Seleção de solventes de extração para processos químicos: ReSolv, nossa solução para inovação de processos

A escolha do solvente em um processo de extração geralmente é vista como um parâmetro secundário… até que seja necessário substituí-lo. Mudanças nas normas, aumento dos requisitos de segurança e o desejo de reduzir o impacto ambiental estão forçando os fabricantes a repensar as soluções já estabelecidas. Esse é o caso, por exemplo, do MIBK – um solvente historicamente eficaz que agora é suspeito de ser CMR (cancerígeno, mutagênico e tóxico para a reprodução) e portanto seu uso está sendo gradualmente descontinuado.

Mas mudar de solvente não significa simplesmente substituir uma molécula por outra: pode envolver uma revisão completa do processo, com consequências importantes para os custos, os prazos de implementação e a viabilidade técnica. Por isso, é essencial antecipar essas restrições o máximo possível, desde as fases iniciais de projeto (TRL 2 a 4), quando ainda há muito espaço de manobra e custos de adaptação razoáveis.

Uma solução nascida de uma necessidade industrial

Diante desses desafios, a Processium decidiu, em 2013, desenvolver o ReSolv, um pacote de software dedicado à busca e seleção de solventes de extração. O projeto surgiu da necessidade de uma unidade industrial de identificar rapidamente alternativas viáveis para solventes que haviam se tornado obsoletos, proibidos ou que simplesmente não eram ideais.

Inicialmente simples, o ReSolv evoluiu por meio de sucessivas iterações, impulsionadas por projetos de clientes e trabalhos de P&D. A cada novo projeto, a ferramenta era enriquecida e adaptada para atender aos requisitos e especificações de cada processo de forma mais eficaz. Hoje, o Resolv é robusto, confiável e usado sempre que surge uma necessidade de seleção ou substituição de solventes.

Um banco de dados proprietário como peça-chave da ferramenta

Desde o início, o ReSolv foi concebido como uma extensão do nosso banco de dados físico-químicos interno, o e-thermo, que temos enriquecido há mais de dez anos. Esse banco de dados constitui uma peça fundamental da ferramenta, fornecendo as propriedades essenciais (solubilidade, termodinâmica, segurança, regulamentações) que alimentam o algoritmo de seleção do ReSolv.

O ReSolv é mais do que um simples software: é um método que combina inteligência algorítmica e experiência em processos, projetado para engenheiros de processos em campo.

Critérios definidos com o cliente

O algoritmo de seleção de solventes do ReSolv funciona por meio de filtros sucessivos, com base em critérios definidos no início do projeto:

• Seletividade (capacidade de extrair apenas a molécula alvo)
• Capacidade de reciclagem do solvente
• Custo e disponibilidade
• Critérios de HSE (saúde, segurança e meio ambiente)
• Restrições regulatórias (REACH, outras restrições)
• Desempenho comparado ao solvente de referência

Após consultar o e-thermo, o ReSolv aplica regras de classificação baseadas em dados experimentais reais, assim como métodos preditivos para calcular as propriedades ausentes para produzir uma lista curta de 5 a 15 solventes relevantes.

Acoplamento com a experiência da Processium e validação experimental

Além do algoritmo, a escolha final do solvente é baseada na reconhecida experiência da Processium, que considera todo o processo: não apenas a eficiência da extração do produto, mas também a capacidade de regenerar e reciclar o solvente em condições ideais. Essa visão global garante uma seleção pragmática adaptada às restrições industriais reais.

A abordagem do ReSolv é sempre complementada por testes laboratoriais experimentais realizados em nossas próprias instalações. Esse nível duplo de validação – algorítmico e experimental – reduz a necessidade de testes empíricos dispendiosos e, ao mesmo tempo, acelera o desenvolvimento.

Em comparação com um método mais convencional, essa abordagem:

• Reduz significativamente o tempo e os custos de P&D
• Reduz as incertezas técnicas
• Reforça a robustez da escolha em condições reais

• Como parte de uma estratégia de P&D de longo prazo, um fabricante nos pediu ajuda para identificar um solvente de extração que pudesse ser reciclado com mais facilidade. O objetivo: reduzir as perdas de material e limitar os custos associados à compra e ao processamento de solventes usados. Graças ao ReSolv, identificamos rapidamente uma alternativa mais sustentável, compatível com um circuito de reciclo do solvente. Essa solução, embora exija investimento inicial, agora está proporcionando economias de escala significativas e, ao mesmo tempo, reduzindo o impacto ambiental do processo.
• Para um de nossos clientes, cujo solvente inicial foi classificado como CMR (carcinogênico, mutagênico ou tóxico para a reprodução), foi necessária uma revisão completa do processo. O ReSolv, que elimina sistematicamente as substâncias CMR de seu processo de seleção, primeiro identificou um solvente substituto que era eficiente, sustentável e economicamente viável. No entanto, esse novo solvente, embora mais competitivo, não era compatível com o processo existente. Nossas equipes de engenheiros de processo, portanto, apoiaram o cliente no projeto e na implementação de um processo adequado, garantindo a integração ideal dessa solução mais segura e sustentável.

Por mais de uma década, o ReSolv tem ajudado nossos clientes a fazer uma seleção mais assertiva de solventes de extração, com base em uma análise multicritério que leva em conta o desempenho técnico, bem como questões regulatórias, econômicas e ambientais. Ao estruturar um processo que geralmente é guiado pela experiência ou pelo senso comum, nossa ferramenta torna as escolhas mais confiáveis desde os estágios iniciais de desenvolvimento. Assim, ela ajuda a fazer escolhas mais assertivas para o processo, antecipar futuras restrições regulatórias e reduzir consideravelmente o tempo e os recursos dedicados à P&D experimental. Em comparação com uma abordagem mais empírica, o ReSolv limita as iterações, reforça a consistência das decisões e acelera a transição para a industrialização.

Com o ReSolv, a seleção de solventes não é mais baseada em testes empíricos caros ou abordagens fragmentadas. Ela se torna um processo estruturado, baseado em dados confiáveis, critérios objetivos e validação experimental sistemática em nossos próprios laboratórios.

Mas não é apenas o software que torna nosso método tão eficaz. O que faz a diferença é a integração completa da metodologia da Processium: da modelagem termodinâmica à engenharia de processos. Essa abordagem única garante uma continuidade perfeita, o que é essencial quando uma mudança de solvente envolve modificações profundas no processo existente.

Ao limitar o número de interfaces e comunicações cruzadas entre diferentes prestadores de serviços, permitimos que nossos clientes ganhem velocidade, confiabilidade e consistência, em um contexto industrial em que as escolhas precisam ser feitas de forma rápida, adequada e sustentável.

O ReSolv ilustra a capacidade da Processium de se antecipar às mudanças no setor industrial. No contexto da transição ecológica e da crescente pressão regulatória, ter uma ferramenta ágil e continuamente aprimorada, desenvolvida internamente, é uma verdadeira vantagem competitiva.

Além do algoritmo, é a nossa capacidade de associar abordagens numéricas à validação experimental que faz a diferença. O ReSolv não é um fim em si mesmo: ele é o catalisador de uma abordagem integrada, rigorosa e eficiente para o projeto de processos, que também pode ser adaptada a outras aplicações que envolvam solventes.