Пробка — непроницаемый плавучий материал. Это слой феллемы корковой ткани , который собирают для коммерческого использования в основном с Quercus suber (пробкового дуба), произрастающего в юго-западной Европе и северо-западной Африке . Пробка состоит из суберина , гидрофобного вещества. Благодаря своим непроницаемым, плавучим, эластичным и огнестойким свойствам она используется в различных изделиях, наиболее распространенными из которых являются винные пробки .
Ландшафт монтадо в Португалии производит примерно половину пробки, ежегодно собираемой во всем мире, при этом Corticeira Amorim является ведущей компанией в этой отрасли. [1] Пробка была исследована под микроскопом Робертом Гуком , что привело к открытию и названию клетки . [ 2]
Состав пробки варьируется в зависимости от географического происхождения, климата и почвенных условий, генетического происхождения, размеров дерева, возраста (девственное или репродукция) и условий роста. Однако в целом пробка состоит из суберина (в среднем около 40%), лигнина (22%), полисахаридов ( целлюлоза и гемицеллюлоза ) (18%), экстрагируемых веществ (15%) и других. [3]
Пробка — это натуральный материал, используемый людьми более 5000 лет. Это материал, применение которого известно с древности , особенно в плавучих устройствах и в качестве пробки для напитков , в основном вина , рынок которого с начала двадцатого века значительно расширился, в частности, благодаря разработке нескольких агломератов на основе пробки. [4]
В Китае , Египте , Вавилоне и Персии примерно с 3000 г. до н. э. пробка уже использовалась для герметизации контейнеров , рыболовного снаряжения и бытовых нужд. В Древней Греции (1600–1100 гг. до н. э.) пробка использовалась в производстве обуви , для изготовления сандалий, прикрепляемых к ноге ремнями, обычно кожаными , с подошвой из пробки или кожи. [5] [6]
Во втором веке нашей эры греческий врач Диоскорид отметил несколько медицинских применений пробки, в основном для лечения выпадения волос. [5] В настоящее время большинство людей знают пробку по ее использованию в качестве пробки для винных бутылок . Инновация использования пробки в качестве пробки восходит к концу 17 века и приписывается Дому Пьеру Периньону . [7] Пробковые пробки были приняты в 1729 году компанией Ruinart и в 1973 году компанией Moët et Chandon . [3]
Пробка представляет собой характерную ячеистую структуру, в которой клетки обычно имеют пятиугольную или шестиугольную форму. Клеточная стенка состоит из тонкой, богатой лигнином средней пластинки (внутренняя первичная стенка), толстой вторичной стенки, образованной чередующимися субериновыми и восковыми пластинками, и тонкой третичной стенки из полисахаридов. Некоторые исследования предполагают, что вторичная стенка одревеснела и, следовательно, может состоять не только из суберина и восков. Клетки пробки заполнены газовой смесью , похожей на воздух, что заставляет их вести себя как настоящие «прокладки», что способствует способности пробки восстанавливаться после сжатия. [3]
В Средиземноморском бассейне , родном районе этого вида, насчитывается около 2 200 000 гектаров леса пробкового дуба ( Quercus suber ) . Наиболее интенсивно управляемые места обитания находятся в Португалии (34%) и Испании (27%). Годовой объем производства составляет около 300 000 тонн; 49,6% из Португалии, 30,5% из Испании, 5,8% из Марокко , 4,9% из Алжира , 3,5% из Туниса , 3,1% из Италии и 2,6% из Франции . [8] Как только деревьям исполняется около 25 лет, пробку традиционно снимают со стволов каждые девять лет, причем первые два урожая обычно дают пробку более низкого качества ( мужскую пробку или девственную пробку ). Деревья живут около 300 лет.
Пробковая промышленность, как правило, считается экологически чистой. [9] Производство пробки, как правило, считается устойчивым, поскольку пробковое дерево не вырубается для получения пробки; для сбора пробки с него снимается только кора. [10] Дерево продолжает жить и расти. Устойчивость производства и легкая переработка пробковых изделий и побочных продуктов являются двумя из его наиболее отличительных аспектов. Леса пробкового дуба также предотвращают опустынивание и являются особой средой обитания на Пиренейском полуострове и убежищем для различных исчезающих видов . [11]
Исследования углеродного следа , проведенные Corticeira Amorim , Oeneo Bouchage из Франции и Cork Supply Group из Португалии, пришли к выводу, что пробка является наиболее экологически чистой винной пробкой по сравнению с другими альтернативами. Исследование Corticeira Amorim , в частности («Анализ жизненного цикла пробки, алюминиевых и пластиковых винных крышек»), было разработано PricewaterhouseCoopers в соответствии с ISO 14040. [ 12] [13] Результаты пришли к выводу, что относительно выбросов парниковых газов каждая пластиковая пробка выделяет в 10 раз больше CO2 , в то время как алюминиевая винтовая крышка выделяет в 26 раз больше CO2 , чем корковая пробка. Например, для производства 1000 корковых пробок выделяется 1,5 кг CO2 , но для производства того же количества пластиковых пробок выделяется 14 кг CO2 , а для того же количества алюминиевых винтовых крышек выделяется 37 кг CO2. [ 4]
Китайский пробковый дуб произрастает в Восточной Азии и в ограниченном количестве культивируется в Китае; полученная из него пробка считается хуже, чем Q. suber , и используется для производства агломерированных пробковых изделий. [14]
Так называемые «пробковые деревья» ( Phellodendron ) не имеют отношения к пробковому дубу, у них пробковая кора, но недостаточно толстая для производства пробки. [ необходима цитата ]
Пробку извлекают только с начала мая до конца августа, когда пробку можно отделить от дерева, не нанося ему постоянного ущерба. Когда дерево достигает возраста 25–30 лет и окружности около 24 дюймов (60 см), пробку можно удалить в первый раз. Однако этот первый сбор почти всегда дает некачественную или «девственную» пробку (португальское cortiça virgem ; испанское corcho bornizo или corcho virgen [15] ).
Рабочие, которые специализируются на удалении пробки, называются экстракторами. Экстрактор использует очень острый топор, чтобы сделать два типа надрезов на дереве: один горизонтальный надрез вокруг растения, называемый короной или ожерельем, на высоте примерно в 2–3 раза больше окружности дерева, и несколько вертикальных надрезов, называемых линейками или отверстиями. Это самая деликатная фаза работы, потому что, хотя разрезание пробки требует значительных усилий, экстрактор не должен повредить лежащий под ним феллоген , иначе дереву будет нанесен вред. [ необходима цитата ]
Чтобы освободить пробку от дерева, экстрактор вдавливает рукоятку топора в линейки. Хороший экстрактор должен использовать твердое, но точное прикосновение, чтобы освободить большое количество пробки, не повредив продукт или дерево. [ необходима цитата ]
Эти освобожденные части пробки называются планками. Доски обычно уносят вручную, поскольку пробковые леса редко доступны для транспортных средств. Пробку складывают в штабеля в лесу или на заводских дворах и традиционно оставляют сушиться, после чего ее можно загрузить на грузовик и отправить на переработку.
Кора из первых урожаев может быть использована для изготовления напольных покрытий, обуви, изоляции и других промышленных продуктов. Последующие извлечения обычно происходят с интервалом в 9 лет, хотя может потребоваться до 13 лет, чтобы пробка достигла приемлемого размера. Если продукт высокого качества, он известен как «нежная» пробка (португальское cortiça amadia , [16] но также cortiça secundeira, только если это второй раз; испанское corcho segundero , также ограниченное «вторым разом» [15] ), и, в идеале, используется для изготовления пробок для бутылок вина и шампанского. [17]
Эластичность пробки в сочетании с ее почти непроницаемостью делает ее подходящим материалом для бутылочных пробок , особенно для винных бутылок . Пробковые пробки составляют около 60% всей продукции на основе пробки. Пробка имеет почти нулевой коэффициент Пуассона , что означает, что радиус пробки не меняется существенно при сдавливании или вытягивании. [18]
Пробка — отличный материал для прокладок . Например, некоторые прокладки поплавковой камеры карбюратора сделаны из пробки. [ необходима цитата ]
Пробка также является важным элементом в производстве воланов для бадминтона . [19]
Пузырчатая структура пробки и ее природная огнестойкость делают ее пригодной для звуко- и теплоизоляции стен, полов, потолков и фасадов домов. Побочный продукт более прибыльного производства пробок, пробковая доска, набирает популярность как неаллергенная, простая в обращении и безопасная альтернатива изоляционным материалам на основе нефтехимии.
Пробка также используется для изготовления ковриков для виниловых пластинок, благодаря своей способности не притягивать пыль. Они также гасят статику и вибрации. [20]
Листы пробки, которые также часто являются побочным продуктом производства пробок, используются для изготовления досок объявлений, а также напольной и настенной плитки .
Низкая плотность пробки делает ее подходящим материалом для изготовления поплавков и буев для рыбалки , а также рукояток удилищ (в качестве альтернативы неопрену ).
Гранулы пробки также можно смешивать с бетоном . Композиты, полученные путем смешивания гранул пробки и цемента, имеют более низкую теплопроводность, более низкую плотность и хорошее поглощение энергии. Некоторые из диапазонов свойств композитов включают плотность (400–1500 кг/м 3 ), прочность на сжатие (1–26 МПа) и прочность на изгиб (0,5–4,0 МПа). [21]
Еще в середине XVII века французские виноделы не использовали пробковые пробки, вместо этого применяя пропитанные маслом тряпки, затыкавшие горлышки бутылок. [22]
Винные пробки могут быть изготовлены либо из цельного куска пробки, либо состоять из частиц, как пробки для шампанского; пробки, изготовленные из гранулированных частиц, называются «агломерированными пробками». [23]
Натуральные пробковые пробки используются примерно для 80% из 20 миллиардов бутылок вина, производимых каждый год. После снижения использования в качестве винных пробок из-за увеличения использования синтетических альтернатив, пробковые винные пробки возвращаются и в настоящее время составляют около 60% винных пробок в 2016 году. [24]
Из-за ячеистой структуры пробки она легко сжимается при вставке в бутылку и расширяется, образуя герметичное уплотнение. Внутренний диаметр горлышка стеклянных бутылок, как правило, непостоянен, что делает эту способность герметизировать посредством переменного сжатия и расширения важным свойством. Однако неизбежные естественные изъяны, каналы и трещины в коре делают саму пробку крайне непостоянной. В исследовании укупорки 2005 года 45% пробок показали утечку газа во время испытания под давлением как с боков пробки, так и через само тело пробки. [25]
С середины 1990-х годов ряд винных брендов перешли на альтернативные способы укупорки вина, такие как пластиковые пробки, винтовые колпачки или другие способы укупорки. В 1972 году более половины австралийского бутилированного вина испортилось из-за укупорки. Большая доля гнева и подозрений была направлена на португальских и испанских поставщиков пробки, которых подозревали в преднамеренной поставке плохой пробки производителям вина из стран, не входящих в ЕЭС, чтобы предотвратить дешевый импорт. Производители более дешевых вин разработали алюминиевую крышку «Stelvin» с полипропиленовой пробкой. Для более дорогих вин и газированных сортов по-прежнему использовали пробку, хотя качеству уделялось гораздо больше внимания. Тем не менее, некоторые производители высококачественных вин предпочитают Stelvin, поскольку это гарантия того, что вино будет хорошим даже после многих десятилетий выдержки. Некоторые потребители могут иметь представления о том, что винтовые крышки являются типичными для вин более низкого качества из-за их более низкой цены; Однако, например, в Австралии большая часть производства неигристых вин теперь использует эти крышки Stelvin в качестве альтернативы корковой пробке, хотя некоторые недавно перешли обратно на пробку, ссылаясь на проблемы с использованием винтовых крышек. [26]
Альтернативы пробке имеют как преимущества, так и недостатки. Например, винтовые пробки, как правило, считаются герметизирующими, не содержащими трихлоранизол (ТХА), но они также снижают скорость передачи кислорода между бутылкой и атмосферой почти до нуля, что может привести к снижению качества вина. [ требуется цитата ] ТХА является основной задокументированной причиной появления пробкового налета в вине. Однако некоторые представители винодельческой промышленности говорят, что натуральные пробковые пробки важны, поскольку они позволяют кислороду взаимодействовать с вином для правильной выдержки и лучше всего подходят для вин, купленных с намерением выдержать. [27]
Пробки, очень похожие на натуральную пробку, можно изготовить, изолировав субериновый компонент пробки от нежелательного лигнина , смешав его с тем же веществом, которое используется для контактных линз и клея, и отлив в стандартизированный продукт, не содержащий ТХУ или других нежелательных веществ. [28] Композитные пробки с настоящим пробковым шпоном используются в более дешевых винах. [29] Известный австралийский винный писатель и критик Джеймс Холлидей написал, что поскольку пробка, помещенная в горлышко бутылки вина, является технологией возрастом 350 лет, логично исследовать другие, более современные и точные методы сохранения вина в безопасности. [30]
Исследование «Анализ жизненного цикла пробки, алюминия и пластиковых винных крышек», проведенное PricewaterhouseCoopers по заказу крупного производителя пробки Amorim , пришло к выводу, что пробка является наиболее экологически безопасной пробкой, если сравнивать ее с пластиковыми пробками и алюминиевыми винтовыми колпачками , анализируя их жизненный цикл в течение одного года . [31] [32]
Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International. Текст скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.материал на основе пробки под названием SLA-561V, разработанный компанией Lockheed Martin для использования в миссиях Viking на Марс, и использовавшийся в нескольких миссиях, включая Genesis, Pathfinder, Stardust и миссии Mars Exploration Rover.
