Descripción:
CONDICIONAMIENTO DE PUBLICACION DE PROYECTO. Los biosurfactantes representan una alternativa sostenible a los tensoactivos sintéticos, destacando por su biodegradabilidad, baja toxicidad y amplia aplicabilidad industrial y ambiental, alineándose con los principios de la economía circular. Este estudio evalúa la viabilidad técnica y económica de producir surfactina valorizando aguas residuales del lavado de quinua, mediante un proceso de fermentación utilizando la cepa Bacillus subtilis. A través de la integración de datos experimentales y la simulación en SuperPro Designer®, se modeló el proceso a escala industrial, analizando los balances de materia, el rendimiento y la programación de lotes.
A nivel experimental, se demostró que el control del suministro de oxígeno es el parámetro crítico para el metabolismo de Bacillus subtilis. Se evidenció que las condiciones de limitación de oxígeno favorecen la ruta de síntesis de metabolitos secundarios, logrando una reducción de la tensión superficial hasta 41,9 mN/m y una concentración de surfactina de 270 mg/L; un valor significativamente superior a los 150 mg/L obtenidos en sistemas aireados, donde el carbono se destinó principalmente al crecimiento microbiano.
Basado en estos hallazgos, la simulación industrial validó la factibilidad técnica del escalamiento para obtener un producto al 90 % de pureza. El diseño integró eficazmente las etapas de fermentación y purificación (downstream), cerrando el balance de masa con un error inferior al 1 % y reportando un rendimiento de 0,241 kg de surfactina por kg de glucosa convertida. El análisis operativo confirmó la posibilidad de mantener ciclos de producción estables de 10 a 11 días sin cuellos de botella críticos.
Desde la perspectiva financiera, el proyecto se confirma como una inversión robusta y rentable. A pesar de requerir un capital inicial de 15,48 millones de dólares, justificado por la alta tecnología de separación requerida, el proceso logra un costo unitario competitivo de 59,81 $/kg que permite un margen bruto saludable. Los indicadores de rentabilidad son concluyentes: con un Valor Actual Neto (VAN) de 11,81 millones de dólares y una Tasa Interna de Retorno (TIR) del 18,01 %, el proyecto garantiza la recuperación de la inversión en 4,15 años y la generación sostenida de valor económico.