De microreactor is niet altijd handiger dan een groot reactorvat. Maar het is in veel gevallen een uitstekende testreactor, waarmee kosten en tijd te besparen zijn. Dat blijkt uit onderzoek van dr. Jan Swarts van Wageningen Universiteit, die enzymreacties vergeleek op micro- en macroschaal. Hij voorziet ook toepassingen van de microreactor in de kleinschalige productie, bijvoorbeeld van medicijnen.
Een glasplaatje van anderhalf bij vierenhalve centimeter, met daarin vijftien buisjes ter grootte van een menselijk haar, ofwel honderd micrometer in diameter. Dat is een microreactor, waarin je chemische reacties kunt laten plaatsvinden. ‘Als je een gangbaar reactorvat vult met meerdere vloeistoffen of gassen, dan gaan de bestanddelen kolken en mengen. Op microschaal kunnen bestanddelen naast elkaar blijven stromen.’ Dat kan nuttig zijn.
Swarts onderzocht het verloop van twee enzymreacties in de microreactor. Een trage reactie, waarbij een enzym vetten maakt, en een snelle reactie, waarbij een enzym suikers afbreekt. ‘Van de trage reactie dachten we dat die in de microreactor wellicht sneller zou verlopen, want dan heb je een verschrikkelijk snelle toevoer van grondstoffen die heel dicht bij elkaar komen. Maar het enzym bleek de beperkende factor, die kon niet sneller.’ Ook bij de snelle enzymreactie bleek de microreactor niet sneller te werken dan het reactorvat met mengsysteem.
‘Daarbij konden we op microschaal goed uitrekenen wat de beste reactieomstandigheden voor enzymreacties zijn. Dat maakt de microreactor tot een hele goede testfaciliteit. Op microschaal heb ik vijfhonderd keer minder materiaal nodig gehad om dezelfde informatie te krijgen. Dat leidt tot tijdsbesparingen en kostenbesparingen, want enzymen kunnen heel duur zijn.’
Zo is de microreactor zeer geschikt bij de ontwikkeling van medicijnen, als tussenstap om de productie op te schalen. ‘Het zijn handige systemen voor kleinschalige productie en je kunt altijd vele kleintjes naast elkaar zetten.’
Met collega’s in Wageningen, Nijmegen en Duisburg werkt Swarts aan een prototype van een microreactorsysteem. Hij voorziet mooie toepassingen in de verre toekomst. ‘Wellicht hebben we over dertig jaar geen apotheek meer waar duizenden pillen liggen opgeslagen, maar alleen nog een klein aantal grondstoffen waar de apotheker op microschaal een medicijn van maakt, toegesneden op de patiënt. Chronische patiënten zouden hun medicijn thuis kunnen maken met een microreactor. Dat zijn toekomstbeelden en keuzemogelijkheden waar je nu al over moet nadenken.’ / Albert Sikkema