Preliminary techno-economic analysis of surfaction process production

Surfactins are lipopeptides, a class of biosurfactants, which is recently presenting substantial market growth. The molecule is a lipopeptide secreted by Bacillus subtilis strains and came into light as a promising industrial target due to its range of potential applicabilities and remarkable antimicrobial activity. Production for cosmectic market was selected due to its higher aggregated value and recent growing interest in literature. Classical process description is based on bubbling bioreactor, foam fractioning and solvent extraction, whereas technological alternatives rely on non-dispersive oxygenation using membrane contactors and ultrafiltration. Four process scenarios were defined based on the production and purification possibilities mentioned above. Four process flow diagrams were designed and 36 simulations were conducted in SuperPro Designer (Intelligen, Inc) to develop a techno-economic evaluation. A sensitivity analysis was performed using Crystal Ball (Oracle ®). Results highlighted for the first time the importance to produce above 5 t/y to assure process feasibility. Furthermore, process equipment optimization for cost reduction and the use of alternative media from renewable sources revealed minor impact on the process feasibility. Volumetric productivity was by far the most significant parameter, holding up to 80% of the process costs variability.Surfactina é um biossurfactante e lipopetídeo secretado pelo gênero Bacillus subtilis, de crescente interesse industrial devido à sua potencial aplicabilidade em diversas áreas e às suas propriedades antimicrobianas. A aplicação em cosméticos foi selecionada como mais promissora, devido ao alto valor agregado e ao destaque encontrado na literatura. O processo clássico ocorre via borbulhamento de ar e coleta da espuma, seguido de extração com solvente. Na literatura as principais alternativas tecnológicas para essas etapas são a produção com oxigenação não dispersiva usando contactores por membranas e a ultrafiltração. Foram construídos quatro fluxogramas de processo, baseados nas possibilidades de produção e purificação mencionadas. Para analisar a viabilidade econômica, 36 simulações foram realizadas no SuperPro Designer (Intelligen, Inc). Os principais parâmetros do processo foram avaliados através de uma análise de sensibilidade dos resultados usando o Crystal Ball (Oracle ®). Foi demonstrado ser fundamental para a viabilidade dos processos que a capacidade de produção fosse igual ou superior a 5 t/ano. A flutuação dos custos dos equipamentos e o uso de meios alternativos não foram cruciais para a viabilidade, já a produtividade volumétrica foi o fator mais relevante, sendo responsável por até 80% da variabilidade da lucratividade