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Prof. Dr. rer.nat. habil.Ulrich StottmeisterHelmholtz-Zentrum für Umweltforschung, UFZ Leipzig
Vortrag zum Dies academicus am6. Juni 2007, Hochschule Zittau/Görlitz (FH)
Weiße Biotechnologie für dieGrüne 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)
„Weiße“ Biotechnologie für die „Grüne“ Chemie
Ulrich Stottmeister
Kolloquium6.6.07
HOCHSCHULEZITTAU/GÖRLITZ (FH)University of Applied Sciences
2.1. „Grüne“ Chemie
2.2. „Weiße“ Biotechnologie
1. Einführung
4. Fazit und Ausblick
3. 2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“der organischen Synthesechemie
2.1. „Grüne“ Chemie
2.2. „Weiße“ Biotechnologie
1. Einführung
4. Fazit und Ausblick
3. 2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“der organischen Synthesechemie
1.1 The colours of Biotechnology:
Red Biotech: Healthcare BiotechnologyBlue Biotech: Marine BiotechnologyGrey Biotech: Environmental Biotechnology
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. Jahrhundertrauchloses Schießpulver: nitrierte Baumwolle in Aceton lösen: Acetongärung
- 20. Jahrhundert: Nitroglycerin – Herstellung Bei Fettknappheit mikrobielle Glycerinherstellung
- 1. Weltkrieg: Butandiol – Kautschukherstellung (Butadien)
1.2 Historie
Die Ablösung der technischen Gärungsverfahren zur Herstellung von
- Aceton- n-Butanol- Glycerin- (Milchsäure)- Propanol- 2.3 - Butandiol
erfolgte weil:
- 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
waren.
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 gefährlicheSubstanzenreduzieren oder eliminieren.
Anastas, P. T.; Warner J. C. Green Chemistry: Theory and Practice, Oxford University Press, Oxford, 1998.
Was Was istist ökonomischökonomischpraktikabelpraktikabel??
Was Was istist technischtechnischmachbarmachbar??
Was Was istist ökologischökologischnützlichnützlich??
“Green Chemistry”
Materials
Costs Energy
Non-renewables
Wastes
Risk & Hazards
Reducing
Reducing: The heart of Green Chemistry
Safe
Environmentally acceptableRenewable materials
The ideal synthesisOne step 100 % yield
Atom efficientNo waste
Simple separation
Features of the „ideal“ synthesis
Renewable feedstocksIntensive processing Supercritical solvents
Catalysis
The clean technology pool
Alternative routesSolventless systems
Life cycle assessment Microreactors Non-volatile solvents
New Catalysts tailored for Application
-multi-phase catalysis,
- CO2 and O2 utilization combined with petrochemical intermediates
New Chemical Synthesis Technologies- micro-structured process components
- integrated unit-operations with reaction/separation
Forschungszentrum Karlsruhe:
EU
„BIOWA“
das Programm des Staates IOWA
Beispiel:
Neue Begriffe:BioEconomyBiorefineryBuilding blocks
Growing Agriculture (and Iowa) for the BioEconomy
Biomass for Products, Fuel, and Power will transition to a multi-
product industry
Early 1900’sand before
Late 1900’s Mid 2000’s
HeatHeat
HeatHeatElectricityElectricityEthanol (corn)Ethanol (corn)CharcoalCharcoalChemicalsChemicals
ChemicalsChemicalsPlasticsPlasticsEthanolEthanolBiogasBiogasHeatHeatElectricityElectricityOther fuelsOther fuelsCharcoalCharcoalBiomassBiomass feedstocksfeedstocks can be altered can be altered
to optimize the desired outputto optimize the desired output
IIOWA OWA IINDUSTRIES NDUSTRIES OOF F TTHE HE FFUTUREUTURE
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A Vision of the BioEconomy in Iowa in the Year 2020
(10 Biorefineries in the state)
Source: NREL
IIOWA OWA IINDUSTRIES NDUSTRIES OOF F TTHE HE FFUTUREUTURE
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Biorefinery:Cluster ofbiobasedindustries producing chemicals, fuels, power, products, and materials
Directional Targets - Fuels
1. By 2020, Iowa will be producing 3% of U.S. liquid motor fuel from biorenewablesources (30% of the national goal).
2. By 2050, Iowa will be producing 17% of U.S. liquid motor fuel from biorenewablesources (30% of the national goal).
IIOWA OWA IINDUSTRIES NDUSTRIES OOF F TTHE HE FFUTUREUTURE
BioEconomy is more than Production
Production– Trees– Grasses– Agricultural
Crops– Agricultural
Residues– Animal Wastes– Municipal Solid
Waste
End-UsesProducts– 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
FuelPower
Processing- Acid/enzymatic
hydrolysis- Fermentation- Bioconversion- Chemical Conversion- Gasification- Combustion- Co-firing
Plant Science– Genomics– Enzymes– Metabolism– Composition
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 blocksfrom biorenewablesources (30% of the national goal).
Today 2020 2050
BioBased: Iowa
BioBased: Non Iowa
Fossil Based
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IIOWA OWA IINDUSTRIES NDUSTRIES OOF F TTHE HE FFUTUREUTURE
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Das Konzept der Bioraffinerie
Gegenwärtig werdenwerden in Forschung, Entwicklung und Praxis dreiSysteme stark forciert:
1) Die LCF-BIORAFFINERIE – Lignocellulose FeedstockBiorefinery(Rohstoffe: „naturtrockene“ Biomasse, cellulosehaltige Biomassenund 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
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??
Scenario: ± 2050
Ziel der Bundesregierung:(EEG: Erneuerbare Energie-Gesetz) 2010 : Anteil der erneuerbaren Energien 4 %
2020: Ziel der Steigerung: auf 10 %
Energie aus Biomasse:Derzeit weltweit 10 -15 %
Deutschland 2000 2 % erneuerbare Energien(Solar, Wind, Geothermie, Bio-Energie)
Fazit: „Grüne Chemie“
Die nachhaltige (grüne) Chemie als Synonym der Integration des „Umweltgedankens“
kann zu neuen Wegen der
RohstoffnutzungTechnologieentwicklungProduktentwicklung 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. „Weiße“ Biotechnologie
Biologie Chemie
Integrierte Prozesstechnik
Biokatalyse/Biokonversionen/Biotechnologie
für die Entlastung der Umwelt
„White biotechnology“ (nach eurobio 2004)http://www.europabio.org/white_biotech.htm
Industrial (White) Biotechnology
Cell factories
BiofuelsBiomaterialsBiochemicals
Sugars
Fluoreszensmikroskopische Aufnahme
He
www-Präsentation
www-Präsentation
1.Endprodukte des Energiestoffwechsels 2. Energiereservestoffe
3. Enzyme,
4. primäre Stoffwechselprodukte
5. Sekundärmetabolite (Antibiotica, Gibbelerine)
Produktbildung in der technischen Mikrobiologie:
1.Gruppe:Endprodukte des
Energiestoffwechsels (Ethanol, Milchsäure, Aceton-Butanol)
ErdölErdgas
Ethylen
Kohle
Acethylen
Biomasse
Ethanol
Acetaldehyd
Lactonitril
Milchsäure
Fermentation
Hexose oder Hexosepolymere
1981Acetaldehyd als „building block“ in der chemischen Industrie
UFZ Biotechnikum
Ethanol
chemische Umwandlung
Ethylen, Butadien
chemische Umwandlung
Ethylendichlorid
Vinylchlorid
Ethylenglycolchemische Synthesen
Polymere, Kopolymere, Elastomere, Fasern, Plaste
Polyethylen TeflomPolypropylen CarbowaxPVC EponPolybutadien
EthylenoxidTetrafluoethylen
Biotechnologische Produkte in der chemischen Industrie
UFZ Biotechnikum
UFZ Biotechnikum
Benzol
Propylen
Styren Polyethylen Ethylenoxid
Ethylbenzol
Vinylchlorid Ethylenglycol
Ethylen Ethylendichlorid
AcetaldehydEssigsäureAcrylnitrilEssigsäureanhydridButadienVinylacetat
n-Butylen
Lactide
Acrylsäure
Propylenglycol Glycerid PropylenoxidAdipinsäure
Styren
1.3-Butadien
2-Butanon
Milchsäure
Ethanol
n-Butanol
2.3-Butandiol
Isopropanol
Fermentationsprodukte
Biotechnologische Produkte für die chemische Industrie
Bioethanol production and consumption in 2002
6316.426variousworld
140.21.6Sugarbeet and wheat
Europe2.0India3.4China
905.76.4cornU.S.A
928.79.5Sugarcane
Brazil
Percentage biofuel
Bio-fuelApplicationMill tons /year
Total productionbio ethanolMill tons/year
Rawmaterial
country
3. GruppeEnzyme
extracelluläre (z.B. Amylasen, Proteasen, Lipasen) oder
intracelluläre (z.B ß-Galactosidase))
Begriffdefinitionen:
BiokonversionenEnzymatische (biokatalytische) Umwandlungen von Rohstoffen zu definierten reinen Endprodukten.
BiotransformationenSelektive 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 ZentrenAufspaltung racemischer Gemische
Funktionalisierung von nicht aktiven Positionen in Molekülen
Biotransformationen sind beispielhaftbeschrieben 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
C
C
C H2O H
H O HC
O HH C
HHO
H O H
C HO
C
C
C H2O H
H O HC
O HH C
HHO
H O H
C O O H
D -G lucose D -G luconic acid
2-O xo-D -glucon- säure
5-O xo-D -gluconic acid
L -A scorbic acid
(V itam in C )
2,5-D ioxo-D -gluconic acid
C
C
C H2O H
C
O HH C
HHO
O H
C O O H
H
O
C
C
C H2O H
C
O HH C
HHO
C O O H
O
O
C
C
C H2O H
H O HC
O HH C
HHO
C O O H
O
G luconobacter sp.Erw inia sp.Aspergillus nigerAcetobacter m ethanolicus
G luconobacter oxydans ssp. suboxydans
Erw inia sp.Serratia m arcescens
G luconobacter oxydans ssp. m elanogenes
E rw inia sp.G luconbacter oxydansssp. m elanogenes
L (+)-T artaric acid
2-O xo-L -gulonic acid
C
C
C H2O H
HO HC
O HH C
HHO
O
C O O H
C orynebacterium sp.Brevibacterium sp.
V anadat- kat.
Enolisier.C yclisier.
G A D HG D H oder G O D
G A D H
K G D H
-2 H
-2 H
-2 H
-2 H
D K G R
G D H = G lucose dehydrogenaseG A D H = G luconic acid dehydrogenaseK G D H = O xogluconic acid dehydrogenaseD K G R = D ioxogluconic acid reductase
+2 HD -Isoascorbic acid
alcalin .C yclisier.
Vitamin C-Syntheseacc. to Boudrant (1990), Enzyme. Microb. Techn., 12, 322-29
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.)
OECD - Studie mit 21 Fallbeispielen The Application of Biotechnology in Industrial Sustainability 2001
4.Gruppeprimäre Stoffwechselprodukte(Aminosäuren, Hydroxycarbonsäuren, Vitamine)
2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“ der organischen Synthesechemie
2.1. „Grüne“ Chemie
2.2. „Weiße“ Biotechnologie
1. Einführung
4. Fazit und Ausblick
3. 2-Oxoglutarsäure :ein neuer „ Building block“der organischen Synthesechemie
Basic structures of the 2-oxocarbonic acids
C C O
OH
O
2-oxo-pentane dicarboxylicacid
C C O
OH
CC
O
CO
OH
alpha - ketoglutaric acid
2- oxoglutaric acidH
H
Pyruvate
Citrate
Isocitrate2-Oxoglutarate
Succinate
Fumarate
Malate
Oxalate
F-6-PFDPPEP
Pyruvate
Malate
Oxalacetate
Glyoxylatecycle
Alcohols
AcCoAAcCoA
Yarrowia lipolytica
n-paraffines
Mitochondria
Microsomes
Peroxisomes
Cytoplasm
glucose
Thiaminedepending DHs
2-Oxoglutarate
Metabolic scheme: 2-oxoglutarate formation
2-OGA: Process optimization
Aurich et al. 2000,ongoing work
0.380.37
6871
Sunflower oil rapeseed oil
YarrowialipolyticaH222-27-11
Chernyavskaya et al. 2000Illchenko et al. 2003
0.4249 Ethanol(fedbatch)
Yarrowialipolytica
Weissbrodt et al 1988 0.90195 n-paraffines(fedbatch)
YarrowialipolyticaH222-27-11
Maldonado et al 19760.80185 n-paraffinesCandida lipolytica(dipoid)
Tsugawa et al. 19690.6048 n-paraffinesCandida lipolytica
Tabaka et al. (1969) 0.7460 n-paraffinesArhthrobacterparaffineus
ReferencesYield g g-1
2-OGAg L-1
CarbonSource
Microorganisms
Yield and productivity of 2-OGA formation by Y. lipolytica
Product formation [g L-1] Substrate KGA PA CA ICA Total
YieldKGA
[g g-1] ProductivityKGA
[g L-1h-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
0
20
40
60
80
100
120
0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375
Time [h]
Org
anic
aci
ds, B
iom
ass
[g /
L]
0
100
200
300
400
500
600
700
800
NH
4-N [m
g / L
]
Ketoglutaric acidPyruvic acidCitric acidIsocitric acidBiomasstotal acidsNH4-N
Production of α-ketoglutaric acid from rapeseed oil byYarrowia lipolytica DSM8068 in fed-batch cultivation
(Conditions : 2 L-stirred tank reactor, temp. 30 °C, pH 5.0 ; after 24 hcultivation pH 3.8 adjusted with 30% NaOH, pO2-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 NH4Cl, 1 µg L-1 thiamine)
HO OH
O
O
O
HO
O
OH
O
N
NH
R
+ H2NNHR
unsoluble hydrazone2-Oxoglutaric acid cyclisation
Direct capture of productsFermentation broth
Product isolation by hydrazone formation
N
NN
(S)OO(S)O
HO
NH2more than 30 different new 5, 6 and 7 heterocyclic ring compounds with promising structures
Seven-ring heterocyclicsa.Polycyclic systems: two heterocyclic rings
Six-ring heterocyclicsa.monocyclic systems: one hetero atomb.polycyclic systems: one heterocyclic ring with one hetero atomc.polycyclic systems: two hetero cyclic rings with each one hetero atom d.monocyclic systems: two hetero atomse.Bicyclic systems: one heterocyclic ring with two hetero atomsf.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
Five-ring heterocyclicsa.Monocyclic systems: one hetero atomb.Bicyclic systems: one heterocyclic ring with one hetero atomc.Polycyclic systems: one or more heterocyclic rings with one
hetero atom eacha.Monocyclic systems: two hetero atomsb.Bicyclic systems: one heterocyclic ring with two hetero atoms c.Bi- and polycyclic systems: two und more heterocyclic rings with two
hetero atoms.
2-OGA: 2-oxoglutaric acid: New building block for heterocyclic compounds
•Microbial derivatisation to 2-oxogulonicacid (Vitamin C synthesis)
CH2OH-CO-(CHOH)2-
2.5-dioxogluconicacid
•Chemical conversion to isoascorbic acid•Chemical synthesis of as-triazines(this review)
CH2OH-(CHOH)3-2-oxogluconicacid
•Metabolite in TCA-cycle•Amino acid metabolisms•Chemical synthesis of heterocycliccompounds (this review)
HOOC-(CH2)2-
2-oxoglutaricacid
•Metabolite of phenylalanin,•in tobacco
(C6H5)-CH2-2-oxo phenylpropionic acid
•In amino acid metabolism in equilibrium with valin, •in cheese
(CH3)2CH2-CH2-2-oxo isocapronic acid
•Intermediate in metabolism of valine, •in cheese
(CH3)2CH-2-oxo isovalerianic acid
•Isoleucin- Synthesis, metabolite of threonin, •in milk and cheese
C2H5-2-oxo butyric acid
•Central metabolite•Synthesis of pharmaceutical compounds
CH3 -Pyruvic acid
•Main metabolite in glyoxylic acid cycle•Free in unripe fruits•Synthesis of allantoine and other compounds
H-Glyoxylic acid
Occurrence and applicationFormulaOxocarboxylicacid
Occurrence of2-oxocarboxylic acids
in nature
R-CO-COOH
400 L bioreactor UFZ
C C O
OH
O
A
B
Cn
The vision of a new building block
Aerobic fermentationR-COCOOH
2- Oxo-D-gluconicacid
Pyruvic acid
Open yet for investigation for economic overproduction and as “building blocks”2-oxo butyric acid2-oxo isovalerianic acid2-oxo isocapronic acid2-oxo phenyl propionic acid2-oxo gulonic acid2-oxo galactonic acidand other pentaric and hexaricacids
•hydrophilic triazines•spiro-connected heterocyclics•substituted triazines•pyranoic amino acids
Five ring mono-Six ring bi-Seven ring polycyclic systems
Heterocyclics: as-triazines
2-Oxoglutaric acidThe new building block: 2-OCA´s
Environmental aspects of the industrial (white) biotechnology
Increased process efficiencyReduction of
• Greenhouse gas emissions• Emissions to water
• Emissions to air• Resource usage
• Use of organic solvents and dangerous chemicals
• The use of energy,
Renewable feedstocks
ENVIRONMENT: DECREASING THE FOOTPRINT
Environmental impactCase studies:Energy efficiency
Raw materialsconsumption
CO2emissions
Economicimpact
Productioncosts
Europe: Realized Processes and advantages
– NatureWorks™(Cargill Dow)
– Sorona®
(DuPont)
– Vitamin B2(BASF)
– AntibioticCephalexin (DSM)
+
+
+
++
++
++ +
++
+
0
+
+++ ++ + +
– Ethylene from bio-mass (future scenario)
0 ++ ++ --
– Scouring enzyme (Novozymes)
+ + 0 +
bioreactors with different volumes
Fermentorstand für die Zukunft: komplette Stofffluss-Bilanzenhigh-density fermentationMehrphasenfermentationex-geschützt für Gase und LM
MS-online-Kopplung
400 L Fermentor
UFZ-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle GmbH
Institute of Organic Chemistry, Leipzig University
Prof. H. WildeProf. D. Sicker
BBZ Biocity LeipzigBIOCITY Leipzig
2.1. „Grüne“ Chemie
2.2. „Weiße“ Biotechnologie
1. Einführung
4. Fazit und Ausblick
3. 2-Oxoglutarsäure : ein neuer „ Building block“der organischen Synthesechemie
Die industrielle Biotechnologie als Partner einer nachhaltigen Chemie:
Zukünftige Entwicklungen
Developing a Strategic Research Agenda and Roadmap (1)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)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
Fluoreszensmikroskopische Aufnahme
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
Industrielle Biotechnologie für eine nachhaltige Chemie
Ulrich Stottmeister
Kolloquium6.6.07
HOCHSCHULEZITTAU/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
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 Ordentliches Mitglied der Sächsischen Akademie der Wissenschaften, Klasse Technikwissenschaften
1995 - 2004 (2. Position)
Professor für Technische Chemie / Biotechnologie, Universität Leipzig
1992 -2003 (1. Position)
Leiter der Sektion Sanierungsforschung des UFZ Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle
1990-1991 Sprecher der Sektion "Umweltbiotechnologie", IBT Institut für Biotechnologie Leipzig
1990-1991 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 Abteilungsleiter "Mikrobielle Produktbildung/ Mikrobieller Abbau", Institut für Biotechnologie, Akademie der Wissenschaften der DDR
1970-1985 Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Institut für Biotechnologie Leipzig, der Akademie der Wissenschaften der DDR
1968 - 1970 Laborleiter "Metallaufbereitung" Leipzig
1964-1968 Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Universität Leipzig, Institut für anorganische Chemie
akademische Graduierungen
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 „Weiße“ Biotechnology: Oxo- und Hydroxycarbonsäuren als „building blocks“ in der
seit 1992
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
1985 - 1991 Mikrobieller Abbau und Stickstoffelimination in industriellen Abwässern (Schlagworte: Braunkohlen- Prozesswässer).
1983 - 1989
Mikrobielle Transformationen und die Anwendung mikrobieller Produkte in der chemischen Synthese
o Alkane
o Pinen
o Ketosäuren
1970 - 1986
Mikrobielle Überprodukten von organischen Säuren und Biopolymeren
o Zitronensäure
o Xanthan
o PHB
