF, pero al momento de concretar el proyecto se decidió que ella tuviera la posibilidad de operar alternativamente con ambos métodos de blanqueo.  Dados los argumentos recién expuestos, hoy produce sólo celulosa ECF.