Eine Beispielrechnung zeigt, wie leistungsfähig dieses kontinuierliche Verfahren ist: Wenn ein aus vielen dieser Mikrobauteile bestehender Durchflussreaktor zehn Kilogramm des gewünschten Endprodukts pro Stunde liefert und 8000 Stunden pro Jahr arbeitet, dann ergibt das am Ende 80 Tonnen der begehrten Substanz. Im klassischen Prozess vergleichbarer Größenordnung sind zwar 100 Kilogramm der Zielverbindung pro Durchgang zu gewinnen, doch der dauert jeweils vielleicht zwei Tage. So kommen am Jahresende nach etwa 350 Arbeitstagen lediglich knapp 18 Tonnen zusammen.
   
Neuartige Mikromischer, wie sie etwa am Institut für Mikrosystemtechnik in Mainz oder am Forschungszentrum Karlsruhe entwickelt werden, schaffen dank Mikroreaktionstechnik bereits mehr als 4000 Liter Flüssigkeit je Stunde in einer nur mannsgroßen Produktionsanlage. Für die meisten Produkte braucht man bei Merck in Darmstadt jedoch nicht derart große Kapazitäten. Das Hauptaugenmerk liegt hier auf hochwertigen Spezialchemikalien und Arzneistoffen, die aus sehr teuren Ausgangsstoffen in kleinen Mengen hergestellt werden. Doch in den kleinen Mengen liegt auch eine Herausforderung beim Einsatz der Mikroreaktionstechnik. „Die Anlagen müssen bei hoher Effizienz auch eine hohe Flexibilität bieten, um möglichst viele verschiedene Produkte mit ihnen herstellen zu können“, sagt Schmalz.

Bei der Entwicklung neuer Synthesewege hilft es den Entwicklern, dass sich die Mikrosysteme aus Modulen zusammensetzen, die jeweils unterschiedliche Funktionseinheiten bilden: Es gibt Mischer, Wärmetauscher und Reaktoren, die nach Belieben miteinander kombiniert werden können. Erweitert um eine Steuereinheit, hat das etwas von einem Legobausatz. Mit diesen Modulen lassen sich neue Produktionswege schnell erproben und einfach variieren, um das Optimum auszuloten. Und auch das zeitraubende Scale-up entfällt bei der MRT. Ist ein Prozess erst einmal in einer Miniaturanlage optimiert, so lässt sich durch ein Equaling-up die Produktionsmenge bei konstant gleicher Qualität relativ einfach steigern.

Hat der gute alte Dreihalskolben damit ausgedient? Ist der klassische Batch-Reaktor nunmehr Geschichte und das Reagenzglas nur noch etwas für Nostalgiker? Mitnichten, sagt Mikroverfahrenstechniker Schmalz. Die etablierten Verfahren haben weiterhin ihren Platz, wenn zum Beispiel besonders lange Reaktionszeiten benötigt werden oder Nebenprodukte der Reaktion auftreten, die die haarfeinen Kanäle verstopfen könnten. Auch wenn es darum geht, völlig neue Synthesewege zu entwickeln, führt vorerst kein Weg am klassischen Labor vorbei. Und ob es irgendwann einmal auch Massenprodukte wie Ammoniak oder Schwefelsäure im Millionen-Tonnen-Maßstab oder Treibstoff aus Raffinerien im Westentaschenformat geben wird, ist noch ungewiss. Aber es gibt Unternehmen, die hinter verschlossenen Türen bereits an genau solchen Vorhaben forschen.