Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Presentation of the new created company
Speakers
Claire Coutel, Kathrin Feil, Chloé Maetz, Anne Schlegel, Ines Schulze
December 2006Amphi Ebel
Ecole Supérieure de Biotechnologie Strasbourg
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
������ �� �
Cellulozyme is Supplier of cellulose degradation systems
For bioethanol producers
For other industrial cellulases’ users
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
ChloChloéé MaetzMaetz
Claire CoutelClaire Coutel
Ines SchulzeInes Schulze
������������ �
To create To create a new highly active a new highly active
cellulose degradation systemscellulose degradation systemsto reduce of bioethanol to reduce of bioethanol
production costsproduction costs
Anne SchlegelAnne Schlegel
Kathrin FeilKathrin Feil
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
�� ���������
Preprocessing
Pretreatment
Enzymatic or chemical cellulose hydrolysis
Fermentation
Distillation
Feedstock (wheat straw, corn stover, softwood)
Ethanol
Enzymatic cellulose degradation
system from cellulozymecellulozyme
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Humanressources
Legal steps
Developmentof the project
Investments
Localization
Development of our product
Production study
20072004 2005 2006
LaboratoriesSEMIA
Buisness incubator Schirmeck
Patent
Dr Maetz, Dr Fiel R&D proof of conceptIng. Schulze: production
ConnectusFunds
Creation of
Mrs Schlegel
�������������
Oséo, personnal funds, grants
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
R&D new products
Scale-up
Schirmeck
Production and commercialisation ofCropsBreaker
Privateinvestors
Dr Maetz, Dr Feil : production, R&DIng. Schulze: productionMrs Schlegel : Business manager and marketingMrs Coutel : CFO (volunteer)
Technician(s), trainee
�������������20102007 2008 2009
Humanressources
Legal steps
Developmentof the project
Investments
Localization
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Dr Maetz, Dr Feil : production, R&DIng. Schulze: productionMrs Schlegel : Company managementMrs Coutel : employed in 2011Technician(s), trainee
Production and commercialisation of CropsBreaker
R&D new products
�������������20142011 2012 2013
Humanressources
Legal steps
Developmentof the project
Investments
Localization Schirmeck
Privateinvestors « Point mort »
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Oil becomes more and more expensive
Increase of ethanol demand
�� ���� ����� ���� � ������!� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
A lot of countries promote the use of bioethanol:� In USA, N°1 growth market
expected growth : 20% in the next few years.
� In Europe, directive 2003/98/EC :
5,75% in 2010
20% in 2020 (currently 2%)
Tax exemption for biofuel
� China focuses on biomass-based energy for the future
�����
�����
������
������
������
������
���� ���� ����
EU quotas for bioethanol utilization
�� ���� ����� ���� � ������!� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� The demand for bioethanol will enormly increase in thenext few years
� More and more ethanol production facilities will appear
1st generation bioethanol : corn, wheat, sugar beet and sugar cane
In Europe and North America, the maximum capacity of cropsproduction is nearly reached…
--> 2nd generation biofuels have to be developed from non-food cellulosic biomasses
�� ���� ����� ���� � ������!� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� In USA:
Enough cellulosic feedstock to replace approximately 40% ofcurrent gasoline consumption.
��������������� �����������
�
��
��
��
�
���
���
���
�� ������� ����������� ������������ ������� ��������
����������� ���
Total: 180 million tons/year
�115 billion liters bioethanol
Agricultural waste isabout a third cheaper than crops.
�� ���� ����� ���� � ������!� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� In Europe:
�
���
���
���
��
����
����
����
����
����� ����� �������
���� ����
����� ����� �������
���� ����
����� ����� �������
���� ����
���������������
������������������� ���
!������"������
#���� $% ������ �
�� �����
There are large amounts of unused agricultural wastes
Straw and corn stover are the main cellulosic biomasses
�� ���� ����� ���� � ������!� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Cellulosique biomasses chosen:
Straw and corn stover
Targeted Market:
Europe and north America
�� ���� ����� ���� � ������!� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
�����" ��
With the increasing demand for ethanol, more and more ethanolproduction facilities could stand out
The 2nd generation bioethanolmarket is emerging
For the moment, most companies produce starch-based or sugar-based ethanol
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� European Companies
About 10 big ethanol producers:
• from sugar beet: Südzucker (Germany), Tereos (France)
• from cereals: Agroetanol (Sweden), Vireol (UK)
• from wood: Sekab (Sweden)
�����" ��
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� Three examples for pilot plants:
BC International Corp.(USA): wood wastes, rice straw
Abengoa Bioenergy (Spain): straw
IOGEN Corporation (Canada): Wheat straw and corn stover & production of own enzymes
�����" ��
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� The market for industrial enzymes
7% growth by 2010
Cellulase market: $500 million and 20% of market share
Other industries concerned: textiles, detergent, feed
&���'�(��
�)�
*� � ���
���
+,-
.�
/�����
�0�Main players:
� Place for us: largemarket and fewcompanies
�����" ��
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� Novozymes
World leader in industrial enzymes
Global sales: 840 million � in 2005
Net profit of 115 million �
Cellulase for bioethanol production: the strongest growtharea in 2005
Celluclast®:Enzymes from the fungus Trichoderma reesei
��"� �����
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� Genencor:
Big biotech company
Worked together with the NREL and achieved a cost of cellulases of 0,15� per gallon of ethanol
� 30 fold improvement in enzyme cost
��"� �����
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
Genencor Novozyme Cellulozyme
Comparison of hydrolysis efficiency of cellulose degradation systems
#�$����� ��������������������������������������������������������!� �� �
Products already available: mixture of several cellulases
CropsBreaker:�purified Multi-enzymatic complex�20 times more efficient�no need for pretreatment
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Products already available: mixture of several cellulases
Cost of feedstock's bioconversion into fermentable sugar at equal enzymatic activity
Competitors CellulozymePri
ce in
vest
ed fo
r fe
edst
ock'
s bi
ocon
vers
ion
Return on investments of pretreatment
Pretreatment chargesCost of return on investments of pretreatment Cost of functioning charges of pretreatmentCost of enzymatic hydrolysis
400�
200�
50�
500�Base: 1kg of CropsBreaker
Cost of feedstock's bioconversion into fermentable sugar at equal enzymatic activity
Competitors CellulozymePri
ce in
vest
ed fo
r fe
edst
ock'
s bi
ocon
vers
ion
Return on investments of pretreatment
Pretreatment chargesCost of return on investments of pretreatment Cost of functioning charges of pretreatmentCost of enzymatic hydrolysis
Cost of return on investments of pretreatment Cost of functioning charges of pretreatmentCost of enzymatic hydrolysis
400�
200�
50�
500�Base: 1kg of CropsBreaker
#�$����� ��������������������������������������������������������!� �� �
CropsBreaker:�purified Multi-enzymatic complex�20 times more efficient�no need for pretreatment
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
�� ������� %�������!�"�������&����������$ ����
EthanolPlant material Sugars
Cellulases
Corn stover & straw:
Cellulose
Hemicellulose
Lignin
Glucose
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��Crystal cellulose
Endo-Glucanase
�Endo
Doc
Glucoseß-Glucosidase
BglA
Doc
ExoGlucanaseCelK
Doc
' ������������� ������
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
���������������������������������������"������ %��� �� �������"
Multienzyme complex :
Different types of cellulases are secreted and extracellularly bound to a scaffolding molecule, the scaffoldin
� Cellulases are bound randomly to the scaffoldin, depending on concentrations
� CBD domain to bind substrate
�Synergy effect �Higher activity than single enzymes
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
(������� ��)�������������������������������������$ ��&**+*���&�
CBD3 Coh Coh Coh Coh Coh Coh CohCoh Coh
Creation of a scaffoldin module with 9 identical cohesin domains& a CBD with high affinity to cristalline cellulose
Endo*
Endo*
CelKCelKBglA
BglA
Doc Doc Doc DocDoc Doc Doc
Chosing cellulases with high synergistic activity to degrade the desired biomass
Endo*
Araf51
XynZ
Doc Doc
HemicellulasesSynergy!
Endo*
Doc
1. Directed evolution to improve activity & stability of Endoglucanase
(CelR) from C. thermocellum byFamily shuffling
� HTS to identify the most activeendoglucanase
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
��� ������ ��1st SCREENING for improved Endoglucanaseswith colorigenic pNP-Glucosides
� 2 highly active clones
2nd SCREENING: define the stoechiometric composition of enzyme types in the final cellulosome
� Improved Cellulosome!
111223
ScafArafXynZBglACelKEndo*
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
����������� ��%���� ������ ���) � ��� $ �
CLONING & SMALL SCALE PRODUCTION of a chimeric macromolecular complex degrading lignocellulosic biomass:
CropsBreaker
Endo*Araf51
XynZ
Endo*Endo*
CelKCelKBglA
BglA
CBD3
Doc Doc Doc DocDoc Doc DocDoc Doc
Coh Coh Coh Coh Coh Coh CohCoh Coh
20 times higher activitythan currently available enzyme mixtures
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
�Imitation of natural assembly: Extracellular expression
�Separate protein expression of each component in Bacillus subtilis
Concentrated protein solution ( 100 g/l )
� Extracellular expression of each component in
100 L batch fermentor (10 g/l)
� Protein concentration by ultrafiltration
waste: liquid & proteins smaller than concentrated protein
Waste:
cells
� Cell separation by microfiltration
!���������������������������������������� �
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Our equipment: only three 100 L Reactors available (in 2007)
� Need to produce proteins in stock
Protein 1
Concentrated Protein 1
Protein 2
Concentrated Protein 2
Protein 3
Concentrated Protein 3
!���������������������������������������� �
311221
Endo*
XynZArafBglACelKScaf
"������"���������������!� �� �
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��Cellulosome!
waste:
liquid, all unbound cellulases & other secreted proteins
SCAFF
CelK
BglA
Araf
XynZ
Endo*
binding buffer
Protein yield : 4-5 kg / week
���"������������������� �������" �
Purification?
+�������������,
����������)���-
4 h
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
������� ���� " ��2008
Endo*Araf51
XynZ
Endo*Endo*
CelKCelKBglA BglA
CBD3
Doc Doc Doc DocDoc Doc DocDoc Doc
Coh Coh Coh Coh Coh Coh CohCoh Coh
CropsBreacker
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
2010-2011Endo*
Araf51
XynZ
Endo*Endo*
CelKCelKBglA BglA
CBD3
Doc Doc Doc DocDoc Doc DocDoc Doc
Coh Coh Coh Coh Coh Coh CohCoh Coh
CropsBreacker
������� ���� " ��
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
��� ����������������������!� �� ��
CropsBreakerBottle of 1LConcentration 100g/l
www.cellulozyme.com
How buy CropsBreaker ?
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
��� ������� ����$ ������ ��Another industrial area for cellulases
Feed industry
Detergent industry
Textile industry
Endo*Endo*
Sale endo* individually
Endo*
Endo*
Endo*
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
! ��� �� �����.�" ��� ����
� For the laboratory : Connectus founds
� In SEMIA Buisness-incubator : OSEO, grants, personnal founds
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
����� �����.�" ��� ����
Investissments
1 097 000 �
Building renovation
Production equipment
Quality-Control, R&D equipment
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��Investissments
1 097 000 �
Capital+
Grants485 000 �
Price« Concours d'aide à la Création d'entreprise
innovante »
GrantsPersonnal founds
����� �����.�" ��� ����
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Loans+
Private investors612 000 �
Capital+
Grants485 000 �
Investissments
1 097 000 �
����� �����.�" ��� ����
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� �����.�" �������Profits of Cellulozyme
-300000
-250000
-200000
-150000
-100000
-50000
0
50000
100000
150000
200000
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
�
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
� ��� ��$ ��������
New products �Family schuffling sur d’autres enzymes?
Nouvelles biomasse?
Ou la je met la slide alternative strategy?
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
�����$ ������ �����.�" �
Low coast of investissement but
profitability quickly
CropsBreacker is 20 times more efficientthan cellulase of our
competitors
Purified enzymes
No need expensive pretreatment of the
biomass
Highly competent and motivated team
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Cellulozyme21 route de Steinbach67 130 Russ – France
Tél : +33 (0)3 88 97 01 73Internet : www.astrosurf.com/astrodonon/
e-mail : [email protected]
CelluloZyme team at la remise des prix du « Concours d'aide à la
Création d'entreprise innovante »November 6th 2006 - Paris
CelluloZyme21 route de Steinbach67 130 Russ – France
Tél : +33 (0)3 88 97 01 73Internet :www.cellulosyme.fre-mail : [email protected]
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
������������ ���������������������
������������ ����������
����������������������
' ������$ ����" ���
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
����������� ������!���
��������"����#$%#
�������"����%���������&'������ (����
�������"����)� � �*&����������$%+,)
�������"����)�%+%'&�--'�$�����
���������������
' ������&�#�� ����
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
INCOME STATEMENT
2007
PRODUCTS 0Sell of CropsBreacker 0
CHARGES PurchaseMaintenance of equipementConsumablesMedium for productionEquipment
Operating chargesRentWater 500ElectricityInsurancePhone-InternetAdvertising
Imposition and taxProfessional tax 0Habitation taxTurnover tax 0
Employed chargesSalariesSocial costs
Depreciation and amortisationTangible fixed asset 216Intangible fixed asset
BuildingMaterial
PatentsOEB patent applicationAnnual installment OEBUSA patenAnnual installment USA
Financial costLoan interestPrivat investor interest
TOTAL PRODUCTS 0
TOTAL CHARGES
PROFIT or LOSS
13 500
10 0002 5001 000
12 8006 000
1 5002 0001 8001 000
5 000
5 000
69 23560 2059 030
144 616
25 000119 400
7 0003 800
3 200
24 00024 000
276 151
-276 151
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
BALANCE SHEET 2007
ASSETS LIABILITIES
Gross Depreciation After-TaxIntangible fixed assets CapitalStart-up costs 216 216 0 Common equity
Patents Profits
GrantsBourse création entreprises innovantes
Tangible fixed assets Region AlsaceADEME
Building renovationProduction equipmentR&D equipment
DebtsBank loanPrivate investors
Financial assets 0
Available funds Overdraft
TOTAL ASSETS TOTAL LIABILITIES
75 000
35 000 7 000 28 000 -276 151
450 00020 00015 000
250 000 25 000 225 000572 000 114 400 457 60025 000 5 000 20 000
437 500100 000
90 749
821 349 821 349
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
10 g/l production in 3 x 100 L fermentors availbale
Time of 1 fermentation cycle: 2 days
(including cell separation & protein concentration, autoclavation) :
for 100 L : 100 L x 10 g/l = 800 g [protein]
� 3 x 800 g = 2400 g [protein] in 2 days
� 1200 g [protein] in 1 day
�����������
��� �������
�� ��������� ��
Screening
Production
��������� ����
���������
��� ��������� ��
Time Table:
...XynZEndo*11-12
ArafBglAEndo*9-10
ScafCelKCelK7-8
Endo*ScafXynZ5-6
Endo*ArafBglA3-4
Endo*ScafCelK1-2
Reactor 3Reactor 2Reactor 1Day