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第110章 钟鹏举的造纸工艺与雄心

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钟鹏举对纸张寄予了厚望。毕竟这个项目成功了,会既有良好的经济效益,又会有良好的社会效益。

一个月前钟鹏举伫立在自己那已然步入正轨的冶炼及锻造工场前,炽热的炉火映红了他的面庞,工匠们在一旁忙碌穿梭,手中的农具与兵器半成品在火光下闪烁着金属的光泽。

可此刻,钟鹏举的思绪却飘向了更为宏大的蓝图,身为机械制造与设计专业的大学生,又在力学和应用化学领域深造至研究生阶段,他敏锐地洞悉,在这动荡乱世,知识就是撬动命运齿轮的关键杠杆。

冶炼及锻造工场虽已平稳运营,能持续产出较复杂的农具结构和猛火油柜这样结构复杂的兵器,可他的目光,早已越过当下,牢牢锁定在一个潜力无限的新兴领域——民用消费品或消耗品。

在现代社会,纸张俯拾皆是,是人们生活、学习与工作中不可或缺的基础物品。然而,回溯至目前这个时期,造纸技术虽已存在,却宛如尚未打磨的璞玉,远未达到普及与高效的水准。

钟鹏举心底十分清楚,若能成功打造一间先进的造纸工厂,收获的不仅是丰厚的商业利润,更将成为推动文化传播与发展的强大引擎。

钟鹏举开启了造纸之旅的第一步——探寻适宜的造纸原料。这个时期,麻、竹、藤是主流的造纸原料。

钟鹏举决定就地取材,用廉价的竹子做主要的原料,是基于以下的原因:

竹纤维特性好:竹子纤维长度适中,通常在1.5-2.0毫米左右,宽度在10-20微米之间,这种纤维长度和宽度的比例较为理想,使得纸张在强度和柔韧性方面表现出色。

同时,竹子纤维的细胞壁较薄,纤维之间的结合力较强,能够形成紧密的纤维网络,从而提高纸张的物理性能。

色泽洁白:竹子本身的色泽较为洁白,经过适当的处理后,可以获得较高的白度,无需过多的漂白工序,减少了对环境的污染,同时也有助于保持纸张的稳定性和耐久性。用竹子制成的纸张,白度可达到80%-90%以上,能够满足高档纸张对色泽的要求。

吴国地处江南,温润的气候滋养出大片茂密的竹林,竹子自然成为了他眼中的上上之选。

钟鹏举带领着林积容等几位得力助手,一头扎进了竹林深处。他们仔细端详竹子的色泽、纹理,触摸竹子的质地,观察竹子的生长态势,经过反复甄别与筛选,最终选定了几种纤维细长、韧性上佳的竹子品种,这些竹子将成为造纸工厂的核心原料。

竹林满载而归后,钟鹏举一头扎进了工坊,全身心投入到造纸工艺流程的设计当中。

他凭借扎实的机械制造及设计和力学与应用化学知识,对传统造纸工艺展开大刀阔斧的改良。

首当其冲的便是竹子的前期处理环节。按照传统工艺,竹子需浸泡在石灰水中长达数月,依靠自然之力使其腐烂,而后再历经敲打、蒸煮等繁杂工序。

这般方法耗时冗长,且最终产出的纸张质量良莠不齐。钟鹏举决心打破常规,利用化学知识,调配出一种特殊溶液。他采用更有效的脱胶方法,提高纤维的纯度和质量。

其实就是采用化学制浆法,如硫酸盐法或亚硫酸盐法。将竹子切片后,与化学药剂在特定的温度和压力下进行蒸煮,加速果胶、木质素等杂质的分解和去除,提高纤维的纯度和质量。使竹子纤维分离出来,形成纸浆。

在工坊的一方天地里,他开启了漫长而艰辛的实验征程,一次次调整溶液配方,经历了无数次的失败与挫折,在无数个日夜的坚守与尝试后,终于寻得了最佳配比。

这一特殊溶液,能够显着加速竹子的分解进程,同时巧妙保留竹子纤维的优良特性,为后续制造高质量纸张奠定了坚实基础。

解决了原料处理问题,钟鹏举的目光转向了造纸机械的设计。

他深知,传统手工造纸效率极为低下,要实现大规模生产,机械助力势在必行。凭借机械制造与设计专业积累的深厚功底,钟鹏举铺开图纸,开始精心勾勒造纸机械的蓝图。

他设计的竹子粉碎机,巧妙借助水力驱动,通过精心设计的齿轮传动系统,能够将竹子精准粉碎成细腻的纤维。

改进打浆机结构:对传统的石臼、杵臼等打浆工具进行改进,设计类似现代荷兰式打浆机的设备。采用旋转的打浆刀辊和固定的底刀,通过调整刀辊的转速、刀距和打浆时间,实现对纤维的高效切断、帚化和分丝,提高纸浆的质量和均匀性。

这一设计在当时可谓石破天惊,极具前瞻性与创新性。然而,理想很丰满,现实却极为骨感,制造过程中难题接踵而至。

冶炼及锻造工场虽能熟练制造农具和兵器,但面对这种精密复杂的机械制造需求,依旧显得力不从心。

钟鹏举不得不亲自上阵,全程指导工匠们作业。他对每一个零件的尺寸、精度都提出了近乎严苛的要求,容不得半点偏差。

在制造齿轮时,由于当时冶炼技术的局限,齿轮的硬度与耐磨性始终无法达标。虽然钟华昌等在做农具和建造军舰时都有了制造齿轮和变速箱等经验。

钟鹏举并未气馁,他一头扎进各种试验之中,同时大胆尝试在钢铁中融入不同比例的锡和铜。经过一轮又一轮的反复试验,经历了无数次的失败与调整,终于成功制造出了符合要求的齿轮,为竹子粉碎机的顺利组装提供了关键零部件。

造纸机械的另一核心部件——抄纸器,同样凝聚着钟鹏举的智慧与心血。借鉴现代造纸机的原理,设计一种连续抄纸的装置,实现纸张的连续生产

他设计的新型抄纸器,采用无端网带或圆筒网作为载体,能够将纸浆均匀地铺洒在竹帘之上,极大地提升了纸张的平整度与质量。然后通过压榨、干燥等工序连续生产出纸张,大大提高生产效率。

为了制造抄纸器,钟鹏举需要一种特殊的细网,这张网既要能让水顺畅透过,又要稳稳留住纸浆纤维。他尝试了多种材料,从普通的织物到各类金属丝,均未能达到理想效果。

经过无数次的尝试与摸索,他最终发现,用蚕丝和细竹丝交织编织而成的网,效果堪称完美。于是,他迅速雇佣当地技艺精湛的织工,依照他的设计要求,精心编织这种特殊的网,为抄纸器的成功打造扫除了障碍。

在成功攻克技术与机械难题后,钟鹏举又遭遇了人力棘手难题。建立造纸工厂需要大量的工人,为了解决这一问题,他一方面从冶炼工场抽调了一批经验丰富的熟练工人,另一方面在当地广泛招募农民和手工艺人。

为了让这些新入职的工人迅速掌握全新的造纸技术,钟鹏举亲自编写通俗易懂的教材,耐心细致地为工人们讲解造纸的原理与操作方法。

他还精心制定了一套严格的生产管理制度,从原材料采购、生产流程把控到成品检验,每一个环节都有明确的标准与规范,确保工厂能够高效、有序地运转。

工厂的选址同样颇费周折。钟鹏举深知,理想的厂址需要同时满足靠近水源、竹林,且交通便利这几个关键条件。

他沿着流经钟家村那条的河流往下游方向寻找,他经过一番艰苦寻觅,终于觅得一块绝佳之地。

这里河水清澈、水源充沛,周边大片的竹林为造纸提供了取之不尽的原材料,而且一条官道从旁经过,并且也可以接上造船厂和冶炼工场的码头。无论是原材料的运输,还是成品纸张的销售,都极为便利。

造纸工厂建成后,便迎来了紧张的试生产阶段。钟鹏举带领林积容等将精力主要投入到高级优质纸的制作工艺探索中。他深知,要制造出顶级的纸张,每一个环节都容不得半点马虎。

首先是竹子的精选与预处理。

钟鹏举要求工人从竹林中挑选出最为粗壮、生长年限在三年左右的竹子。这些竹子被砍伐后,迅速运至工厂,进行初次清洗,去除表面的污垢与杂质。

随后,竹子被截断成合适的长度,放入钟鹏举特制的溶液中浸泡。这种溶液由多种化学物质调配而成,不仅能够加速竹子的分解,还能有效去除竹子中的木质素等杂质,为后续工序奠定良好基础。

浸泡时间严格控制在七天,期间需定时搅拌,确保竹子浸泡均匀。

浸泡完成后,竹子进入蒸煮环节。

钟鹏举专门设计了一种大型蒸煮锅,以木材为燃料,能够精准控制蒸煮温度与时间。竹子在蒸煮锅中经过高温蒸煮,进一步分解成纤维状物质。蒸煮时间长达两天两夜,期间温度需保持在120c左右。

蒸煮完成后,将竹子纤维捞出,放入清水中进行反复冲洗,直至洗净残留的化学溶液与杂质。

接下来是打浆工序。

钟鹏举设计的竹子粉碎机在此发挥关键作用。

洗净的竹子纤维被送入粉碎机,在水力驱动下,通过高速旋转的齿轮将纤维进一步粉碎细化。为了确保纤维的细腻度与均匀度,粉碎机内部的齿轮经过特殊设计,齿距与齿形都经过反复优化。

粉碎后的纤维浆料被输送至打浆池中,加入适量的水,利用机械搅拌装置进行充分搅拌,使纤维相互交织、分散,形成均匀的纸浆悬浮液。

在打浆机中设置搅拌桨和循环管道,使纸浆在打浆过程中能够充分混合和循环,避免局部过度打浆或打浆不均匀的情况发生,进一步提高纸浆的质量。

再采用更环保、高效的漂白方法。比如,尝试使用过氧化氢等温和的氧化剂进行漂白,减少对纤维的损伤,同时降低废水的污染程度。也可以探索用氧化镁取代烧碱用于纸浆漂白,降低化学需氧量和生产成本,还能减少含铁量过高导致的纸张发黄问题。

在抄纸环节,钟鹏举设计的新型抄纸器大显身手。

抄纸器配备了用蚕丝和细竹丝编织而成的特殊网帘,能够精准控制纸浆的铺设厚度与均匀度。工人将纸浆悬浮液均匀地倾倒在抄纸器的网帘上,通过机械振动装置,使纸浆中的水分迅速透过网帘排出,纤维则均匀地留在网帘上,初步形成纸张的雏形。

抄好的纸张湿坯被小心地转移至压榨装置,通过施加适当压力,进一步挤出纸张中的水分,提高纸张的紧密度与强度。

压榨后的纸张湿坯进入干燥工序。

钟鹏举设计了一种热风干燥装置,利用燃烧木材产生的热风,均匀地吹拂纸张表面。干燥过程需严格控制温度与风速,温度保持在60c左右,风速根据纸张的厚度与湿度进行适时调整。

经过数小时的干燥,纸张的含水量降至合适范围,此时的纸张已初具高级优质纸的雏形。

然而,这还远远不够。为了进一步提升纸张的质量与质感,钟鹏举引入了一道特殊的砑光工序。

他设计了一种砑光机,通过使用砑光机的钢棍压辊对纸张进行碾压压和摩擦,在碾压过程中,纸张表面的纤维被进一步压实、平整,纸张的平整度、光泽度、平滑度、纸张紧度和强度与纸张厚度均匀性均得到显着提升。

为了提高纸张的表面性能和印刷适性,除了砑光外,还需要对纸张进行表面处理。

常见的表面处理方法包括施胶、涂布等。施胶可以在纸张表面形成一层保护膜,提高纸张的抗水性和耐磨性;涂布则是在纸张表面涂上一层涂料,如高岭土、碳酸钙等,以改善纸张的平整度、光泽度和印刷性能。通过这些表面处理工艺,可以使竹子制成的纸张达到高档纸的质量标准。

砑光和表面处理后的纸张还需进行最后的检验与裁剪,去除边缘的瑕疵与不整齐部分,按照客户要求的尺寸进行精准裁剪,最终包装出厂。

经过这一系列复杂而精细的工序,一张张洁白如雪、质地细腻、光泽度极佳的高级优质纸诞生了。

对于普通书籍用纸,竹子的选材标准相对宽松一些。生长年限在两年左右的竹子即可满足要求,且无需像制作高级优质纸那样进行严格的精选。竹子砍伐后,同样进行初步清洗与截断,随后放入普通的石灰水中浸泡。浸泡时间为半个月,期间也需定时搅拌,以促进竹子的分解。

浸泡后的竹子进入蒸煮环节,蒸煮设备与高级优质纸的类似,但蒸煮时间可适当缩短至一天一夜,温度控制在100c左右。蒸煮完成并洗净后,竹子纤维进入打浆工序。

此时,钟鹏举对竹子粉碎机的齿轮进行了适当调整,以提高粉碎效率,降低能耗。粉碎后的纤维浆料同样在打浆池中进行搅拌,形成纸浆悬浮液,但相较于高级优质纸,纸浆的细腻度要求稍低。

钟鹏举决定和皇商杨不韦强强联合,充分发挥他与南北各国和海外的良好合作关系,尽快打入各地市场。

钟鹏举相信随着积容彩色纸和杨璧纸的外销,济世堂造纸工厂的名声逐渐远扬,订单将会如雪花般纷至沓来。吴国国内的文人墨客、官府衙门会纷纷成为工厂的忠实客户,周边国家的商人也会慕名前来采购。

钟鹏举的造纸工厂将不仅成为了吴国的一张闪亮名片,更为当地经济的繁荣发展注入了强大动力。

以后在经营工厂的过程中,钟鹏举将始终保持创新的热情,不断对造纸工艺进行优化升级,开发出更多满足不同客户需求的纸张品种,如宣纸、彩色纸、防水纸和新闻纸等。

钟鹏举把杨不韦安排住在自己的庄园里,日后再探讨关于盐和糖等大宗民用消费品的合作事宜。

他的造纸工厂将极大地便利了文化的传播,有力地促进了书籍的印刷与流通,让更多的人有机会接受知识的熏陶。

工厂的蓬勃发展还可带动了上下游相关产业的繁荣,为当地创造了大量的就业机会,成为推动社会进步的重要力量。

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