Esta linha de pesquisa compreende o estudo e o desenvolvimento de processos de separação aplicados à Engenharia Química, envolvendo interações entre fases líquida, sólida e gasosa. As investigações abrangem sistemas como extração líquido-líquido, separações sólido-líquido e gás-líquido, adsorção, membranas, destilação, entre outros, com foco na eficiência, seletividade e viabilidade econômica em contextos industriais.

Inclui, ainda, pesquisas direcionadas ao setor de petróleo e gás, envolvendo o aprimoramento de processos de refino, separação de frações, aproveitamento de subprodutos e mitigação de impactos ambientais. No campo da energia, aborda o desenvolvimento e a avaliação de fontes alternativas, como biocombustíveis, hidrogênio, energia solar e eólica, com ênfase na sustentabilidade e na transição energética.

Outro eixo fundamental diz respeito ao meio ambiente, englobando o tratamento físico-químico e biológico de efluentes industriais e urbanos, a remoção de poluentes emergentes, a recuperação de recursos e a análise de impacto ambiental. As atividades desenvolvidas envolvem tanto abordagens experimentais quanto ferramentas computacionais de modelagem, simulação, análise de sensibilidade e otimização de processos.