Você sabia que cerca de 80% dos produtos químicos da indústria moderna passam por alguma etapa com processo de catálise na sua fabricação? Sim, o catalisador é uma das matérias-primas mais importantes da indústria na atualidade, sendo aplicáveis em praticamente todos os setores: químico, petroquímico, farmacêutico, alimentos, entre outros. O uso de catalisadores na produção possibilitou a fabricação em maior escala e o aprimoramento das reações químicas, aumentando a produtividade, eficiência e competitividade de produtos.  

 

O que é um catalisador? 

Um catalisador é uma substância que torna uma reação química mais rápida sem ser consumida no processo. Além do aumento na velocidade com que os reagentes se transformam em produtos, a utilização de catalisadores aumenta a seletividade atômica, proporciona rotas sintéticas mais curtas e economia de energia nos processos. Quimicamente falando, o catalisador não possui nenhum efeito no equilíbrio de uma reação química, já que ele apenas aumenta o número de colisões efetivas entre as moléculas de reagente, diminuindo a energia necessárias para ativação da reação e aumentando a velocidade com qual ela ocorre. 

 

Quais os principais tipos de catálise? 

Catálise Heterogênea 

O catalisador e os reagentes encontram-se em fases distintas e, portanto, a reação ocorre na interface, por adsorção dos reagentes à superfície do catalisador, sendo favorecida pelo tamanho da área superficial do mesmo, já que ela é diretamente proporcional ao número de sítios ativos. Altamente aplicados na indústria química e petroquímica, catalisadores deste tipo são os mais utilizados no mercado, principalmente em processos de maior escala, por serem na maioria de fácil regeneração e separação do produto, possibilitando seu reuso, além de apresentarem grande estabilidade química, estrutural e térmica e ainda diminuírem a geração de efluentes e corrosão dos equipamentos. 

Exemplos de catalisadores heterogêneos: zeólitas, óxidos e haletos metálicos, argilas, metais com alta área específica, metais suportados em sólidos de alta área específica, catalisadores automotivos, entre outros. 

 

Catálise Homogênea 

O catalisador e os reagentes encontram-se em uma mesma fase e, portanto, o catalisador está dissolvido no solvente que contém o substrato. Altamente utilizado na produção de compostos de maior valor agregado, na indústria farmacêutica, agroquímica e química fina, de fragrâncias e aromas, esta classe de catalisadores tem menor utilização no mercado, principalmente pela baixa estabilidade química, na qual o catalisador se desativa com o tempo é necessário reativá-lo ou descartá-lo, e maior toxicidade, sendo de maior dificuldade para destiná-lo ao meio ambiente de forma correta. 

Exemplos de catalisadores homogêneos: complexos de metais de transição, compostos ácidos ou básicos de baixo peso molecular, entre outros. 

 

Catalisadores na indústria 

O catalisador ideal é aquele que produz uma elevada proporção do produto desejado com a menor quantidade possível de produtos secundários e que apresenta alta velocidade, seletividade, bom tempo de vida útil e regeneração rápida. Na indústria, a busca pelo catalisador mais eficiente para um processo é objeto de muito investimento e a cada dia surgem inovações tecnológicas no setor. 

Um exemplo clássico de inovação na área de catálise são os biocatalisadores, enzimas biológicas, que possuem a capacidade de promover reações químicas com excelente rendimento e seletividade, sendo uma alternativa a catalisadores químicos. As enzimas hoje já são muito utilizadas na indústria alimentícia e farmacêutica, principalmente pelo menor impacto ambiental, já que reduzem a quantidade de rejeitos e o uso de reagentes tóxicos, além de diminuírem os custos da produção e o número de etapas reacionais. No entanto, a atividade catalítica de enzimas é restrita a um intervalo pouco amplo de temperatura e pH, e, em decorrência disto, não são aplicáveis em qualquer tipo de processo industrial. 

 

 

Case de sucesso: Hexion 

Industria química com sede em Curitiba que buscava um catalisador com maior rendimento para utilizar na sua produção de formaldeído. Neste projeto, a Catalisa realizou um estudo na literatura a fim de encontrar um artigo base que se adequasse a produção da empresa, conforme critérios estabelecidos pelo setor de engenharia da Hexion, e que oferecesse um catalisador mais eficiente para a reação. Em cinco semanas de revisão bibliográfica, a Catalisa encontrou um catalisador que atingia o objetivo principal do projeto, com rendimento 18% maior do que o anterior, e ainda tinha melhor reciclabilidade, seletividade, além de ser mais barato para produzir e com maior facilidade para aplicar industrialmente, algo que eles buscavam fazia quatro anos dentro da empresa. 

 

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