第114章 西方伪史论与蒸汽机

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17世纪时，人们已经可以制造出高浓度的酒精了。 但制造成本却比现代要高很多。 那时的酿酒原料主要还是谷物和甘蔗。 玉米、番薯、土豆当时还没有推广开，所以也不在酿酒原料之列。 由于粮食产量不高，很多国家都不鼓励用粮食酿酒，有的还会在法律上予以限制。 给人喝的尚且都是如此，就更别说大量生产酒精用作燃料了。 作为穿越者，李国助固然可以尝试用农作物秸秆制造酒精，以降低其制造成本。 但效果肯定是很难达到预期的。 因为以明末的技术条件，用秸秆制造酒精还存在不少困难需要克服。 这主要包括原料处理、发酵技术、蒸馏技术方面的限制。 原料处理方面，首先是从农田收集秸秆的难度比较大，其次是秸秆预处理困难。 那时的农业生产效率相对较低，作物秸秆虽然产量可观，但分布较为分散。 农民收割庄稼后，秸秆往往会被用于其他用途，如喂养家畜、当作燃料生火取暖做饭等。 要将其大量收集起来用于制造酒精，需要协调各方资源。 这在组织和实施上存在一定难度。 而且古代交通不便，运输工具有限， 仅靠马车或者人力，很难从广袤的农田将大量秸秆运输到一个集中的生产地点。 农作物秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素组成。 在当时，缺乏有效的预处理技术来破坏秸秆的细胞壁结构， 使其中的糖类物质能够释放出来用于发酵。 纤维素分子之间存在大量的氢键，使纤维素的结构紧密且稳定，难以被分解利用。 没有现代化的粉碎设备，仅靠石臼等简单的工具，很难将秸秆粉碎成合适的颗粒大小。 这会影响后续的水解等工艺。 发酵技术方面，首先是微生物知识有限，其次是发酵条件控制难。 当时人对于发酵微生物的认识非常模糊。 人们虽然知道一些发酵现象，如酿酒过程中酵母的作用， 但对于微生物的种类、特性以及它们在发酵中的具体作用机制了解甚少。 这使得控制发酵过程变得十分困难， 无法像现代一样精准地选择和培养最适合秸秆发酵的微生物菌株。 没有微生物培养的科学方法，古代酿酒主要依赖自然接种，导致发酵过程很不稳定。 自然环境中的微生物种类繁多，在利用秸秆发酵时可能会有杂菌混入。 这些杂菌可能会产生不良代谢产物，影响酒精的质量和产量，甚至会导致发酵失败。 合适的温度是发酵的关键因素之一。 当时还没有精确的温度控制设备，很难维持秸秆发酵所需的最佳温度范围。 发酵过程还需要合适的酸碱度环境。 当时缺乏对发酵体系酸碱度监测和调节的有效手段。 秸秆发酵过程中ph值可能会因为微生物代谢产物的积累等因素而发生变化。 古代酿酒者很难对这种变化进行及时、有效的调整，从而影响发酵效率。 蒸馏技术方面，首先是设备简陋，其次是能源供应不足。 当时的蒸馏设备还比较原始。 早期可能只是简单的陶器等容器组合，密封性能差，在蒸馏过程中会有大量蒸汽泄漏，导致酒精回收率低。 传统的蒸馏锅与冷凝装置之间的连接并不紧密，酒精蒸汽容易逸出，使得最终收集到的酒精量远低于理论产量。 没有先进的材料来制造耐高温、耐高压的蒸馏设备。 在较高温度和压力下，酒精的分离效率可以提高，但古代的设备很难满足这样的条件。 由于材质和工艺的限制，蒸馏设备的容积也较小， 不能大规模地处理经过发酵的秸秆原料来提取酒精。 蒸馏过程需要消耗大量的能源来加热。 古代主要的能源是木材、煤炭等，但能源供应并不稳定。 而且在一些地区，燃料资源本身就比较匮乏，获取足够的燃料来维持蒸馏过程是一个很大的挑战。 在没有大量森林资源的地区，木材的获取成本很高，这就限制了蒸馏的次数和规模。 综上所述，即使对于相关专业知识很扎实的穿越者来说， 要在明末的条件下，降低酒精生产的成本，并提升其产量到足以作为工业生产机器燃料的地步，还是非常困难的。 最重要的是，李国助很清楚实用型燃气轮机是不可能在17世纪实现的。 因为燃气轮机最理想的燃料是天然气、液化石油气、氢气等气体燃料，而不是酒精。 这可不是现在的技术条件能开采和储存的。 此外，燃气轮机的工作温度和压力也极高，远非明末的技术条件所能满足。 燃气轮机的燃烧室温度可以达到1000 2000摄氏度。 因为其燃烧过程需要产生足够高能量的燃气来驱动涡轮高效旋转。 燃气轮机进气口的压力也较高，经过压气机的压缩作用，空气压力能大幅提升。 在明末的条件下，能够实现的热机只有蒸汽机。 蒸汽机的蒸汽温度和压力相对较低。 传统的蒸汽机蒸汽温度只有几百度左右，压力也只有几个到几十个大气压。 这是因为过高的蒸汽温度和压力对锅炉和汽缸等部件的材料要求极高， 早期的材料技术难以承受像燃气轮机那样的高温高压环境。 李国助之所以放任三浦按针去研究这样一个毫无希望的项目， 是因为燃气轮机与蒸汽机都属于热机，工作原理和技术指标上有许多重合之处。 他希望三浦按针在研究燃气轮机中遇到困难时，能够变通地想到用蒸汽代替燃气。 毕竟蒸汽的上升现象和做功现象都比燃气的相同现象更容易被观察到。 而且蒸汽机的锅炉、气缸、活塞等部件的技术要求， 也比燃气轮机的压气机、燃烧室、涡轮等部件的技术要求低得多。 本来李国助完全可以巧妙地引导一下三浦按针，帮他把研究方向转到蒸汽机上。 但他并不打算这么做。 因为他想验证一下“西方伪史论”中关于蒸汽机出处的观点。