技术简介：

葛根为豆科葛属植物野葛Puerarialobaba（wild）Ohwi或甘葛藤（粉葛，PuerariathemsonilBenth）的干燥根，始载于我国汉代的《神农本草经》，列为中品。葛属植物全世界约20种，主要分布于温带和亚热带地区，海拔在100～2000m，喜生长于森林边缘或河溪边的灌木丛中，属阳生植物。我国共有葛属植物11种，分别是野葛、粉葛、食用葛、峨眉葛、云南葛、越南葛、三裂叶葛、萼花葛、狐尾葛、思茅葛和掸邦葛，其中野葛和粉葛的分布广、产量高，是资源较多的品种，在我国南方较常见。粉葛目前以人工栽培为主，主要在两广、两湖及云贵一带种植，除新疆、西藏外，我国大部分省区多有分布。

葛根具有很强的适应性，在多种土壤上都可生长。葛根喜阴湿的地方，每年约在11月前后成熟。葛根的采挖一般在秋季霜降后至第二年春季清明前这一段时间进行，我国众多的山地、林地、斜坡、未开垦荒地都为葛根的生长提供了良好的生长环境。葛根不仅野生资源丰富，而且容易栽培、繁殖，这就为其开发利用提供了有利条件。葛藤具有匍匐、坚韧之性，其茎叶覆盖地面可防干燥，扎根后可防水土流失。所以，葛根的种植不仅能创造经济效益，还能产生良好的生态效益。

葛根现已成为我国许多地方重点开发的经济作物，从而得到大面积人工栽培。粉葛耐旱、耐贫瘠，可在不利于粮食作物的山坡地、沙荒地生长，粉葛根富含淀粉，可作为燃料乙醇的生产原料，从而解决粮食发酵中存在的问题，即粮食来源有限且价格昂贵，因此粮食发酵成本高、竞争力差，另外大量粮食消耗会引起人均粮食占有量下降，影响国家粮食安全等。同时有利于山区农业增产及农民增收，为其开辟了一条致富之路。

2．葛根的化学成分分析

异黄酮类化合物、淀粉和膳食纤维是葛根中所含的3种主要成分。

将整株葛分成以下的不同部分，分别测定新鲜葛不同部分的水分以及干葛的组分。结果显示，一株葛不同部位水分含量各不相同，叶柄中的水分含量最高，达到73。10%，比葛根的62。97%高16。09%。4个部位，可溶性总糖含量均在10%左右，而可溶性还原糖含量各不相同，葛根、葛根柄、叶柄以及葛叶中可溶性还原糖含量分别为3。611%、10。209%%、9。182%以及1。877%。葛根中的淀粉含量与黄酮含量均比其他部位高，分别为48。042%和1。3332%，而其他3部分黄酮含量为葛叶＞叶柄＞葛根柄，分别为0。6596%、0。441%和0。356%，但淀粉含量为葛叶＞葛根柄＞叶柄，分别为29。658%、24。338%和9。848%，整株葛的4部分中性洗涤剂组分、半纤维素含量、纤维素含量比较看出，葛根柄中纤维素含量为34。212%，约为葛根的纤维素组分含量（7。180%）和4。76倍，另外叶柄与葛叶中纤维素含量分别为31。365%和14。266%，这些都为葛资源的综合利用提供依据。

三、葛根生态产业链的开发--汽爆葛根同步糖化固态发酵联产乙醇与葛根总黄酮

现有以粮食淀粉质原料生产乙醇，采用的多为将机械粉碎的物料在高温下进行"蒸煮→液体液化→液体糖化→液体发酵→初级蒸馏→精馏"的工艺路线。葛根中含有大量纤维，机械粉碎能耗高，提取淀粉工艺复杂，难以利用粮食淀粉质原料生产乙醇的工艺技术路线，另外，粮食淀粉质原料生产乙醇工艺中采用的是"液体液化→液体糖化→液体发酵→初级蒸馏"的路线，产生在量高浓度有机废水，不令容易造成环境污染，而且难以提取葛根黄酮。因此，为了消除液体发酵的有机废水污染，针对葛根特点，有必要研究开发出一条适合于葛根联产乙醇和葛根黄酮的新的、清洁的工艺路线。

该技术从葛根的特点出发，实现了葛根组分分级转化及综合清洁利用，具有如下的特点。

1．葛根无污染蒸汽爆破新方法采用短时间（2～4min）的无污染汽爆技术对葛根进行预处理，蒸汽爆破的热机械化学作用使植物组织的细胞壁破裂，破坏了固体物料葛根的结构，使葛根淀粉糊化率提高，汽爆处理后的葛根能够直接发酵生产燃料乙醇。采用蒸汽爆破技术对葛根进行预处理，省去了淀粉质原料的长时间蒸煮过程（30～120min），降低了发酵生产乙醇的能耗，缩短了生产的周期，降低了生产成本。

2．葛根同步糖化固态发酵新方法采用同步糖化固态发酵乙醇，只需要添加少量的水，使发酵醪中水分含量大大降低，在提高发酵醪中乙醇含量的同时，降低了蒸馏的能耗，并且减少了后续废水的处理过程，清洁生产、降低生产成本的同时为发酵渣的二次利用提供条件，有利于葛根的综合利用。

3．燃料乙醇与葛根黄酮的联产新技术葛根同步糖化发酵生产燃料乙醇，是一个破坏葛根纤维结构、释放葛根淀粉并利用葛根淀粉生产燃料乙醇的过程。葛根同步糖化发酵生产燃料乙醇的剩余物，不但造成资源的浪费，更可能造成生态环境问题。从发酵剩余物提取葛根总黄酮，综合利用葛根，既提高经济效应又有利于葛根的工业化生产。

4．发酵剩余纤维渣的综合利用由于采用固态发酵新工艺，发酵剩余物含水量低（60%～70%），便于综合利用。发酵剩余纤维渣可直接作为饲料，蛋白质含量低，粗纤维含量高，而同时，提高了固体粉渣的蛋白质含量可作为蛋白饲料。同时，开发出分离纤维部分新方法，机械分离出纤维作为造纸或纺织原料。

研究结果表明，发酵剩余纤维含量约为18%，其中纤维部分测定最大纤维长度2。4mm，最短0。75mm，均值1。59mm，是良好的造纸原料；蛋白粉料部分（短纤维部分）蛋白含量约为21。8%，可作为饲料的原料。

5．发酵剩余纤维渣纤维与蛋白粉料分离新方法发酵剩余物（60%～70%）直接热风干燥至含水量25%左右时，采用机械分离出纤维与蛋白粉料两部分。

技术的应用领域前景分析：

该项目从葛根的特点出发，实现了葛根组分分级转化及综合清洁利用，实现零污染排放，具体有如下特点：

1．葛根无污染蒸汽爆破新方法采用短时间的无污染汽爆技术对葛根进行予处理，破坏了固体物料葛根的结构，使葛根淀粉糊化率提高，汽爆处理后的葛根能够直接发酵生产燃料乙醇。汽爆技术对葛根予处理，省去了淀粉质原料的长时间的蒸煮过程，降低了发酵生产乙醇的能耗，缩短了生产的周期，降低了生产成本。

2．葛根同步糖化固态发酵新方法采用同步糖化固态发酵乙醇，只需添加少量的水，使发酵醪中水分含量大大降低，在提高发酵醪中乙醇含量的同时，降低了蒸馏的能耗，并且减少了后续废水的处理过程，清洁生产，降低生产成本的同时，为发酵渣的二次利用提供了条件，有利于葛根的综合利用。

3．燃料乙醇与葛根黄酮的联产新技术葛根同步糖化发酵生产燃料乙醇，是一个破坏葛根纤维结构，释放葛根淀粉并利用葛根淀粉生产燃料乙醇的过程。葛根同步糖化发酵生产燃料乙醇的剩余物，不但造成资源的浪费、更可能造成生态环境问题。从发酵剩余物中提取葛根总黄酮，综合利用葛根，既提高经济效益，有利于葛根的工业化生产。

4．发酵剩余纤维渣的综合利用由于采用固态发酵新工艺，发酵剩余物含水量低（60%～70%），便于综合利用。发酵剩余纤维渣可直接作为饲料，蛋白含量低，粗纤维含量高。开发出分离纤维部分新方法，机械分离出纤维作为造纸原料或纺织原料，同时提高了固体粉渣的蛋白质含量，可作为蛋白饲料。

5．发酵剩余纤维渣与蛋白粉料分离新方法发酵剩余物（含水量60%～70%）直接热风干燥至含水量25%左右时，采用机械分离出纤维与蛋白粉料两部分。

经分析：该项目无"三废"排放，所有剩余物均为资源再利用，真正实现了清洁生产、绿色生产。

经济收益分析：

1．建设规模

葛根燃料乙醇20万吨/年（种植面积70万亩）

2．成本

鲜葛根：140万吨/年11。2亿元

辅料：0。18亿元

包装：151万元

定员工资：320万元

水：600万元

电：3000万元

天然气：2599万元

流动资金：3亿元

其它：10000万元

小计：16亿元

3．销售额

燃料乙醇20万吨/年12亿元

葛根黄酮6000吨/年60亿元

造纸原料133000吨/年6650万元

饲料原料50000吨/年2500万元

小计：72。915亿元

4．建筑面积90000㎡占地450亩

固定资产投资22亿元

5．投资与效益分析

（1）投资与效益

年销售额：72。915亿元

成本：16亿元

毛利润：56。915亿元

税收：14。23亿元

管理费：2。85亿元

其它：10。94亿元

纯利润：28。895亿元

（2）效益分析

投资利润率：28。895/38=0。76×100%=76%

投资回收期：38/28。895=1。32年

厂房条件建议：

备注：