Ένας αντιδραστήρας ροής είναι μια χημική διαδικασία κατά την οποία προστίθενται πρώτες ύλες σε ένα δοχείο αντίδρασης, συνήθως σε μια σειρά σωλήνων, για τη συνεχή δημιουργία προϊόντων. Αυτό είναι διαφορετικό από μια διαδικασία παρτίδας, όπου όλα τα υλικά προστίθενται και αντιδρούν, στη συνέχεια αφαιρούνται και υποβάλλονται σε επεξεργασία. Οι αντιδράσεις ροής συνεχίζονται όσο προστίθενται πρώτες ύλες στο ένα άκρο και μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για υγρά όσο και για αέρια.
Ο σχεδιασμός ενός αντιδραστήρα ροής είναι συνήθως μια σειρά σωλήνων μέσα σε ένα κέλυφος ελεγχόμενης θερμοκρασίας. Θερμότητα ή ψυκτικό μπορεί να προστεθεί στο κέλυφος για να παρέχει έλεγχο θερμοκρασίας της αντίδρασης μέσα στους σωλήνες. Ο αντιδραστήρας μπορεί να κατασκευαστεί από μέταλλα, πλαστικά ή σύνθετα υλικά όπως απαιτείται για να αποτρέψει την επίθεση των πρώτων υλών.
Τα σχέδια σωλήνων για έναν αντιδραστήρα ροής μπορεί να ποικίλλουν πολύ ανάλογα με τις επιθυμητές αντιδράσεις. Σπάνια οι σωλήνες είναι άδειοι, γιατί η ανάμιξη δεν θα γίνει σε άδεια σωληνάρια. τα υλικά θα παραμείνουν χωρισμένα μέσα στους σωλήνες και δεν θα αντιδράσουν. Τα πηνία από μικρότερους σωλήνες, μικρά σχήματα που ονομάζονται συσκευασία ή εσωτερικά εμπόδια που ονομάζονται διαφράγματα χρησιμοποιούνται όλα για την ανάμειξη των αντιδρώντων ή των πρώτων υλών μαζί.
Η τοποθέτηση τυλιγμένων σωλήνων μέσα σε έναν αντιδραστήρα ροής μπορεί να βοηθήσει στην ανάμειξη ή τη μεταφορά θερμότητας. Τα πηνία προσθέτουν απόσταση για να ταξιδέψουν τα χημικά στο τμήμα αντίδρασης, παρέχοντας περισσότερο χρόνο για να συμβεί η χημική διαδικασία. Τα υγρά θέρμανσης ή ψύξης μπορούν επίσης να βρίσκονται μέσα στα πηνία, με τα αντιδρώντα έξω, για καλύτερο έλεγχο της θερμοκρασίας. Το μέγεθος του σωλήνα, το οποίο αλλάζει την εσωτερική διάμετρο ή τη διατομή, μπορεί να ποικίλλει για να αλλάξει η ταχύτητα ροής των αντιδραστηρίων.
Οι σωλήνες μπορούν να συσκευαστούν με διάφορα υλικά ανάλογα με τις αντιδράσεις που χρειάζονται. Ορισμένες χημικές ουσίες απαιτούν έναν καταλύτη, ένα υλικό που επιταχύνει τις αντιδράσεις χωρίς να καταναλώνεται στη διαδικασία. Οι καταλύτες μπορούν να προστεθούν σε κεραμικές γυάλινες χάντρες ή άλλα υλικά και να συσκευαστούν στους σωλήνες. Η συσκευασία χωρίς καταλύτη μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να βοηθήσει στην ανάμειξη των αντιδρώντων, η οποία συχνά απαιτείται εάν εφαρμόζεται θερμότητα ή ψύξη στο εξωτερικό των σωλήνων. Χωρίς ανάμειξη, το υλικό που βρίσκεται πιο κοντά στα τοιχώματα του σωλήνα θα είναι πολύ ζεστό ή κρύο, γεγονός που θα επηρεάσει την ποιότητα του προϊόντος.
Τα διαφράγματα μπορεί να διαφέρουν πολύ ως προς το σχεδιασμό, αλλά όλα βοηθούν στην ανάμειξη δημιουργώντας δίνες ή στροβιλισμούς αναταράξεων μέσα στο σωλήνα. Μπορούν να είναι στρώματα πλέγματος εγκατεστημένα στους σωλήνες ή αυλακώσεις που έχουν υποστεί μηχανική επεξεργασία στα τοιχώματα του σωλήνα. Οι καταλύτες μπορούν επίσης να επικαλυφθούν σε επιφάνειες διαφράγματος, παρέχοντας έλεγχο της αντίδρασης εκτός από την ανάμειξη.
Ο σχεδιασμός του αντιδραστήρα ροής λαμβάνει επίσης υπόψη τον ρυθμό αντίδρασης των χημικών ουσιών. Η κίνηση των χημικών ουσιών σε όλους τους σωλήνες πρέπει να είναι η ίδια, διαφορετικά η ποιότητα του τελικού προϊόντος μπορεί να είναι διαφορετική από κάθε σωλήνα. Ο σχεδιασμός των ρυθμών ροής για την επίτευξη συνθηκών ροής βύσματος διασφαλίζει ένα συνεπές προϊόν. Η ροή βύσματος είναι ένα χαρακτηριστικό του σχεδιασμού του σωλήνα και του ελέγχου του ρυθμού ροής όπου ο χρόνος που αφιερώνουν τα αντιδρώντα στον αντιδραστήρα είναι ο ίδιος ανεξάρτητα από το ποιος σωλήνας παρατηρείται.