Als wesentliches Element bei der Herstellung von Papierprodukten ist das Bleichen von Zellstoff ein mehrstufiger Prozess, bei dem Restlignin zerstört oder entfernt wird, um das Endprodukt optisch aufzuhellen. Lignin, eine organische Verbindung, die dazu dient, die Zellen von Gehölzen zu versteifen, spielt eine bedeutende Rolle bei der Farbe des Fruchtfleisches. Somit beinhaltet das Bleichen von Zellstoff das Aufspalten von Lignin in kleinere Moleküle, um Helligkeit zu erzielen. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Lignin im Endprodukt verbleibt, desto wahrscheinlicher ist es, dass es aufgrund von Luft- oder Lichteinwirkung allmählich vergilbt. Der Vorgang der Delignifizierung umfasst in der Regel mehrere unterschiedliche Verarbeitungsschritte, da ein einstufiger Bleichprozess wahrscheinlich die Gesamtfestigkeit des Zellstoffs nachteilig beeinflussen würde.
Es gibt zwei mögliche Ansätze für den chemischen Prozess des Bleichens von Zellstoff. Wenn das Endprodukt einen hohen Zellstoffanteil beibehalten und bis zu 70 Prozent potenzieller Helligkeit erreichen soll, besteht der beste Ansatz darin, das Lignin abzubauen, um seine Auswirkungen auf die Zellstofffärbung zu minimieren. Für Helligkeiten von 90 Prozent oder mehr mit einem gewissen Verlust an Faserqualitäten muss das Lignin fast vollständig entfernt werden. Helligkeit ist definiert als der Grad der Fähigkeit, Licht zu reflektieren. Bei beiden Verfahren wird gelöstes Lignin zwischen den Verarbeitungsstufen aus dem Zellstoff ausgewaschen.
Traditionell wurde das übliche Verfahren zum Bleichen von Zellstoff als CEHDED oder CEDED bezeichnet, wobei die Buchstaben die Reihenfolge der Anwendung bestimmter Chemikalien angeben. Das CEHDED-Verfahren umfasste die folgenden Schritte: Chlor (C); alkalische Extraktion (E); Hypochlorat (H); Chlordioxid (D); stärker alkalische Extraktion (E); und mehr Chlordioxid (D). Für CEDED wurde die Hypochlorat(H)-Stufe entfernt.
Die beim Bleichen von Holzstoff verwendeten Verfahren wurden nicht als negative Auswirkungen auf die Umwelt angesehen, da die üblicherweise in diesen Verfahren verwendeten Chemikalien dazu neigen, relativ harmlose Nebenprodukte zu erzeugen. Dagegen kann das Bleichen von Zellstoff zu Umweltschäden führen, insbesondere durch die Freisetzung organischer Stoffe in benachbarte Gewässer. Vor den 1930er Jahren war Haushaltsbleiche oder Natriumhypochlorit häufig das Mittel zum Bleichen von Zellstoff; später war Chlor das Bleichmittel der Wahl. Seit 1990 werden bei der Delignifizierung von Zellstoff häufiger neuere Verfahren verwendet, die kein Chlor verwenden. Diese Verfahren sind allgemein als Element Chlorine Free (ECF) bekannt, das bestimmte Mengen an Chlordioxid enthalten kann, und Totally Chlorine Free (TCF), bei dem Chemikalien wie Wasserstoffperoxid, Sauerstoff oder Ozon anstelle von Chlor verwendet werden.