石楠木的特性與固化

不好意思，我真的不知道在煙斗原料處理中的curing該對應哪一個中文字，
就讓我暫時先用「固化」，泛指目的為提高力學強度、
改善加工性能、預防霉變蟲害，以及增進煙斗使用品質的各種木材處理手法。

一般常見的有：boiling、drying、seasoning、ageing等。

【謝謝網友的回應，12/05/2010新增：
　在半導體業界，curing多半稱為熱處理，而在食品加工上，
　舉凡燻、醃等保存方式都可以叫做curing。
　個人認為這些字都沒有辦法真正描述木材加工的程序。】

我們都知道，在探討木材化學成分時，
通常會分為主成分(major components)及副成分(extraneous components)。

主成分乃構成木材之主架構，如纖維素、木質素；
其餘的非細胞壁組成物，可利用水、乙醇、丙酮等溶劑萃取(extraction)，
這些萃取物(extractives)，大部分為小分子物質，
佔木材比例一般來說不超過百分之十；
而燃燒剩餘的無機殘留物，大約在百分之一以內。

這些成分或雜質對石楠根瘤的特性有關鍵的影響嗎？
看來有人沒什麼概念，所以我又只好繼續掉書袋了。

這也是個人所能搜尋到的有限資料中，
首次見到研究人員以科學的角度來評估煙斗的製作程序。

說來還真奇怪，這篇文章自發表距今已超過二十年，似乎也沒什麼人在討論，
那就讓我來很高調的聊聊吧！

希臘亞里斯多德大學的學者在1988年所發表的報告，
實驗乃針對石楠(Erica arborea)木材的特性，並非模擬吸煙的環境。
(Holzforschung, 1988, 42, 71)

就如同我之前提到的，石楠的根瘤是根與莖之間細胞不正常增生的區域，
異常增生的細胞通常會形成局部腫塊，也就是腫瘤(tumor)，
此文中就以tumor wood來描述石楠的根瘤。
形容植物現在一般會使用burl這個字。

以掃描式電子顯微鏡(scanning electron microscope)，
觀察石楠根瘤的組織切片，我們可以看到正常的組織，

以及不正常的組織。

如果把倍率放大，我們還可以看到大量結晶和非結晶的內含物(inclusions)。

石楠根瘤漂亮的紋理，正是來自於這些不規則排列的結構，

可是看不出來對不對？

沒關係，我們再把焦距調整一下，應該不是每個人都曾經如此近距離地觀察過木紋。

燃燒後的剩餘產物中發現，

在石楠根瘤中鈉(Na)、鉀(K)與鈣(Ca)的含量並沒有特別低，

但在其他耐熱性較佳的木材中，這些元素的的含量多半極低；

石楠根瘤中二氧化矽（silica，沙子的主成分）的含量也不高。

石楠對高溫的耐受力確實很好，

甚至連石楠的萃取物也都具有這個特質，

但煮沸的步驟並不會造成顯著影響，

甚至還有降低耐熱程度的效果（溫度攝氏400度以上，持續60分鐘）。

上表最有趣的地方是，

如果把石楠根瘤的萃取物浸透(impregnation)到其他木材上，

竟然可以有效提高其耐熱性。

石楠根瘤經過煮沸，其中的萃取物減少了；
但與一般木材情況相反的是，
這個步驟可減緩乾縮(volumetric shrinkage)的現象。

木材乾縮係細胞壁內含的水分喪失所引起的體積收縮，
而徑向、弦向、縱向的收縮率又不盡相同，
因此當表面和內部水分的蒸發速度不同，紋裡不勻、不直，
各部位收縮程度不一致時，都有可能導致木材扭曲或斷裂，
Domenico Romeo也表示，就算是長時間(六到八個月)天然乾燥(air
drying)，都可能有百分之五到百分之十的耗損。

未經煮沸的石楠根瘤，十八天內以天然乾燥法將含水率降到百分之二十以下，

就有機會變成這個樣子。

至此，用水煮沸的程序，

被證實能夠增加石楠根瘤的穩定性，並降低因乾燥而產生缺陷的機率。

不知道大家有沒有注意到，這篇論文測定出的石楠根瘤密度挺高的，
與其他文獻記載的都有一段差距，
作者也只有說明他是測量乾的木材(dry)，
這個乾是指完全沒有水分，
抑或是達到平衡含水率(equilibrium moisture content)就不得而知了。

當然，誰也不會讓煙斗持續接觸四、五百度的高溫，

只由一個耐熱的性質也無法解釋煙斗抽起來的口味。

我們仍然擁有許多思考的空間：

大多數抽煙斗的人，

對木頭如何固化會比較好抽都很有意見，

反而都不太在意為什麼要去作這些事情的初衷了。

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紳士科學家 後記

紳士科學家中提到的兩個名字，
主修化學的人不太可能沒聽過Linus Pauling的名頭，
你在大學裡所有讀到關於鍵結的理論，
和這位兩度諾貝爾獎得主幾乎都脫不了關係；
而Elmer Cranton則對於螯合療法 (chelation therapy) 有獨到的見解。

試想：若蜂蜜中的某種物質真的被證實能夠「抓取」焦油，
那將會對癌症以及心血管疾病的相關研究造成怎樣的影響，
而其中又隱藏了多少商機？

哪個生意人講起話來不是天花亂墜？

好比那些賣藥廣告，哪怕是假的都好，
總要來個一秒鐘什麼高科技儀器的畫面，
總要找個什麼教授什麼名人代言一下的啊！

說到高科技儀器，
像是那個什麼高速什麼離心什麼機的，
有多高？三、四層樓這麼高嗎？

普及率也許比不上微波爐或冰箱，
這又不是人造衛星，有必要拿出來四處宣傳，深怕別人不知曉嗎？

這台最高可以到25000 rpm (75600 g) 啦，
不知道夠不夠高？稱不稱得上高速離心機？
只是本人從來沒有把木頭丟進去過就是了。

不過某低調實驗室表示，
藉由高速離心機的快速運轉，
可以萃化原木，把雜質甩掉，
而這些pre-curing的過程和煙斗抽起來的口味則有密切關係。

由上面這個敘述可以得知：
一、可用非破壞性的物理方法將雜質從木材裡快速移除；
二、為了要確定去除的是雜質，想必也分析了雜質的組成；
三、同時發現這些所謂的雜質對吸煙品質有關鍵的影響。

既然號稱是實驗室出品，我們就該以科學的角度來審視；
如果只是打屁吹牛閒扯胡謅經驗臆測，
那請不要打著科學的旗幟出來招搖撞騙，請不要侮辱科學這兩個字。

隨隨便便都可以找到的中文維基百科，
科學方法是有定義的，謝謝。

到底是哪種低調實驗室能容許這類不三不四的言論和自己扯上關係？
到底是怎樣的科學人材會在沒有理論依據的情況下就盲目開始工作？

真是把我嚇到屁滾尿流失了魂。

還是老婆大人英明，教訓的真是：
「啊不就是做生意，人家看完電視廣告，只會：『哇！高科技！』、
　『哇！實驗室！』、『哇！專家背書！』，然後就打電話訂貨了，
　誰像你整天有事沒事淨搞那些五四三的。」

是囉，鄧先生怎樣都算是煙斗界的老前輩，
貨被轉去大陸宰肥羊也不是他的問題，
勉勉強強就當作是中間經銷的合理利潤吧。

再說怎麼亂搞也都還稍稍強過那位前些日子在eBay大殺四方的狠角色，
也不過兩千美金左右結標的二手Lars，
買回家打個蠟就想賣十六萬台幣，是當台灣人全是傻子不成？

紳士科學家

煙斗時常被認為是紳士的象徵。
很多斗客或多或少都自詡為紳士，或者將成為一個紳士作為努力的目標。

本人很明顯的不屬於這個範圍。

紳士到底是什麼？
其實gentleman這個字最初根本不是指舉止優雅或是行為高尚。

試著由這個方向思考：
古早時要每天能吃飽都不見得是件容易的事，
怎樣的人才有受教育的機會，進而成為一個有教養、有禮貌的斯文人？

以前英國的gentleman就是一個如同騎士的社會階級，
這些人光靠家產就能過日子而不用工作，
也因此大部分這個階層的人都能接受良好的教育，
所以就算真的去工作也有機會選擇非體力勞動的類型。

當然，如果這些人就真的整天躺著吃飽飯沒事幹，
那就相當貼近閩南語中的「田僑仔」，
後來應該也不至於把這個原是形容出身高貴的詞彙，
套用到內在高貴的男性身上。

這些有錢有閒的紳士，自然而然能充分發展自己的興趣，
其中有些人的興趣就是叨著煙斗和同好辯證人生哲理、宇宙現象，
在經濟無虞的前提下，他們可以專心致力於真正想從事的研究，
而且還真的搞出不少名堂，在各領域都有相當程度的貢獻，
只不過類似情形多半發生在十九世紀之前。

比如說赫赫有名的雙羅伯特：
波以耳(Robert Boyle)提供構想以及資金，
實際動手的則是虎克(Robert Hooke)，
兩個人的名字和發現你一定都聽過。

紳士科學家和煙斗真正的關連是大家都知道的卡文迪西(cavendish)。
這種煙草製作方式以掠奪者兼探險家Thomas Cavendish為名，
而這個家族在十八世紀出了一位非常偉大的科學家：Henry Cavendish。

由此看來很多人根本不瞭解科學界的運作模式，
這也是為什麼我說過不只一次，
許多分析方法老早就不是現代科技無法達成的事，
都算不清有多少論文和專利已經發表了，
這是可供查詢的資料，不是嘴上的玩笑。

我認為只有幾種情況可能導致科學家不願意公開研究成果，
有興趣的話可以去查查虎克和牛頓的關係，以及卡文迪西在電學方面的見解。

在有能力負擔的金錢和時間內，
用隨手可得但有邏輯的方法來幫助我們更了解事情的來龍去脈，
我一直認為是生活的樂趣之一。

我並沒有印證什麼理論的企圖，也沒有說服什麼對象的需求，
不過信口開河實在不是本人的行事作風。

在把溫度探針插進斗缽之前，不會像某煙斗收藏達人，
上電視說煙草在煙斗裡燒起來將近兩百多度，
在一般綜藝節目是得講得淺白一點，但又不是叫你隨口胡謅；
在看到真實的證據之前，不會像某低調神人，
抬出好幾位煙斗製作者來背書，說蜂蜜和焦油可以形成螯合物，
可是竟然不找像是Linus Pauling或者Elmer Cranton，
這樣真正學術界的大師來支持自己的說法，也真夠怪了。

大家都念過幾年書，
甚至還有疑似在實驗室混過的人，說話不負責任到如斯程度，
也難怪那些所謂的煙斗聚會就只有這個水準。

這也正是我最搞不懂的地方，
多用幾個專有名詞就會看起來比較像專家然後比較有說服力嗎？
為什麼這麼多達人講起話來總喜歡東拉西扯，
像是那個狗屁不通的幾何美學到底是什麼鬼東西啊？
 
最後還是回到標題吧，
若要談到五十年來知名度最高的紳士科學家，
就絕對非Tony Stark莫屬了！

富可敵國又風流倜儻，還身兼冒險家與天才發明家，
尤其那身帥到不行的盔甲更是充滿了幾何美，
他必定是所有煙斗客心目中的偶像！

圖片為鋼鐵人電影宣傳海報

煙斗化學熱力學

原文How and why chamber geometry impacts tobacco flavor，

由Neill Archer Roan發表在A Passion for Pipes。

1955年加州大學柏克萊分校的Charles Greene，

就以type K溫度計測量過吸煙時煙斗中的溫度，還發表在Science上，

對，就是大家都知道的那個Science (Science, 1955, 122, 514)。

依現在的眼光看來，那真的算不上什麼實驗，

性質應該比較接近工作之餘的玩耍。

所有基本的器材在今天任何一個拍賣網站上都找得到，我家裡正好有一組。

至於Neill提到的，

兩位赫爾辛基大學的學者，

在1956年所提出的報告，

實驗方法原則上和Greene使用的一樣，
可是溫度探針乃為了實驗而專門設計的，

而且採取分段測量的方式，因此可劃分出溫度不同的區域。

  (Cancer Res., 1956, 16, 490)

Neill將自身的經驗忠實地記錄下來，
透過不同溫度的分布，
來解釋所觀察到的現象也能自圓其說，
但這也正是美中不足的地方，
缺乏直接的佐證，
推論還是推論，假設始終是假設。




煙草或其燃燒產物中，
尚含有胺基酸、有機酸、酮、酚、醇、酯…等許多化合物，
討論僅限於碳水化合物很可惜，
而提到有機體中的醣類與溫度，
竟不聊聊大名鼎鼎的Maillard reaction就實在說不過去了。

另外一點值得商榷的是，
所有distillation的產物，在味覺與嗅覺上都是令人愉悅的嗎？
更大的distillation zone和更高的distillation rate，
我們喜歡的和不喜歡的物質是否同時都增加了？

最後節錄並以中文轉述此文中個人認為比較有趣的部分：
一，寬大的斗缽能夠提供更濃郁的味道，木質所造成的影響並不顯著。
二，直徑大的斗缽抽英式或巴爾幹式配方會有較好的效果。
三，保持斗缽中央的煙草燃燒，並適時使用壓棒將周圍的煙草推向燃燒區。

所謂的有趣，就是在那些中文煙斗論壇裡，
總是有人一天到晚光用些自以為又絲毫沒有根據的說詞，
然後還可以一搭一唱的討論下去。

黃金比例

我不是在說數學上的黃金比例。

而是看到一段文字：
有位低調又不差錢的仁兄，
用實驗室去跑煙斗的流體力學，歸納出傳統斗形中風路的最佳化參數，
還有兩個應用範例，
斗缽高度下修0.2mm而使得一把名家北歐斗變得不燙，
把預燃室的容積擴大讓一把英倫老斗的風路變順。

這代表了幾個意思，
一，煙斗的黃金比例確實存在，
二，而且單位是精確到十分之一毫米。

不過到底什麼是預燃室？預先燃燒的空間？
難不成這把英倫老斗有兩個斗缽？
還是先在某個容器裡把煙草點燃才套在煙斗上抽？

我當然知道煙斗是個很冷門的產業，
詞彙十分有限，尤其是中文，
但也不表示隨意套用、拼湊是可以被接受的。

還有這到底是什麼工具裁切和什麼方法測量的？
可以精準到0.1mm？

請記住，這是個連0.2mm的改變都可以讓人感覺到差異的神妙參數。

可是在使用過後，斗缽內徑會因積碳而改變，這樣風路的參數依然不變嗎？
一般都建議碳層的厚度不要超過1.5mm到2mm，
既然是實驗室出品，那麼請用物理公式告訴我，
管路長度的改變只需要管路直徑變化值的十分之一，
就能讓人感受到溫度的差異。

你當然可以回答，你都不留碳層而保持斗壁的平整乾淨。
那我就想請教了，斗壁的平整乾淨是如何評估的？
又該用什麼工具修整才能維持平整乾淨？奈米修碳刀？

蠟的厚度不會改變斗缽高度嗎？
這個厚度是可以忽略的？那可忽略的範圍又是多少？
還是打蠟不僅有保養木頭的功效，還可以順便修改參數？
意思就是，只替需要增加高度以吻合黃金比例的斗缽上蠟？

好吧，就算蜂蜜真的對清潔焦油有一定的功用，
塗「薄薄一層」蜂蜜的厚度又是多少？
如果不論厚度，那蜂蜜會不會影響氣體和管壁的摩擦力？

先不談煙草本身，例如配方、濕度的狀況，
是只用煙斗作風洞實驗還是模擬吸煙的環境？
實驗室是如何量化和模擬煙草裝填的情形？
如果是用空煙斗，在裝了草之後，層流與亂流的分布會有怎樣的變化？
還有實際抽煙時溫度和濕度的改變對參數沒有影響嗎？

這個實驗有考量到原物料的差異嗎？
如何評估並計算木材的品質？
或者你的意思是只要達到最佳化參數，就算用玻璃管也一樣好抽？

既然是實驗那就一定有結論，所以這個研究的結論是什麼？
拿一打好抽的斗當模板，用CNC車床就搞定了？

你絕對可以很有自信的「覺得」這個黃金比例確實存在，
但是「覺得」並不會因為使用了專有名詞就升級成科學。

若要扯到科學上的證據，那就得講求客觀與邏輯，是嚴謹而沒有模糊空間的。
而不是回答：喔，因為當事者很低調所以不方便多談。

低調？低調到去公開討論區發表言論。

沒錯，你的knowhow就是你的財富，
不過沒有人問how to achieve it，
所有的問題都是針對what is it。

科學本來就是需要經過質疑、經過驗證的，
連在作什麼都交代不出來還敢自稱是科學，
就我個人的觀點，那該叫科科，
幫幫忙，自嗨也要有個限度吧。

某位同學的回應真是一針見血：
科學實驗又不是什麼神祕低調的宗教儀式 ，
光錢砸下去，具實驗精神的玩耍也絕不會突然就變成有趣味的研究。

不過客氣了點，讓我來換句話說比較直接：
這種不清不楚又破綻百出的說詞，唬唬三歲小孩應該還頂得住啦。

科學與玄學

我還真搞不懂，
為什麼這些煙斗論壇總喜歡把話說得很玄妙，
或者有事沒事就把科學兩個字掛在嘴上嚇唬小朋友。

有人說蜂蜜裡面富含五碳醣，可以「抓取」焦油，形成類似螯合物的鍵結，
因此很適合用來清理煙斗。

我還一直以為蜂蜜裡面葡萄糖和果糖占了絕大部分呢！
這位仁兄同時還分析了焦油的組成喔，
所以能夠證明五碳醣和焦油中的某種物質會形成螯合物。

這可能是世界上第一位研發出五碳蜜的神人，
還證明了蜂蜜和煙焦油這兩種混合物之間的交互作用，
竟然有非營利單位或學術機構從事這麼偉大的研究，
台灣的科技真是有望了！

還有人認為逆滲透不需要壓力差就能夠完成，
因為清潔液溶出煙斗裡的焦油就是運用了逆滲透的原理啊！

可是我怎麼記得國中理化老師說過，
滲透是不同濃度的溶液，其中的溶劑通過半透膜流動的現象。

煙斗中的焦油會被逆滲透出來？
所以焦油就是溶劑了，
那溶質是什麼？清潔液？

你的清潔液會溶在焦油裡面？
這個焦油真是強大到不行，怪不得會和蜂蜜螯合，

又有人聲稱棕櫚蠟精煉後會變軟！

是你的棕櫚蠟和焦油一樣厲害，還是你的精製手法超獨到？
這樣一來市面上所有強調方便使用的傢俱蠟、地板蠟，
當然也包括煙斗保養木質部分的商品，
標榜當中含有多高比例的棕櫚蠟都只是心酸而已，
軟化處理的都是白癡，只要提高純度就好啦！

胡說八道之前也不先孤狗一下，
然後被吐槽就放大絕招說大家都在扯淡抬槓，
原來標題上的友善、開放又專業是這樣來的。