本文通过模拟试验研究管式分离机在中成药加工过程中的分离效率。在模拟试验中采用粉碎后的榆钱树叶模拟中草药,利用增稠剂调节液相黏度;运用正交试验极差分析的方法,研究转鼓旋转速度、固液比、浸泡时间和液相黏度四个变量对管式离心机分离效率影响的重要度;采用单变量分析的方法,研究分离效率随各影响因素的变化趋势。研究结果表明,选择合适的影响因素,最高能达到97.69%的分离效率。本文研究结果可以用于指导中草药提取分离过程的参数设计。

管式离心机[1,2,3,4,5]是常用的离心沉降分离设备，其工作原理[6]为利用悬浮液(或乳浊液)各组分密度的不同，在离心力场中迅速沉降分层从而实现液-固、液-液的分离。由于其较高的分离因数，广泛应用于化工、军事、环保、食品加工等领域[7,8,9]。随着中成药在国内外的广泛应用，管式离心机的应用范围扩展到中成药加工行业[10,11,12]，不但提高了中成药产品的质量，而且提高了中成药生产效率，经济效益明显。
国内外学者对各类离心设备的性能进行研究，并且取得了大量的成果。Fernandez等[13,14]采用Computational Fluid Dynamics (CFD)和Discrete Element Method (DEM)的方法对离心力场中的颗粒特性和多相流进行模拟，得到了固体颗粒在碗式离心机内的运动轨迹；德国卡尔斯鲁厄理工学院的Spelter等[15,16]从分离纳米级材料的角度对管式分离机进行分析，得出其优于膜分离设备的结论；Miller等[17]专门研究了用于沉淀物的回收与再生的离心式设备。
国内关于离心设备的研究主要采用理论分析、试验研究和模拟3种方法。在理论分析领域，王维一[18]对管式离心机的动力特性进行了研究，提出了流体动力传动机理；何斌辉等[19]从转子的动力学稳定性方面进行分析，提出提高转子系统稳定性的途径；王祖荫[20]研究了离心机转鼓壁的边缘应力问题。在试验研究领域，卢双龙等[21]对卧螺离心机转子系统进行了全面振动测试；周作伸等[22,23]对锥篮式离心机的分离性能进行了研究，得出粮渣悬浮液浓度等条件对该机分离效率的影响规律，得到存在最佳分离因数的结论。在模拟分析领域，文献[24,25,26,27,28]均取得了一定的成果。另外，程华农等[29]采用模拟的方法得出了最优的聚结板参数，设计了聚碳酸酯液分离器，并且进行了中试试验，实现了2种研究方法的结合。
目前有关机械结构和振动方面的研究较多，分离目的主要考虑离心力场下分散的物料对离心机性能的影响，重点关注固相的回收。然而固相对于中药加工来说是废弃物，也就是药渣，所以有必要考虑液相的澄清结果。由于不同的工艺操作条件对结果影响较大，因此本文采用GQ75型管式离心机进行试验，针对其在中药加工领域的应用，考虑转轴旋转速度、浸泡时间、固相浓度和液相黏度4个工艺操作条件对分离效率的影响。