Synthesetechnologien

Für eine Reihe von chemischen Reaktionen hat sich die Verwendung von mikrofluidischen Modulen als Reaktionsräume bewährt und etabliert. Insbesondere die hohen Oberflächen-zu-Volumen-Verhältnisse von bis zu 50.000 m2/m3 gewährleisten in Mikrokanälen einen intensiven Masse- und Wärmeaustausch. Im Vergleich zu klassischen Batch-Verfahren bewirkt dies eine erhebliche Erhöhung des Produktumsatzes und Produktausbeute pro Zeiteinheit – abhängig vom Reaktionsmechanismus. Mit mikrofluidischen Systemen lassen sich Prozessfenster deutlich vergrößern – sofern geeignete Materialien verwendet werden. Diese sogenannten „Small scale plants“ gehen mit einer signifikanten Verringerung von Ausgangsstoffen und Lösungsmitteln einher, erhöht die Nachhaltigkeit und senkt die Produktionskosten.

Die mikrofluidischen Reaktionsmodule sind vielfältig gestaltet – je nach Anwendung sind sie schlauch-, chip- oder sondenbasiert. Neben dem kontinuierlichen Fließregime kommt vor allem die tropfenbasierte Mikrofluidik für die Syntheseprozesse zum Einsatz. Diese in den großen Chemo-Reaktoren ablaufenden Prozesse können online im Hochdurchsatz verfolgt werden, was für die Prozesssteuerung enorm vorteilhaft ist.

Konkrete Anwendungen der mikrofluidischen Reaktionsmodule reichen von der Partikelsynthese für „Drug-Release“- oder „Drug-Delivery“-Systeme über die Entwicklung von Pharmaka auf der Basis chemoenzymatischer Umsetzungen bis hin zu komplexen katalytischen Prozessen.