Weiße Biotechnologie für die Grüne Chemie oder Industrielle ...

papa.gey.de

Weiße Biotechnologie für die Grüne Chemie oder Industrielle ...

Prof. Dr. rer.nat. habil.

Ulrich Stottmeister

Helmholtz-Zentrum

für Umweltforschung, UFZ Leipzig

Vortrag zum Dies academicus am

6. Juni 2007, Hochschule Zittau/Görlitz (FH)

Weiße Biotechnologie für die

Grüne Chemie

oder Industrielle Biotechnologie

für eine Nachhaltige Chemie


Vortrag Prof. Stottmeister zum Dies academicus am 6. Juni 2007,

Hochschule Zittau/Görlitz (FH)


Vortrag Prof. Stottmeister zum Dies academicus am 6. Juni 2007,

Hochschule Zittau/Görlitz (FH)


WeißeBiotechnologie für

dieGrüneChemie

Kolloquium

6.6.07

Ulrich Stottmeister

HOCHSCHULE

ZITTAU/GÖRLITZ (FH)

University of Applied Sciences


1. Einführung

2.1. „GrüneChemie

2.2. „WeißeBiotechnologie

3. 2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“

der organischen Synthesechemie

4. Fazit und Ausblick


1. Einführung

2.1. „GrüneChemie

2.2. „WeißeBiotechnologie

3. 2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“

der organischen Synthesechemie

4. Fazit und Ausblick


1.1 The colours of Biotechnology:

Red Biotech: Healthcare Biotechnology

Blue Biotech: Marine Biotechnology

Grey Biotech: Environmental Biotechnology


1.2 Historie

Chemie und biologisch hergestellte

Produkte haben eine lange (schwarze) Tradition:

- Spätes Mittelalter:

Schießpulverherstellung:

Salpeter aus Harn = mikrobielle Nitrifikation in Salpetergärten

- 19. und Beginn des 20. Jahrhundert

rauchloses Schießpulver: nitrierte Baumwolle in Aceton lösen:

Acetongärung

- 20. Jahrhundert: Nitroglycerin – Herstellung

Bei Fettknappheit mikrobielle Glycerinherstellung

- 1. Weltkrieg: Butandiol – Kautschukherstellung (Butadien)


Die Ablösung der technischen Gärungsverfahren zur Herstellung von

erfolgte weil:

waren.

- Aceton

- n-Butanol

- Glycerin

- (Milchsäure)

- Propanol

- 2.3 - Butandiol

-die Umweltbelastung zu hoch (Wasserverbrauch)

-die Produktivität zu gering

- die erreichbaren Endkonzentrationen zu niedrig

-die Produktisolation zu teuer

- die mikrobiellen Prozesse zu instabil

- Nebenprodukte die Qualität minderten

Diese Prozesse hatten keine Chancen gegen effektive chemische Synthesen!!!


2.1.

Die „grüne“ Chemie


“Green Chemistry”

„Green Chemistry“ ist definiert als die Anwendung von Prinzipien,

die allgemein

die Verwendung und die Erzeugung von gefährlicheSubstanzen

reduzieren oder eliminieren. Anastas, P. T.; Warner J. C.

Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, Oxford, 1998.


Was ist ökologisch

nützlich? nützlich

Was ist ökonomisch

praktikabel?

praktikabel

“Green Chemistry”

Was ist technisch

machbar? machbar


Costs

Risk & Hazards

Materials

Reducing

Wastes

Energy

Non-renewables

Reducing: The heart of Green Chemistry


Renewable materials

Safe

Environmentally acceptable

One step 100 % yield

The ideal synthesis

No waste

Simple separation

Atom efficient

Features of the „ideal“ synthesis


Intensive processing Supercritical solvents

Catalysis

Solventless systems

The clean technology pool

Renewable feedstocks

Alternative routes

Life cycle assessment Microreactors Non-volatile solvents


Forschungszentrum Karlsruhe:

New Catalysts tailored for Application

-multi-phase catalysis,

-CO 2 and O 2 utilization combined with petrochemical intermediates

New Chemical Synthesis Technologies

- micro-structured process components

- integrated unit-operations with reaction/separation


Beispiel:

„BIOWA“

das Programm des Staates IOWA

Neue Begriffe:

BioEconomy

Biorefinery

Building blocks


Growing Agriculture (and

Iowa) for the BioEconomy

Early 1900’s

and before

www-

Präsentation

Heat

Late 1900’s

Heat

Electricity

Ethanol (corn)

Charcoal

Chemicals

Biomass feedstocks can be altered

to optimize the desired output

Mid 2000’s

Chemicals

Plastics

Ethanol

Biogas

Heat

Electricity

Other fuels

Charcoal

Biomass for Products, Fuel, and

Power will transition to a multiproduct

industry

IOWA OWA INDUSTRIES

NDUSTRIES OF F THE HE FUTURE UTURE


A Vision of the BioEconomy in

Iowa in the Year 2020

(10 Biorefineries in the state)

www-

Präsentation

Source: NREL

Biorefinery:

Cluster of

biobased

industries

producing

chemicals,

fuels, power,

products, and

materials

IOWA OWA INDUSTRIES

NDUSTRIES OF F THE HE FUTURE UTURE


Directional Targets - Fuels

1. By 2020, Iowa will be producing 3% of

U.S. liquid motor fuel from biorenewable

sources (30% of the national goal).

2. By 2050, Iowa will be producing 17% of

U.S. liquid motor fuel from biorenewable

sources (30% of the national goal).

IOWA OWA INDUSTRIES

NDUSTRIES OF F THE HE FUTURE UTURE


Plant

Science

– Genomics

– Enzymes

– Metabolism

– Composition

BioEconomy is more

than Production

Production

– Trees

– Grasses

– Agricultural

Crops

– Agricultural

Residues

– Animal Wastes

– Municipal Solid

Waste

Processing

- Acid/enzymatic

hydrolysis

- Fermentation

- Bioconversion

- Chemical Conversion

- Gasification

- Combustion

- Co-firing

End-Uses

Products

– Plastics

– Functional Monomers

– Solvents

– Chemical Intermediates

– Phenolics

– Adhesives

– Hydraulic Fluids

– Fatty acids

– Carbon black

– Paints

– Dyes, Pigments, and Ink

– Detergents

– Paper

– Horticultural products

– Fiber boards

– Solvents

– Adhesives

– Plastic filler

– Abrasives

Fuel

Power


Directional Target -Chemicals

• By 2020, producing

and processing 3% of

U.S basic chemical

building blocks from

biorenewable sources

(30% of the national

goal).

• By 2050, producing

and processing 15%

of U.S.

basic chemical

building blocks

from biorenewable

sources

(30% of the national

goal).

Today 2020 2050

BioBased: Iowa

BioBased: Non Iowa

Fossil Based

www-

Präsentation

IOWA OWA INDUSTRIES

NDUSTRIES OF F THE HE FUTURE UTURE


www-

Präsentation


Gegenwärtig werden in Forschung, Entwicklung und Praxis drei

Systeme stark forciert:

Das Konzept der Bioraffinerie

1) Die LCF-BIORAFFINERIE – Lignocellulose Feedstock

Biorefinery

(Rohstoffe: „naturtrockene“ Biomasse, cellulosehaltige Biomassen

und Abfälle).

2) Die GETREIDE-BIORAFFINERIE – Cereal-Biorefinery,

Corn-Refinery

(Rohstoffe: Getreide-Ganzpflanzen, z.B. Triticeen,

Stärkepflanzen, z.B. Mais).

3) Die GRÜNE BIORAFFINERIE – Green Biorefinery

(Rohstoffe: „naturfeuchte“ Biomassen, grünes Gras, Luzerne,

Klee, unreifes Getreide).

� Kamm, B.; Kamm, M.; Appl. Microb. & Biotechn., 2004


Scenario: ± 2050

Fossil organic ressources (oil, gas, coal) are exhausted ± 2050

Reserves

• oil ± 45 years

• gas ± 65 years

• coal ± 200 years

How to satisfy energy, resources, food demand of 10 billion people

• Using environmentally friendly and sustainable technologies !!

• From the fossil - resource era to the bio-resource era??


Energie aus Biomasse:

Derzeit weltweit 10 -15 %

Deutschland 2000 2 % erneuerbare Energien

(Solar, Wind, Geothermie, Bio-Energie)

Ziel der Bundesregierung:

(EEG: Erneuerbare Energie-Gesetz)

2010 : Anteil der erneuerbaren Energien 4 %

2020: Ziel der Steigerung: auf 10 %


Fazit: „Grüne Chemie

Die nachhaltige (grüne) Chemie als Synonym der Integration

des „Umweltgedankens“

kann zu neuen Wegen der

� Rohstoffnutzung

� Technologieentwicklung

� Produktentwicklung

� der interdisziplinären Zusammenarbeit

führen.

Einer breiten Anwendung stehen jedoch derzeit insbesondere

ökonomisch- gesellschaftliche Aspekte entgegen.

Eine komplexe Technikfolgenabschätzung ist notwendig!!


200 L Bioreaktor im UFZ

2. 2. „WeißeBiotechnologie


Biologie Chemie

Biokatalyse/

Biokonversionen/

Biotechnologie

für die Entlastung

der Umwelt

Integrierte

Prozesstechnik

„White biotechnology“ (nach eurobio 2004)

http://www.europabio.org/white_biotech.htm


Industrial (White) Biotechnology

Sugars

Cell factories

Biofuels

Biomaterials

Biochemicals


Fluoreszensmikroskopische Aufnahme


H

e

www-

Präsentation


www-

Präsentation


Produktbildung in der technischen Mikrobiologie:

1.Endprodukte des Energiestoffwechsels

2. Energiereservestoffe

3. Enzyme,

4. primäre Stoffwechselprodukte

5. Sekundärmetabolite (Antibiotica, Gibbelerine)


1.Gruppe:

Endprodukte des

Energiestoffwechsels

(Ethanol, Milchsäure, Aceton-Butanol)


Acetaldehyd als „building block“ in der chemischen Industrie

1981

UFZ Biotechnikum

Ethylen

Erdöl

Erdgas

Hexose oder Hexosepolymere

Fermentation

Milchsäure

Acetaldehyd

Ethanol

Biomasse

Lactonitril

Acethylen

Kohle


UFZ Biotechnikum

Biotechnologische Produkte in der chemischen Industrie

Ethylendichlorid

Vinylchlorid

Ethylenglycol

Ethanol

Ethylen, Butadien

chemische Umwandlung

chemische Synthesen

chemische Umwandlung

Ethylenoxid

Tetrafluoethylen

Polymere, Kopolymere, Elastomere, Fasern, Plaste

Polyethylen Teflom

Polypropylen Carbowax

PVC Epon

Polybutadien


UFZ Biotechnikum

Lactide

Biotechnologische Produkte für die chemische Industrie

Acrylsäure

Propylenglycol Glycerid Propylenoxid

Ethylbenzol

Milchsäure

Benzol

Propylen

Isopropanol

Fermentationsprodukte

Ethanol

Styren Polyethylen Ethylenoxid

Styren

1.3-Butadien

2.3-Butandiol

n-Butanol

Acetaldehyd

Essigsäure

Acrylnitril

Essigsäureanhydrid

Butadien

Vinylacetat

Ethylen Ethylendichlorid

Adipinsäure

2-Butanon

n-Butylen

Vinylchlorid Ethylenglycol


Bioethanol production and consumption in 2002

country

Brazil

U.S.A

China

India

Europe

world

Raw

material

Sugar

cane

corn

Sugar

beet and

wheat

various

Total

production

bio ethanol

Mill tons

/year

9.5

6.4

3.4

2.0

1.6

26

Bio-fuel

Application

Mill tons /year

8.7

5.7

0.2

16.4

Percentage bio

fuel

92

90

14

63


3. Gruppe

Enzyme

extracelluläre (z.B. Amylasen, Proteasen, Lipasen) oder

intracelluläre (z.B ß-Galactosidase))


Begriffdefinitionen:

Biokonversionen

Enzymatische (biokatalytische) Umwandlungen von

Rohstoffen zu definierten reinen Endprodukten.

Biotransformationen

Selektive enzymatischen Umwandlungen (Substrat- und

Regiospezifität) von definierten reinen Substanzen zu

definierten Endprodukten, die insbesondere mit Stereo- und

Enantioselektivität aufweisen.


Beispiele für Transformationen

Alternativen zu organischen

Syntheseschritten

Einführung chiraler Zentren

Aufspaltung racemischer Gemische

Funktionalisierung von nicht aktiven

Positionen in Molekülen


iotransformationen sind beispielhaft

beschrieben für:

- Asymetrische Decarboxylierungen

- Anwendung von Hydroxynitril – Lyasen

- Stereoinversionen durch Redox-Reaktionen

- Biotransformationen mit Peroxidasen

- chirale C3 und C4 Einheiten (building blocks)

- Polyaminosäuren

- Epoxyd-Hydrolasen

nach K. Faber Biotransformationen ,

Springer Desktop Edition in Chemistry, 2000


H C OH

HO

C

H C

CHO

H

OH

H C OH

CH 2OH

D-Glucose

L-Ascorbic acid

HO

(Vitamin C)

C

C

H C

HO C H

Enolisier.

Cyclisier.

COOH

O

H

OH

CH2OH 2-Oxo-L-gulonic acid

Gluconobacter sp.

Erwinia sp.

Aspergillus niger

Acetobacter methanolicus

DKGR

GDH oder GOD

-2 H

+2 H

Corynebacterium sp.

Brevibacterium sp.

Vitamin C-Synthese

acc. to Boudrant (1990), Enzyme. Microb. Techn., 12, 322-29

HO

C

C

H C

C

H C OH

HO

COOH

C

H C

COOH

H

OH

H C OH

CH 2OH

D-Gluconic acid

O

H

OH

O

CH2OH

Erwinia sp.

Serratia marcescens

Gluconobacter oxydans

ssp. melanogenes

KGDH

2,5-Dioxo-D-gluconic acid

GADH

-2 H

Gluconobacter oxydans

ssp. suboxydans

HO

GADH

-2 H

CH2OH -2 H 2-Oxo-D-gluconsäure

Erwinia sp.

Gluconbacter oxydans

ssp. melanogenes

C

C

H C

COOH

O

H

OH

H C OH

H

HO

C

C

H C

COOH

C

OH

H

OH

O

CH2OH 5-Oxo-D-gluconic acid

Vanadatkat.

L(+)-Tartaric acid

alcalin.

Cyclisier.

D-Isoascorbic

acid

GDH = Glucose dehydrogenase

GADH = Gluconic acid dehydrogenase

KGDH = Oxogluconic acid dehydrogenase

DKGR = Dioxogluconic acid reductase


OECD - Studie mit 21 Fallbeispielen The Application of Biotechnology in

Industrial Sustainability 2001

Enzymatische Produktion von Acrylamid (Mitsubishi RAYON , Japan)

Enzym-katalysierte Synthese von Polyestern (Baxenden UK)

Gips-freie Zink-Raffination (Budel Zink, NL)

Kupfer-Bioleaching – Technologie (Billiton, South Africa)

Polymere aus erneuerbaren Rohstoffen (Cargill Dow, U.S.A.)


4.Gruppe

primäre Stoffwechselprodukte

(Aminosäuren, Hydroxycarbonsäuren, Vitamine)

2-Oxoglutarsäure :

ein neuer „ Building block“ der organischen Synthesechemie


1. Einführung

2.1. „GrüneChemie

2.2. „WeißeBiotechnologie

3. 2-Oxoglutarsäure :

ein neuer „ Building block“

der organischen Synthesechemie

4. Fazit und Ausblick


Basic structures of the 2-oxocarbonic acids

2-oxo-pentane dicarboxylic

acid

alpha - ketoglutaric acid

2- oxoglutaric acid

O

OH

C

C

H

C

H

OH

C C O

O

OH

C C O

O


MitochondriaMetabolic

scheme: 2-oxoglutarate formation

Microsomes

Peroxisomes

Cytoplasm

Alcohols

AcCoA

Glyoxylate

cycle

Yarrowia lipolytica

n-paraffines

Oxalacetate

Malate

Oxalate

Malate

F-6-P

FDP

PEP

Pyruvate

glucose

Pyruvate

AcCoA

Citrate

Isocitrate

Fumarate

2-Oxoglutarate

Succinate

Thiamine

depending DHs

2-Oxoglutarate


2-OGA: Process optimization

Microorganisms

Arhthrobacter

paraffineus

Candida

lipolytica

Candida

lipolytica

(dipoid)

Yarrowia

lipolytica

H222-27-11

Yarrowia

lipolytica

Yarrowia

lipolytica

H222-27-11

Carbon

Source

n-paraffines

n-paraffines

n-paraffines

n-paraffines

(fedbatch)

Ethanol

(fedbatch)

Sunflower oil

rapeseed oil

2-OGA

g L -1

60

48

185

195

49

68

71

Yield

g g -1

0.74

0.60

0.80

0.90

0.42

0.38

0.37

References

Tabaka et al. (1969)

Tsugawa et al. 1969

Maldonado et al 1976

Weissbrodt et al 1988

Chernyavskaya et

al. 2000

Illchenko et al. 2003

Aurich et al. 2000,

ongoing work


Yield and productivity of 2-OGA formation by Y. lipolytica

Substrate

Product formation [g L -1 ]

KGA PA CA ICA Total

YieldKGA

[g g -1 ]

ProductivityKGA

[g L -1 h -1 ]

Olive oil 64.8 1.0 0 0 65.8 0.58 0.18

Rapeseed oil 70.9 1.1 0.2 0 72.0 0.64 0.20

Rapeseed oil;

high erucic

61.3 1.1 0.2 0 62.6 0.55 0.17

Sunflower oil 68.1 1.2 0.2 0 69.6 0.61 0.19


Organic acids, Biomass [g / L]

120

100

80

60

40

20

0

0

0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375

Time [h]

Ketoglutaric acid

Pyruvic acid

Citric acid

Isocitric acid

Biomass

total acids

NH4-N

Production of α-ketoglutaric acid from rapeseed oil by

Yarrowia lipolytica DSM8068 in fed-batch cultivation

(Conditions : 2 L-stirred tank reactor, temp. 30 °C, pH 5.0 ; after 24 h

cultivation pH 3.8 adjusted with 30% NaOH, pO 2 -content 50 %,

stirrer speed 1200 rpm, 40 g L -1 rapeseed oil and 80 g L -1

feeding after 15 h; 2.5 g L -1 NH 4 Cl, 1 µg L -1 thiamine)

800

700

600

500

400

300

200

100

NH4-N [mg / L ]


Product isolation by hydrazone formation

O

HO OH

O

O

2-Oxoglutaric acid

Fermentation broth

+ H2 NNHR

HO

O

unsoluble hydrazone

HO

O

O(S)

more than 30 different new 5, 6 and 7 heterocyclic

ring compounds with promising structures

N

NH

R

O

OH

Direct capture of products

N

N

N

NH2

cyclisation

(S)O


2-OGA: 2-oxoglutaric acid:

New building block for heterocyclic compounds

Five-ring heterocyclics

a.Monocyclic systems: one hetero atom

b.Bicyclic systems: one heterocyclic ring with one hetero atom

c.Polycyclic systems: one or more heterocyclic rings with one

hetero atom each

a.Monocyclic systems: two hetero atoms

b.Bicyclic systems: one heterocyclic ring with two hetero atoms

c.Bi- and polycyclic systems: two und more heterocyclic rings with two

hetero atoms.

Six-ring heterocyclics

a.monocyclic systems: one hetero atom

b.polycyclic systems: one heterocyclic ring with one hetero atom

c.polycyclic systems: two hetero cyclic rings with each one hetero

atom

d.monocyclic systems: two hetero atoms

e.Bicyclic systems: one heterocyclic ring with two hetero atoms

f.Bicyclic systems: two heterocyclic rings, each two hetero atoms

g.Monocyclic systems with three hetero atoms

h.Bicyclic systems: two heterocyclic rings with three hetero atoms

Seven-ring heterocyclics

a.Polycyclic systems: two heterocyclic rings


Occurrence of

2-oxocarboxylic acids

in nature

R-CO-COOH

Oxocarboxylic

acid

Glyoxylic acid

Pyruvic acid

2-oxo butyric

acid

2-oxo

isovalerianic acid

2-oxo

isocapronic acid

2-oxo phenyl

propionic acid

2-oxoglutaric

acid

2-oxogluconic

acid

2.5dioxogluconic

acid

Formula

H-

CH 3 -

C 2 H 5 -

(CH 3 ) 2 CH-

(CH 3 ) 2 CH 2 -CH 2 -

(C 6 H 5 )-CH 2 -

HOOC-(CH 2 ) 2

-

CH 2 OH-(CHOH) 3 -

CH 2 OH-CO-

(CHOH) 2 -

Occurrence and application

•Main metabolite in glyoxylic acid cycle

•Free in unripe fruits

•Synthesis of allantoine and other

compounds

•Central metabolite

•Synthesis of pharmaceutical compounds

•Isoleucin- Synthesis, metabolite of

threonin,

•in milk and cheese

•Intermediate in metabolism of valine,

•in cheese

•In amino acid metabolism in equilibrium

with valin,

•in cheese

•Metabolite of phenylalanin,

•in tobacco

•Metabolite in TCA-cycle

•Amino acid metabolisms

•Chemical synthesis of heterocyclic

compounds (this review)

•Chemical conversion to isoascorbic acid

•Chemical synthesis of as-triazines

(this review)

•Microbial derivatisation to 2-oxogulonic

acid (Vitamin C synthesis)


400 L bioreactor UFZ

The vision of a new building block

A

C

OH

C C O

O

B

n


•hydrophilic triazines

•spiro-connected

heterocyclics

•substituted triazines

•pyranoic amino acids

The new building block: 2-OCA´s

2-Oxoglutaric acid

2- Oxo-D-gluconic

acid

Heterocyclics:

as-triazines

Aerobic fermentation

R-COCOOH

Pyruvic acid

Five ring mono-

Six ring bi-

Seven ring polycyclic systems

Open yet for investigation for economic

overproduction and as “building blocks”

2-oxo butyric acid

2-oxo isovalerianic acid

2-oxo isocapronic acid

2-oxo phenyl propionic acid

2-oxo gulonic acid

2-oxo galactonic acid

and other pentaric and hexaric

acids


Environmental aspects of the industrial (white) biotechnology

Increased process efficiency

Renewable feedstocks

Reduction of

• The use of energy,

• Greenhouse gas emissions

• Emissions to water

• Emissions to air

• Resource usage

• Use of organic solvents

and dangerous chemicals


Case studies:

ENVIRONMENT: Europe: Realized DECREASING Processes and THE advantages FOOTPRINT

– Vitamin B2

(BASF)

– Antibiotic

Cephalexin (DSM)

– Scouring

enzyme

(Novozymes)

– NatureWorks

(Cargill Dow)

– Sorona ®

(DuPont)

– Ethylene from

bio-mass (future

scenario)

Environmental impact

Energy

efficiency

+

+

Raw materials

consumption

++

++

CO 2

emissions

Economic

impact

Production

costs

+ ++ + +

++ ++ + +

+ + 0 +

++

0 ++ ++ --

+

0

+


ioreactors with different volumes


Fermentorstand für die Zukunft: komplette Stofffluss-Bilanzen

high-density fermentation

Mehrphasenfermentation

ex-geschützt für Gase und LM

MS-online-Kopplung


400 L Fermentor


UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH


Prof. H. Wilde

Prof. D. Sicker

Institute of Organic Chemistry, Leipzig University


BBZ BIOCITY Biocity Leipzig


1. Einführung

2.1. „GrüneChemie

2.2. „WeißeBiotechnologie

3. 2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“

der organischen Synthesechemie

4. Fazit und Ausblick


Die industrielle Biotechnologie als Partner

einer nachhaltigen Chemie:

Zukünftige Entwicklungen


Developing a Strategic Research Agenda and Roadmap (1)

Main R&D objectives

Strain, biocatalyst & process optimization

Novel and/or improved functionalities and products


Developing a Strategic Research Agenda and Roadmap (2)

Research & Technology areas in IB

• Novel enzymes and microorganisms – metagenomics

• Microbial genomics and bioinformatics

• Metabolic engineering and modeling

• Performance proteins and nanocomposite materials

• Biocatalyst function and optimization

• Biocatalytic process design

• Innovative fermentation science

• Innovative down-stream processing

• Integrated biorefineries


Neue Technologien in der

industriellen Biotechnologie:

• Neue Rohstoffe

• Mehrphasenfermentation

• Dynamische Prozessführung dem metabolischen Zustand entsprechend

• Online Kopplung von Sensoren

• Ausnutzung extremophiler Mikroorganismen und deren Proteinen

• Ausnutzung der Leistung von mikrobiellen Gemeinschaften

• Gentechnik und Molekularbiologie zum Überwinden oder

Ausnutzen von Stresszuständen

• Enzymdesign und Synzyme

Fluoreszensmikroskopische Aufnahme


Industrielle Biotechnologie für

eine nachhaltige Chemie

Kolloquium

6.6.07

Ulrich Stottmeister

HOCHSCHULE

ZITTAU/GÖRLITZ (FH)

University of Applied Sciences


Vision 2020 ???


Prof. Ulrich Stottmeister

Kontakt/Adresse:

Prof. Dr. habil. Ulrich Stottmeister

im UFZ

Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle

Permoserstraße 15

04318 Leipzig

Tel.: 0341/235-2441

Fax: 0341/235-2492

ulrich.stottmeister@ufz.de

und

Sächsische Akademie der Wissenschaften

Karl-Tauchnitz-Str. 1

04107 Leipzig

Berufungen, Ernennungen

2006 Präsident ISEB International Society of Environmental Biotechnology

2004 Vizepräsident ISEB International Society of Environmental Biotechnology

2003 -2004 Leiter des Departments Umweltbiotechnologie des UFZ

2002

Mitglied Acatech, Konvent für Technikwissenschaften der Union der

deutschen Akademien der Wissenschaften

2000 Adjunct Professor, Universität Saskatoon, Canada

1999- 2004 Kurator der Technischen Universität Bergakademie Freiberg

1996

1995 - 2004

(2. Position)

1992 -2003

(1. Position)

1990-1991

1990-1991

Ordentliches Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften,

Klasse Technikwissenschaften

Professor für Technische Chemie / Biotechnologie, Universität Leipzig

Leiter der Sektion Sanierungsforschung des UFZ

Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle

Sprecher der Sektion "Umweltbiotechnologie", IBT Institut für

Biotechnologie Leipzig

Abteilungsleiter "Biodegradation" im IBT Institut für Biotechnologie

Leipzig


1991

Ass. Professor, Dep. of Chemical Engineering, Universität Waterloo,

Ontario, Canada

1988 Dozent für Biotechnologie, Universität Leipzig

1985-1990

1970-1985

Abteilungsleiter "Mikrobielle Produktbildung/ Mikrobieller Abbau", Institut

für Biotechnologie, Akademie der Wissenschaften der DDR

Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Biotechnologie Leipzig, der

Akademie der Wissenschaften der DDR

1968 - 1970 Laborleiter "Metallaufbereitung" Leipzig

1964-1968

akademische Graduierungen

Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität Leipzig, Institut für

anorganische Chemie

1991 Dr. habil. rer. nat., Universität Leipzig

1987 Facultas docendii, Universität Leipzig

1986 Dr. sc. nat., Akademie der Wissenschaften Berlin

1968 Dr. rer. nat., Universität Leipzig

1964 Diplomchemiker, Universität Leipzig

Hauptarbeitsgebiete

Seit 2000

seit 1992

1985 - 1991

1983 - 1989

1970 - 1986

Weiße“ Biotechnology: Oxo- und Hydroxycarbonsäuren als „building

blocks“ in der

Grundlagen der Altlastsanierung und Umweltbiotechnologie

o Bioattenuation

o Phytoremediation,

o Anwendung von Methanotrophen and Thiobacilli für die

Sanierung

o Mikrobielle Produkte zur Anwendung in der chemischen Synthese

o Biopolymere nach Maß

Mikrobieller Abbau und Stickstoffelimination in industriellen Abwässern

(Schlagworte: Braunkohlen- Prozesswässer).

Mikrobielle Transformationen und die Anwendung mikrobieller Produkte in

der chemischen Synthese

o Alkane

o Pinen

o Ketosäuren

Mikrobielle Überprodukten von organischen Säuren und Biopolymeren

o Zitronensäure

o Xanthan

o PHB

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