引言
16世紀末和17世紀初，中國和美洲的蔗糖業都在改變。綿可數百英畝廣闊單作種植園的發展，及依賴奴隸耕作，成為巴西、秘魯和加勒比海糖產區殖民地的範例。在為歐洲市場儘可能多地生產糖的命令下，生產的技術參數有了轉換。在中國，17世紀蔗糖輸出額上升，甘蔗種植產生了巨大的擴展。
社會變革也推動了技術革新。大約同一時期，東西方世界中，專門化的垂直滾子壓榨機出現了。以動物、水和風作動力的新垂直滾子壓榨機，不但提高了生產效率，而且對勞動力的需求劇減。這種壓榨機的出現，可省去榨蔗之前把甘蔗切成碎塊，而整條蔗杆壓榨汁液相對的乾淨，不必過濾。壓榨後的蔗杆曬乾後，可作熬煮糖漿的燃料。
同時，一系列技術的發展，又加速了結晶和提煉的過程。17世紀上半葉，垂直滾子壓榨機突然在世界各地出現。最早的文獻記載在秘魯，於1613年，附有一張三滾壓榨機圖說明的文件。同是1613年，一本西班牙語他加祿語（菲律賓國語）字典中，有對雙滾壓榨機的描述。
1637年刊刻的《天工開物》關於雙滾壓榨機的一份圖形和論述，已在上文介紹。這是中國製糖器具最早的描述和圖示。然而，垂直滾子壓榨機的技術首先發展於何處是不易解決的問題。明末中國農業的兩本名著是《農政全書》（1625-1628年撰，1639年刊）和《天工開物》（1634-1636年撰，1637年刊）。
還有一本附有農業信息，而又略早於上述兩書的是李時珍的藥典《本草綱目》（1596年刊），也論及甘蔗，但集中於甘蔗種植的多樣性和蔗糖的類型，而非製糖技術，只不過提及「汁液的榨取」罷了。《農政全書》和《天工開物》的編寫時間只相距10年，卻顯出中國製糖史中非常不同的發展階段。
《農政全書》著者徐光啟是明王朝高級官員之一，也是明末對歐洲地理學和技術感興趣的少數文人之一。徐光啟早年在廣東工作，與在廣東的歐洲傳教士接觸，對新農業和新技術的發展尤感興趣。他介紹當時新引進的甘薯的種植，與耶穌會會士合作翻譯幾何學和水利的著作，並且在自己的農田中進行農業新技術的試驗。
徐光啟對同時代的技術發展有著強烈的興趣。然而，徐光啟談及製糖業時，卻複述了350年前的《農桑輯要》，並簡論了碓壓榨機。文中也沒有指出當時的工藝過程有任何變化。明代壓蔗機的圖形中，木製滾子頂部的輪齒是歪斜的鈍齒。它還相當清楚地顯示出「鴨嘴」。鴨嘴是壓榨機扱入甘蔗的機關，是中國特有的設計。該機關將蔗的入口點限制在一個框中，可以防止在巴西所出現碾手的意外事件。
明代的雙滾壓榨機成為中國的典型工具，在美洲普遍流行的三滾壓榨機，沒有文獻或任何證據表明曾出現於中國。在亞洲，除菲律賓和中國以外，第一份關於使用各種垂直滾子壓榨機的書面介紹姍姍來遲。1695年，義大利旅行者喬瓦尼·凱爾裡記下在印度孟買附近看到的事物。
他寫道：「甘蔗在兩個木製、由公牛拉動旋轉的大圓柱之間被壓碎，徹底壓榨後被吐出來。」在印度，三滾垂直壓榨機從未普及過，相反，中國，卻在某些地方已使用，包括遠離海岸地區。印度只用於一些偏僻的內陸地區，例如19世紀用於中部偏僻的查特伊斯加和北部的美拉特市附近。
在印度東部和西部平原主要產糖區，直至20世紀，普遍使用的是科爾胡（kolhu)臼杵壓榨機。亞洲東北部，最先使用垂直雙滾壓榨機。但是17世紀末的琉球群島和18世紀中葉的日本，使用的是水平的雙滾壓榨機和垂直三滾壓榨機。在東南亞，如越南、泰國和爪哇，垂直雙滾壓榨機成為標準的設備，由於這些地區的中國僑民大力發展蔗糖製造業，垂直雙滾壓榨機由中國僑民引進是合乎道理的。
與菲律賓不同，在亞洲包括中國，所有關於垂直滾子壓榨機的文字記載都在17世紀30年代之後，與當時其他壓榨機的技術相比，效率高得多的垂直滾子壓榨機，是中國的一項發明？抑是從世界其他地方引進亞洲的改裝物？在16世紀中期的數十年中，地中海、巴西、秘魯和加勒比海的產糖區還有幾種類型的壓榨機。
水力和畜力驅動的邊緣滾輪磨尤其普遍。美洲的一些地區由於缺少動物作動力，比其他產糖區較早和較多地使用水力。許多莊園擁有一個以上的壓榨機，使用不同類型的動力。1548年，美洲的波多黎各一位主教於一封信中寫道：「一個老居民德·桑塔奧拉在巨大的困難和開支下，在桑·圖安市近郊，建立了一臺強有力的水力驅動壓蔗機······他還擁有兩臺由馬驅動的壓榨機。」目前已經發現許多壓榨機的雕刻板畫。
美洲最早的關於壓榨機的圖示之一是西奧多爾·迪·布賴於1590年作的一幅版畫。當缺乏動物當驅動力時，磨石顯然由人力等方式來驅動。荷蘭人稱作「Compilatiewerk」的這些版畫所反映的史實，通常從幾個地方搜集所得，而不是僅從一個種植園取材。
例如，在迪·布賴的版畫中，我們看到一臺水車斜豎在右邊角落。但不清楚為什麼在圖中沒有表現用水力來轉動邊緣滾輪磨。該藝術家也許為了進一步強調版畫的標題：「黑人在挖盡金屬礦脈之後，不得不從事於製糖工作。」雖然17世紀30年代，這一類邊緣滾輪磨不斷地在美洲的一些產糖莊園使用，但是在大多數地方，壓榨甘蔗的機械已迅速改造。
自17世紀始，三滾壓榨機更加廣泛地用於美洲。但是在美洲的一些地方，如巴西，仍然存在雙滾型壓榨機。1648年，理察·弗萊克諾給他在歐洲的資助人的一封信中，生動地記載了壓蔗與製造糖的方法。它還揭示了一個巴西種植園製糖過程的緊張程度。弗萊克諾對使用鐵作包裹滾子的金屬板的敘述是有趣的。它與我們下面的討論有關。
他寫道：他們的甘蔗長至玉米般高時被砍去。因為不需要作其他的耕作，只要隔年砍一次便可，正如我們對待 Osier（柳的一種）一樣，明年它們必定發芽。綠色的蔗葉令人欣悅。遠看像一塊玉米田。大約6月成熟，砍下的甘蔗被切割成若干尺長，搬至壓榨作坊。壓榨機由兩個圓柱體組成，用鐵包裹。由公牛或水力驅動向內旋轉。
當它們交匯時就緊密地連接在一起。甘蔗是從兩柱間放入壓榨的，它從另一側出來時，已全部被壓碎······其汁順槽流至一個大鍋，加熱使之沸騰，仍呈琥珀色，直最後倒入模殼或冷卻器，逐漸變白。（在製糖季節）這些壓榨機日夜工作。直接把蔗置於壓榨機中的工作是非常危險的。由於睏倦或不小心，手指尖一旦被捲入兩柱間，身軀將不可避免地跟著被拉去。
為了應變，身後的黑人總是帶一把短柄的小斧，以便不幸事件發生時砍斷同伴的手臂。美洲雙滾子壓榨機的圖像沒有留存下來，但流行的垂直三滾子壓榨機的版畫和圖形卻有留存。17世紀30年代至40年代，數種壓榨機的圖樣來自巴西。在巴西，這種壓榨機被認為是由一名西班牙牧師於1600年後的某個時期傳入的，1618年已經廣泛流傳。
許多圖樣顯示有兩臺或兩臺以上的垂直三滾子壓榨機並列，由列隊的公牛或水車來驅動。17世紀40年代，巴西的荷蘭總督隨行人員中名叫巴萊斯的雕刻家創作了許多版畫,描繪了美洲，包括甘蔗種植園的情景。17世紀所有壓蔗機的圖樣有兩個共同特色：垂直的三滾壓榨機不是由水車、風車提供動力，就是由強壯的公牛來驅動；蒸煮則採用如下文所述的多孔爐。
17世紀30年代，三滾子壓榨機，不僅在巴西使用，大西洋其他產糖的殖民地中，在英國人和荷蘭人共同贊助下，隨著蔗糖製造業擴展到巴貝多（Barbados,拉丁美洲），被引入加勒比海群島。在西方，到了17世紀30年代中期，垂直壓榨機確曾使用於秘魯的耶穌會會士的莊園。這並不令人感到驚奇，因為從秘魯發現的手繪壓榨機圖來看，垂直三滾子壓榨機於1613年便出現了；甚至有人認為這種垂直滾子壓榨機早在1581年已投入使用。
在二三十年的時間內，相互聯繫的地球兩端，各自獨立發展出在視覺和功能上如此類似的垂直壓榨機，是不大可能的。當美洲使用雙滾子壓榨機時，在菲律賓也有證據於1613年出現雙滾子垂直壓榨機，而中國僅於17世紀30年代中葉後才有提及，自然產生了對該機器產生於中國的懷疑。機械地把所有發明歸於中國是沒有得到證實的；在此，林恩·懷特（Lynn White)的慎重也許是有意義的。他說：「當人們不能不對中國的獨創性充滿讚美時，是否有可能，在評價亞洲時，我們的科技史仍然是與耶穌會士的熱忱密不可分的呢？」假設垂直滾子壓榨機是美洲發明的，是大規模蔗糖生產驅動的結果。
那麼17世紀中國普遍地採用此法，是農業區域中對技術的吸收和改造的一個顯著的例子。垂直滾子壓榨機在亞洲以外進化的可能，能夠從追蹤該技術的前身而進一步探究。李約瑟提出軋花機和壓榨機都是建立在朝相反方向旋轉的雙滾子的相同原理基礎上，並認為這兩種器械的運轉原則是「所有鋼製滾子壓榨機、軋布機和造紙或紡織機器的始祖」。
如果說在某種程度上，一種機器的發明總是建築在受相關機械發明的啟示，以及同一類型器械技術沿革連續性基礎上，那麼要確定壓蔗機的發明地之前，了解軋花機和滾子壓榨機之間的聯繫是至關重要的。這種關係在垂直滾子壓榨機發明前被廣泛使用的水平滾子壓榨機身上體現得更為清晰。這種壓榨機普遍用兩個水平滾子操作，設計上類似軋花機，只是附有一個槽，以便蔗汁直接進入提桶。
如果接受李約瑟的見解，即軋花機是所有其他滾子壓榨機的前身，那麼後者誕生於一個既有棉花製造，又有蔗糖製造的地方才是合乎道理的。然而，當我們想在亞洲找到這種發展關係時，卻發現在時間上不吻合；水平滾子壓蔗機於亞洲部分地方相當遲才發現，而在中國則完全沒有。印度棉花的種植和棉紡技術是非常古老的，大約在6世紀中葉，軋花機似乎已經在那裡得到發展。
來自印度文化地區典型的軋花機，是由兩個相對旋轉的水平滾子組成，由拉長的螺絲並列咬合而成。但是，水平滾子的蔗壓榨機僅在印度西北部的少數地區見諸記載，而且時間上遠遲於17世紀開始投入使用的垂直滾子壓榨機。在亞洲其他地方，水平滾子的壓蔗機也是在較遲的年代才被應用。例如在日本，水平滾子壓榨機僅僅在18世紀才有記錄。
東南亞許多地方，諸如柬埔寨，在10世紀便擁有印度的軋花機。但是正如東南亞其他地方一樣，除了臼與杵外，那裡使用的唯一的壓蔗機似乎是垂直的雙滾子壓榨機。在中國，軋花機隨著棉花耕種的擴展，聞名於整個13世紀。這部軋花機的最早圖解被發現於王禎1313年的《農書》。中國軋花機沒有像印度那樣有齒輪裝置，而是由一根曲柄帶動每個滾子。沒有證據證明水平的壓蔗機是從中國的軋花機進化而來。
持此說者，顯然是一種推測。事實上，鑑於中國工匠偏愛使用水平軸的機器，不太可能將水平滾子軋花機改裝成垂直軸的壓蔗機。在中國，軋花機和壓蔗機之間唯一的聯繫是它們都在宋應星的《天工開物》中被提及，但沒提及技術上的傳承。《天工開物》反映了宋應星的家鄉，中國南部地區手工業和農業的技術。
如果這是一個生產棉花的地區，宋應星關於軋花機的介紹可當作其通過提及一部為人熟知的裝置來介紹一部大家不熟悉的設備的方法。這是最可能的解釋，因為在中國，沒有其他機械是用類似的滾子操作的。
然而到了16世紀，亞洲以外其他地區，各種類型的滾子壓榨機，包括類似軋花機的壓蔗機已經投入使用。8世紀，棉花由阿拉伯人引進西班牙。12至14世紀，擴展到法國、佛蘭德（Flanders,包括今比、法、荷等地區）和德國，在這些地方，棉花一般用於製造粗斜紋布，即用亞麻為經、棉花為緯製成的布。一種由兩個木製刻有凹槽的滾子所組成的軋花機，當用曲柄轉動時，就會彼此朝相反方向旋轉。
該軋花機早在12世紀義大利就投入使用。在地中海地區，垂直滾子壓榨機發展之前，水平的雙滾子壓蔗機就已廣泛地使用。所有這些地方還有廣泛的紡織品製造業，壓蔗機和軋花機（垂直和水平兩種壓榨機）之間有時存在非常密切的聯繫。
例如，威尼斯科納奧聯合企業（The Cornero cartelof Venice)控制了賽普勒斯（Cyprus)的糖和棉花的貿易。16世紀初，水平滾子壓榨機和蔗糖製造業一起擴展到加那利群島,然後延伸到希斯盤紐拉島（Hispan-jola,西印度群島之一）和美洲的其他地方。1534年，墨西哥也許早就使用水平滾子壓榨機。16世紀初，這種機器用於巴西和秘魯。
中國缺乏任何種類壓蔗的雙滾水平壓榨機，且較遲和有限的在日本和印度使用，使我認為軋花機改裝為壓蔗所用應首先發生於亞洲之外。類似軋花機的設備同時發展的事實強化了這個可能性。軋花機的基本圖樣因其他目的而被修改，喬治·巴薩拉（George Basalla)表明，在技術發展史中存在「技術迅速改變時期和相對穩定時期」。
16世紀中葉至17世紀中葉，世界範圍內尤其在歐洲，是技術迅速革新的一段時期，許多新型的技術，包括研磨、壓和碾壓等方面得到進步。一名法國軍事工程師Ag-ostino Ramelli(1531-1608)的《各式巧器》中，用圖形說明並討論其他類型的實用機械，包括不下於20種的穀物壓榨機，110種抽水機，14種螺旋起動機和10種起重機。這部於1588年出版的著作被稱為「技術可能性的禮讚」。
Remalli的壓榨機的圖樣由其他人包括設計了一臺用於磨穀物的輕便滾子壓榨機的 Fausto Ver-anzio仿效和詳細說明。Pantheo的滾子壓榨機和 Ramelli的鐵磨麵機操作原則，讓滾子朝相同的方向旋轉，非如軋花機和以後的垂直三滾子糖壓榨機朝相反的方向。然而，所有這些裝置的原則是相同的；齒輪包裹在一個自力撐持的物體中，該物體能夠鉤住一排動力的源泉處。
同時，如 Flecknoe 對巴西雙滾子壓蔗機的說明，許多歐洲和美洲的新壓榨機趨向於把鐵板結合到他們的基本構思中。歐洲機器設計的革新能夠迅速地越過大西洋而被採納，因為新的殖民地有好幾百名歐洲工匠。粗糙的墨水草圖上基本技術的細節使人聯想到出自工匠之手，而不是為出版精巧素描藝術家的製作。16世紀，與秘魯相比，世界上沒有任何地方比秘魯集中更多工匠和技術。
結語
1560年，已核算到在秘魯的西班牙10000人中約有2500名工匠。秘魯還有其他歐洲人－熱那亞人、威尼斯人和荷蘭人一如著名的木匠熱那亞人 Rostran Tujia 以建築大糖廠而享盛名。也許是在歐洲和美洲工匠的關係和16世紀這些地方的技術背景，發展了垂直的雙滾子和三滾子壓榨機，讓我們考慮到其經由美洲傳播到亞洲的可能性。