科技模块2——工业设计
绪论
当得知世界的能耗目标时，工业模块的总规划师的内心是崩溃的。
“您是说我们要用朝鲜的能耗标准来构建世界？”工业总规划师平静地问向世界总设计师，他的副手知道他在强压怒火。
“我问你，给你一千万个方块，你能把整套工业体系完成吗？”总设计师倒是气定神闲。
“不能。但这和我们的能耗没关系吧”工业总规划师说。
“既然无论如何不能达到现在世界的水平，那我们就不要全部发展了。”
工业总规划师一时哑口。
“你为什么觉得我们的能耗不够呢？”总设计师笑眯眯地问道。
“医药，化学，机械，那个不需要能源？难道我们生病后就自生自灭吗？难道我们要放弃使用我们当前所有的材料吗？难道我们用手代替机械化吗？…………” 总规划师越发激动，突然想到了什么，沉默了下来。
“就算十倍的空间和能耗，也没法实现你的理想规划。
”我知道你可能喜欢追求完美，但我们没有这样的资源和条件“
”当然，如果你觉得这个项目实在和你的理念相违背，我们会另外请一位设计师。当然，您之后还是会进入管理层……“
”好了，我知道了。我会做下去的。“工业总规划师猛地起身离开，走到门口时停顿了一下，“还有，谢谢你。”
工业总规划师走后，世界总设计师突然严肃起来，向管理部门致电，要求所有人尽快开展工业设计的决定会议。经过激烈讨论，总规划师放弃了重工业模块，一来大型机械并不适用于空间逼仄的船上，二来在极其有必要的情况下，我们可以动用一些备用资源。
为了为3d打印、农业、医学提供资源，他在化学模块下了大功夫。他将工业设备放在工业模块中心，然后在工业设备附近围上一圈实验设备。据说在最初设计时，规划师给出了50米高度的中心建筑。然而世界结构的负责人认为这个建筑太大，他忍不下。无奈之下，将高度降到10米才使世界结构的负责人“吃得消”。
此外，轻工业也是世界的关键部分。总规划师尽量使用人力资源，所以食品加工、棉纺织业、等“老牌”轻工业都是工人们处理。出于某些原因，公民们在填写就业意向问卷时，人气最高的是“酿酒行业”。后来有人透露，制酒工人每年会有10L伏特加、30L的啤酒和10L葡萄酒的配额。
最后，为了满足环境友好的要求，我们也对废料回收处理有着很大的要求。除了化学相关行业需要另行建造三废处理装置，其他都可以在生活垃圾降解池中处理。甚至在初期讨论时，有人建议将人的尸体放入降解池中“重新利用”，后来因其“泯灭人性”被几乎全票反对。
终于，经过若干年的建设，我们建好了工业模块。一切都很完美，只有一个问题：我们的劳动力不太够。
基础轻工业体系
日用化学产品制造业
食品加工、提炼及储存
废弃处理
基础化学工业产业
日用产品制造模块
我们要做什么:
1. 电池. 我们需要电池来驱动一些设备. 电池的材料将由化学工业提供,而具体一些部件的制造我们考虑使用人力或3d打印.`
2. 肥皂. 材料将由化学工业提供, 具体操作全由工作人员完成.
3. 以甘油(肥皂产业的产物之一)以及其他可以从植物中提取出来的物质(如椰子油等)为主, 呵护您的肌肤
模块核心: 3D打印技术
我们采用了最先进的3D打印技术, 它可以打印将近1立方米的物品, 具有较高的流速和较低的耗能。
同时我们的工人分为两类--技工和设计师. 对技工的技术要求较低, 他们只需要记住一些简单的操作流程就可以了; 而设计师则需要根据不同应用场景,设计出相应的内容.
经过简单的计算，我们得到我们需要大约4台这样的机器，好在他们占地并不大。
模块核心 纤维的应用
我们利用海藻等海洋资源，来获取一些纤维并对其进行应用。
应用一：服装加工：
海藻纤维是一种性能优良的纤维，可以从海藻中提取得到，并可以对其进行改良制成织物。参见（科普｜生物基化学纤维之海藻纤维 (texleader.com.cn) ， ）。
应用二：碳纤维复合材料：
我们会将从海洋植物中提取的纤维素进行加工，如进行处理后成为热塑性材料用于3d打印，或制成少量碳纤维添加至陶瓷工艺中。参见（8715a9c3538418e62fc768bc842d7cff.pdf (tianyancha.com)，碳纤维制备工艺 - 简书 (jianshu.com) ）
基础化学工业模块
为什么是化学模块？:
* 我们无法直接使用任何农家有机肥.且在仅使用农家肥的情况下,单位时间内产量会大幅度下降[1],因此我们需要发展基础化肥产业.而化肥产业是大耗能产业,[2]且需要多产业支持.
* 在一个封闭环境中发展化学工业面临着许多困难，然而我们随后会给出污染处理的解决方案。另一方面，考虑一下：对于一个人口在1500以内的世界来讲，每年终需要合成的氨气量还是很少(约700kg),而中国一家普通氮肥厂年产氮肥为数十万吨级别 （参见氮肥厂资料）,这是一个相当小的量，因此污染、占地、耗能也不会过大。
我们要做什么:
1. 基础化肥制造。包含制氨工业以及氮磷钾等肥料合成.
2. 材料制造。3D打印所需材料的制备。
3. 基础化学制造。包含氯碱工业、以及基础工业产品的制造
模块核心: 电（光）解技术
毫无疑问的是，这个世界的人均能耗太低了，以至于它很难支撑起一个标准的、完整的工业体系。为了应对这样的问题，我们在规划世界时特意留出了世界顶层部分，并在那里铺设了一些特殊材料制成的光电解装置。之后会有阳光照到这里，推进光电解反应进行。
详细数据参照能耗计算部分。
模块核心：海水晒盐技术
不止是晒出食用盐,还要对海水中化学物质进行提取与分离. 目的:得到较为纯净的氯化钠,氯化钾,硫酸盐,镁盐,液溴等等.
晒盐的场地同样被放置在工业区阳光最密集的地方,可以是晒盐区，也可以在中心熔炉处。
模块核心：渗析技术及原料制造
查得反渗析效果较好、高强度、耐腐蚀的PVDF材料制造流程并不是十分复杂，对于能耗并没有找到相关数据，但根据合成温度700摄氏度，估计其单位制造能耗在聚乙烯的3-5倍之间。假设每十年全部更换一次，即每年需合成2t对应材料
具体设计：
由于世界本身会自行变速移动，即变相提供了反渗析所需的压力，故我们在船体外装有这样的半透膜，当船体运行一段时间后，半透膜上会自行产生结晶。之后对晶体进行收集，可以得到大量盐类物质，其中含有少量稀有的物质（如锰、钴离子等），可以用于生产原料。
对于此系统会额外进行保护，如防止鱼类破坏，会有铁丝网外壳（图中未画出）；必要的时候可以将所有渗透膜卸下。（资料来源：
热致相分离法高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜先进制备技术及应用 (engineering.org.cn)
大金氟化工(中国)有限公司年产5700吨聚四氟乙烯技改项目环境影响报告书 - jz.docin.com豆丁建筑
）
模块核心: 基于光能实现的中心熔炉
除了用于光电解反应外，我们还会在顶层铺设大量定日镜，将阳光反射至中心熔炉处，中心熔炉处配有凸透镜组，并使用耐高温的碳化钽铪合金材料，正常情况下可以达到1500摄氏度的温度。
在这里我们进行以下操作：
- 废旧物品的灼烧。灼烧气体会经过处理后排出，残渣则视情况直接排放或并入有害物品处理池中。
- 金属冶炼。
- 为部分工业产品生产提供温度。
- 必要时可以调整定日镜和凸透镜反向发光。
食品加工\提炼及储存
俗话说民以食为天，我们世界虽然空间较小，但我们还是在工业区的边缘位置开设有食品加工车间。欢迎大家来这里品尝美食！
考虑到我们可以尽可能使用海洋资源,我们的制糖工业,饲料加工,植物油加工,水产品冷冻储存,鱼油制品,其他水产品加工 等方面主要依靠渔业,并占据食品加工业的主要规模.
我们要做什么:
1. 造糖业使用果糖来代替蔗糖,更加健康.同时果糖很容易从葡萄糖得到,葡萄糖从淀粉中得到,淀粉大量存在于海草中[1].以及由co2制淀粉植物油从可从油料作物中获得.
2. 海产品处理：指为了保鲜，将海水、淡水养殖或捕捞的鱼类、虾类、甲壳类、贝壳、藻类等水生动物或
植物进行的冷冻加工活动,以及鱼糜制品制造，以及水产品的干制、腌制等加工活动,将占据较大份额.
3. 油料：将会从鱼油中提取.
4. 饲料的制造。
模块核心: 萃取技术
我们使用大型萃取剂来提取部分部分食品原料中的精华，以满足我们对一些化学工业制造不出来的食品的需求（如味精）。
废弃处理
我们要做什么:
在世界中,产生的三废(废气,废渣,废水)包括以下:
1.生活垃圾的处理
2. 海水晒盐的余液可以直接排入水中.
3. 人呼吸产生的二氧化碳在生命循环系统中被净化.
4. 工业废物 有毒物质进行无害化处理,需要专门设备.
需要说明的是，这里具有较大的空间，我们选择用时间和空间换取低耗能下的高去除率。
对于有害气体，通常在适当条件下使用海水进行吸收，并入废液处理部分；有害固体则通过溶解等方式进入废液中，剩余部分相对稳定，可以直接排放。
之后我们对废液先进行化学处理，包括微电解技术、化学去除等方式，可以初步去除70%左右的污染。之后采用上图装置进行处理。需要注意的是，我们可以利用太阳能蒸发相当一部分的水，最终处理浓缩液。
模块核心：污水处理管道系统
在要求居民具有较强的垃圾分类意识的情况下，我们也会建设复杂的污水处理管道，考虑到我们的世界在管道运输方面有着极大优势，我们对于污染的分类以及处理主要通过管道实现。
生活垃圾区：动植物（不包括人类）的遗体残骸\动物排遗物\食品加工业的下脚料以及厨余垃圾.运输至该区产沼气，沼气将用于发电以满足污染处理所需能源, 沼渣用来饲喂牲畜(以及施肥)。 工业废水区：这里除了需要处理工业产生的废料，还需要处理大部分人的其他垃圾。此外，绝大多数的污水将会直接通到这里（比如洗手池的污水等） 再生区：对于可以再生的物料（如玻璃），我们在这里进行一系列的再加工处理，以便循环利用。
此外，对于可能遇到的石油污染问题，查阅相关资料后微生物治理海洋石油污染研究进展_参考网 (fx361.cc) ，我们采用吸附法和微生物降解法并行的方法。其中活性炭吸油剂可以从稻壳制成，吸附后可以进行回收等，而微生物则可以采取目前国际最先进转基因菌以及我们科研实验室中获得的最新成果。
总布局
这里解释一下这样摆放的理由。
1.能源方面：我们主要有两方面能量提供源：太阳能聚焦产生的高温以及常备能源。因此我们将常备能源和耗能较高的化学原料及产品制造模块放在一起，并通过中心熔炉将前两者和废弃处理模块相耦合，以便于解决能源问题。
2.运输方面：中心熔炉不仅作为能源产生的关键设备，也起着中转的作用。几个中转设备将物资运送至中心熔炉处及其他地方，有效联系了关系较密切的三个模块。
3.对于食品加工和纺织制品模块来讲，它们与化学产业联系相对较弱，并且为了避免后者污染影响前者，他们被孤立放置。
耗能
---------------------------------------------------------------分割线---------------------------------------------------------------- 有一天，在一个伸手可见五指的白天，有一群难民来到这里。于是乎，我们获得了大量劳动力。由于初始时人数较少，工业方面主要问题是劳动力短缺以及机器被长时间闲置（甚至有人怀疑完全没有必要为800多人提供完善的工业体系）。现在这个问题有所缓解，规划师高兴地如同单抽出五星了一样。 综合考虑了行业相关内容后，我们决定对难民做出如下安排：一部分难民将被派遣至食品加工车间、废料处理车间，另一部分交由农业部门分配职业。难民和原住民在工作岗位方面是平等的（因为这里不需要太高学历）。 其中具有较高风险的工作岗位。作为补偿我们给予他们相当丰厚的物质资助（甚至超过了原住民），这件事引起部分原住民不满，直到有一位非洲裔朋友在处理突发事件时受了比较重的伤后，在媒体宣传下，原住民对移民表达了理解和支持。此外，移民内部出现的“分化”，也减弱了移民和原住民之间的矛盾 从随后一些居民反馈来看，其实大部分人对移民并没有一种“歧视”或“厌恶”的感觉，只是有点害怕罢了。实际上，相当一部分工人和移民们结成了朋友，甚至在世界迁移3年后，一位原住民（男）接受了移民朋友（男）的告白。由于我们开放的社会理念，这件事也只是被当作“百万立方世界里的第一场告白”而引起关注。 由于一开始的时候，无论住房还是工作方面两者地位都是平等的，并且移民也不断接受思想教育，最终在原住民的包容和接受下，两股势力开始逐渐交融、同化。最终，经过5年后，人们逐渐停止给其他人打上“移民”或“原住民”的身份标签，而30年后的新一代标志着两股势力的彻底融合。 具体到工业生产方面：工业劳动力增加，出产的产品等比增加，能耗与人均能耗也是等比增加，而工业设备利用率等比增加，但无需添加新的设备 考虑到世界中并没有太多长时间的“体力活”，我们不关注工人的性别。