Estudio de la viabilidad técnica y económica para la producción de vitamina B12 por Propionibacterium freudenreichii en el Perú

Abstract

Este estudio evalúa la viabilidad técnica y económica para el diseño de un proceso de producción de vitamina b12 por Propionibacterium freudenreichii en el Perú. Plantea el proceso de producción desde las etapas de preparación (del inóculo y del medio de cultivo), fermentación, separación (centrífuga y molienda) y purificación (adsorción, desorción, cristalización y secado) ejemplificado en un diagrama de flujo de procesos (PFD). Este proceso contempla un tiempo de fermentación por lote de 144 h, con volúmenes del biorreactor (31.97 m3/lote) y de los prefermentadores (0.69 m3 /lote y 0.02 m3/lote). Asimismo, el diseño posee un 85.6 % como rendimiento total del proceso y produce un 1.163 kg de vitamina b12 por lote con una pureza del 98%. La energía consumida del proceso fue de 2378.08 kW/lote. Con base en estos resultados, se dimensionaron los equipos. La evaluación económica indica que para una proyección de 20 años en la que se procesan 51 lotes por año, el valor presente neto del proyecto es de 12.4 millones de dólares y la tasa interna de retorno es de 19.5%. Asimismo, el análisis de sensibilidad reveló que el proyecto es rentable hasta una variación del -27 % del precio de la vitamina b12. Además, se obtuvo un E-Factor de 26215 debido a la alta pureza requerida para la producción de vitamina b12. Por último, se desarrolló el análisis de riesgos, evaluando las posibles fallas de cada equipo y planteando propuestas de solución.

This study evaluates the technical and economic feasibility of designing a process for the production of vitamin b12 using Propionibacterium freudenreichii in Peru. It outlines the production process from the preparation stages (inoculum and culture medium), fermentation, separation (centrifuge and grinding) and purification (adsorption, desorption, crystallization and drying) exemplified in a process flow diagram (PFD). This process contemplates a batch fermentation time of 144 h, with volumes of the bioreactor (31.97 m3/batch) and the prefermenters (0.69 m3/batch and 0.02 m3/batch). Likewise, the design has a total process efficiency of 85.6% and produces 1,163 kg of vitamin B12 per batch with a purity of 98%. The energy consumed by the process was 2378.08 kW/batch. Based on these results, the equipment was sized. The economic evaluation indicates that for a 20-year projection in which 51 batches are processed per year, the net present value of the project is 12.4 million dollars and the internal rate of return is 19.5%. Likewise, the sensitivity analysis revealed that the project is profitable up to a variation of -27% in the price of vitamin B12. In addition, an E-Factor of 26215 was obtained due to the high purity required for the production of vitamin B12. Finally, the risk analysis was developed, evaluating the possible failures of each equipment and proposing solutions.