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。