明代虽未留下硝田法的详细工艺流程记载,
但结合《天工开物》对硝土的认识、火药生产的实际需求以及间接史料,可以确定明代已掌握硝田法或类似的人工制硝技术。
这一技术为当时火药的大规模生产提供了重要保障。
宋应星在《天工开物》的“硝石”篇中明确记载了硝土的采集和提纯方法:
“凡硝,华夷皆生,中国则专产西北……近水而土薄者成硝尤速。”
“硝质与盐同母……取硝土,以水淋汁,煎炼而成。”
虽然未直接描述“人工硝田”,但提到硝土多产于厕所、猪圈、墙脚等富含有机物的场所,说明时人已认识到硝石生成与环境的关系。
明代火器广泛应用,火药需求量大增。
而中国天然硝石矿较少,因此人工制硝技术成为必要补充。
茅元仪《武备志》中记载了火药配方,强调硝石需反复提纯,暗示硝石来源可能包含人工制备。
地方志中亦有民间熬硝的记载,例如北方一些地区通过“扫硝土”熬炼硝石。
李约瑟在《中国科学技术史》中推测,中国至迟在明代已掌握硝田法,因火药生产规模远超天然硝石供应量。
明代后期,欧洲传教士记载中国火药制造效率高,可能得益于人工硝石技术。
虽然上辈子,李国助始终没找到明代掌握硝田法的确切证据。
但现在,他可以肯定,明代已经掌握了硝田法。
不过李国助还知道一种制取硝酸钾的技术,是他在做甜菜制糖实验时摸索出来的。
操作步骤是将甜菜制糖后的废糖蜜与草木灰混合发酵,析出硝酸钾晶体。
其原理是废糖蜜里含有硝酸盐,草木灰里含有碳酸钾,
两者通过微生物发酵实现离子交换反应,可转化硝酸盐为硝酸钾。
他在实验室里将析出硝酸钾晶体溶解-过滤-重结晶,最终得到的硝酸钾纯度可达80%。
而传统硝田法制取的硝酸钾纯度仅为50%。
根据实验室的数据估算,每100斤甜菜糖蜜可产3斤硝酸钾。
等将来甜菜制糖在永明镇形成规模,想必也不难用这种方法生产出足够的硝。
这种方法可比用屎尿制硝诱人多了,堪称“甜蜜制硝法”。
不过眼下,永明镇才刚刚开始为大规模甜菜制糖做准备。