Қорқарабық қабығының қолданылуы және өндірісі

Кіріспе

Коммерциялық мақсатта жиналатын ағаш қабығы

Корк – су өткізбейтін, суға жақсы қалқып отыратын материал. Ол негізінен Оңтүстік-Батыс Еуропа мен Солтүстік-Батыс Африкаға тән Quercus suber (корк емені) ағашынан коммерциялық мақсатта жиналатын қабық ұлпасының феллем қабатынан тұрады. Корк суберинден құралған, ол суды өткізбейтін зат. Су өткізбейтін, суға батпайтын, серпімді және отқа төзімді қасиеттерінің арқасында ол түрлі өнімдерде қолданылады, олардың ең көп таралғаны – шарап тығындары. Португалияның "монтадо" ландшафты әлемдегі жыл сайын жиналатын корктың шамамен жартысын өндіреді, ал Corticeira Amorim – бұл саланың жетекші компаниясы. Коркты Роберт Гук микроскоп арқылы зерттеген, нәтижесінде ол жасушаны ашқан және оған ат берген. Корк құрамы географиялық тегіне, климаттық және топырақ жағдайларына, генетикалық тегіне, ағаш өлшемдеріне, жасына (жаңа немесе өндірістік) және өсу жағдайларына байланысты өзгереді. Дегенмен, жалпы алғанда, корк суберинден (орташа есеппен 40%), лигнинден (22%), полисахаридтерден (целлюлоза және гемицеллюлоза) (18%), шығарылатын заттардан (15%) және басқалардан тұрады.

Тарих

Қоршау – адам баласы 5000 жылдан бері пайдаланып келе жатқан табиғи материал. Бұл материал ежелгі заманнан бері белгілі, әсіресе, суда қалқып отыруға арналған құрылғыларда және сусындарды, негізінен шарапты тығындау үшін қолданылған. Шарап нарығы ХХ ғасырдың басынан бастап, бірнеше тосқауылдан жасалған агломераттардың дамуына байланысты, үлкен өсімді бастан кешірді. Шамамен б.з.д. 3000 жылдан бері Қытайда, Египетте, Вавилонда және Парсыда контейнерлерді жабу, балық аулау құралдарын жасау және тұрмыстық мақсаттарда қоршау қолданылған. Ежелгі Грецияда (б.з.д. 1600-1100 жылдар) қоршаудан аяқ киім жасалған, әдетте былғарыдан жасалған және қоршау немесе былғары табанды сандалдарды жасау үшін қолданылған, олар таспалармен аяққа бекітілген. Біздің заманымыздың екінші ғасырында грек дәрігері Диоскорид қоршаудың шаш түсуді емдеу сияқты бірнеше медициналық қолданыстарын атап көрсеткен. 1729 жылы Ruinart және 1973 жылы Moët et Chandon қоршау тығындарын пайдалануға бастады. Ағаштар шамамен 25 жасқа толғанда, олардан әр тоғыз жылда бір рет қабық алынады, ал алғашқы екі жиналым әдетте төмен сапалы қоршау (еркек қоршау немесе бастапқы қоршау) береді. Ағаштар шамамен 300 жыл өмір сүреді. Қоршау өндірісі көбінесе экологиялық таза деп есептеледі. Қоршау өндірісі тұрақты деп саналады, өйткені қоршау алу үшін ағаш кесілмейді, тек қабығы ғана жиналады. Ағаш өсіп, дами береді. Өндірістің тұрақтылығы және қоршау өнімдерінің және қосалқы өнімдерінің оңай қайта өңделуі – оның ерекше ерекшеліктерінің бірі. Бор емен ормандары шөлдеуге қарсы келеді және Пиреней түбегіндегі ерекше мекенжай және жойылу қаупі төнген түрлердің панасы болып табылады. Corticeira Amorim, Oeneo Bouchage (Франция) және Cork Supply Group (Португалия) жүргізген көміртегі іздері зерттеулері қоршаудың басқа баламалармен салыстырғанда ең экологиялық таза шарап тығыны екенін көрсетті. Атап айтқанда, Corticeira Amorim-нің зерттеуі ("Қоршау, алюминий және пластик шарап тығындарының өмірлік циклын талдау") ISO 14040 стандартына сәйкес PricewaterhouseCoopers компаниясымен әзірленді. Нәтижелерге сәйкес, парниктік газдар эмиссиясы бойынша әрбір пластик тығын 10 есе көп CO2 шығарады, ал алюминий бұрандалы тығын қоршау тығынынан 26 есе көп CO2 шығарады. Мысалы, 1000 қоршау тығынын өндіру үшін 1,5 кг эмиссия шығарылады, ал пластик тығындарды өндіру үшін 14 кг, ал алюминий бұрандалы тығындарды өндіру үшін 37 кг эмиссия шығарылады. "Қоршау ағаштары" (Phellodendron) қоршау еменімен байланысты емес, олардың қабығы бар, бірақ қоршау өндірісі үшін олардың қалыңдығы жеткіліксіз.

Cork is a natural material used by humans for over 5,000 years. It is a material whose applications have been known since antiquity, especially in floating devices and as stopper for beverages, mainly wine, whose market, from the early twentieth century, had a massive expansion, particularly due to the development of several cork based agglomerates. In China, Egypt, Babylon, and Persia from about 3000 BC, cork was already used for sealing containers, fishing equipment, and domestic applications. In ancient Greece (1600 to 1100 years BC) cork was used in footwear, to manufacture a type of sandals attached to the foot by straps, generally leather and with a sole in cork or leather. In the second century AD, a Greek physician, Dioscorides, noted several medical applications of cork, mainly for hair loss treatment. Cork stoppers were adopted in 1729 by Ruinart and in 1973 by Moët et Chandon. Once the trees are about 25 years old the cork is traditionally stripped from the trunks every nine years, with the first two harvests generally producing lower quality cork (male cork or virgin cork). The trees live for about 300 years. The cork industry is generally regarded as environmentally friendly. Cork production is generally considered sustainable because the cork tree is not cut down to obtain cork; only the bark is stripped to harvest the cork. The tree continues to live and grow. The sustainability of production and the easy recycling of cork products and by products are two of its most distinctive aspects. Cork oak forests also prevent desertification and are a particular habitat in the Iberian Peninsula and the refuge of various endangered species. Carbon footprint studies conducted by Corticeira Amorim, Oeneo Bouchage of France and the Cork Supply Group of Portugal concluded that cork is the most environmentally friendly wine stopper in comparison to other alternatives. The Corticeira Amorim's study, in particular ("Analysis of the life cycle of Cork, Aluminum and Plastic Wine Closures"), was developed by PricewaterhouseCoopers, according to ISO 14040. Results concluded that, concerning the emission of greenhouse gases, each plastic stopper released 10 times more CO2, whilst an aluminium screw cap releases 26 times more CO2 than does a cork stopper. For example, to produce 1,000 cork stoppers 1.5 kg are emitted, but to produce the same amount of plastic stoppers 14 kg of are emitted and for the same amount of aluminium screw caps 37 kg are emitted. The so called "cork trees" (Phellodendron) are unrelated to the cork oak, they have corky bark but not thick enough for cork production.

Жинақтау

Қоршау тек мамыр айының басынан тамыз айының соңына дейін алынады, осы кезде оны ағаштан тұрақты зақым келтірмей бөліп алуға болады. Ағаш 25-30 жасқа толғанда және оның көлденеңі шамамен 60 см болғанда, қоршауды алғаш рет алуға болады. Дегенмен, бұл алғашқы өнім көбінесе төмен сапалы немесе «жаңа» (португалша *cortiça virgem*; испанша *corcho bornizo* немесе *corcho virgen*) қоршау болады. Қоршауды алуға маманданған жұмысшылар – суырғыштар деп аталады. Суырғыш ағашта екі түрлі кесу жасайды: ағашқа 2-3 есеге тең биіктікте жасалатын, тәж немесе мойыншеке деп аталатын көлденең кесу, және «сызықтар» немесе «жарықтар» деп аталатын бірнеше тік кесулер. Бұл жұмыстың ең нәзік кезеңі, себебі қоршауды кесу үшін күш қажет болса да, суырғыш астыңғы феллогенге зақым келтірмеуі керек, әйтпесе ағаш зақымданады. Қоршауды ағаштан босату үшін суырғыш балтаның сабын сызықтарға итеріп жібереді. Жақсы суырғыш өнімге немесе ағашқа зақым келтірмей, көп мөлшерде қоршауды босату үшін мықты, бірақ дәл қолдану керек. Босатылған қоршау бөліктері «тақтайлар» деп аталады. Тақтайларды көбінесе қолмен тасиды, себебі қоршау ормандарына көлікпен жету қиын. Қоршауды орман ішінде немесе зауыт ауласында жинап, кептіруге қалдырады, содан кейін оны жүк көлігіне тиеп, өңдеушіге жібереді. Алғашқы өнімнен алынған қабық еден, аяқ киім, жылу оқшаулау және басқа да өнеркәсіптік өнімдер жасауға қолданылуы мүмкін. Келесі суыру әдетте 9 жыл сайын жүргізіледі, бірақ қоршаудың қажетті өлшемге жетуіне 13 жылға дейін уақыт қажет болуы мүмкін. Егер өнімнің сапасы жоғары болса, ол «жұмсақ» қоршау деп аталады (португалша *cortiça amadia*, бірақ екінші рет алынса ғана *cortiça secundeira*; испанша *corcho segundero*, сондай-ақ «екінші рет» деп шектеледі).

Қасиеттері мен қолданылуы

Корктың серпімділігі және дерлік өткізбейтін қасиеттері оны бөтелке тығындары үшін, әсіресе шарап бөтелкелері үшін қолайлы материал етеді. Корк тығындары барлық корк өндірісінің шамамен 60% құрайды. Корктың Пуассон коэффициенті нөлге жуық, яғни оны қысқанда немесе созғанда радиусы айтарлықтай өзгермейді. Корк – тамаша тығыздағыш материал. Мысалы, кейбір карбюратордың иін суының тығыздағыштары корктан жасалады. Корк сондай-ақ бадминтон шаттлкоктарын өндіруде маңызды элемент болып табылады. Корктың көпіршікті құрылымы және табиғи отқа төзімділігі оны үй қабырғаларының, едендерінің, төбелерінің және қасбеттерінің дыбыс және жылу оқшаулауы үшін қолайлы етеді. Тығындар өндірісінің қосалқы өнімі – корк тақталары, аллергия тудырмайтын, пайдалануға оңай және қауіпсіз материал ретінде кең танылған. Тығындар өндірісінің көбінесе қосалқы өнімі болып табылатын корк жамылғылары хабарландыру тақталарын, сондай-ақ еден және қабырға плиткаларын жасауға қолданылады. Корктың төмен тығыздығы оны балық аулауға арналған иінтіректер мен теңіз белгілеріне, сондай-ақ балық аулауға арналған қамыштардың тұтқаларына (неопренге балама ретінде) қолайлы материал етеді. Корк гранулаларын бетонға да қосуға болады. Корк гранулаларын цементпен араластыру арқылы жасалған композиттерде жылу өткізгіштігі төмен, тығыздығы төмен және энергияны жақсы сіңіру қасиеттері бар. Композиттердің кейбір қасиеттері: тығыздық (400–1500 кг/м3), қысымға төзімділік (1–26 МПа) және иілуге төзімділік (0,5–4,0 МПа).

Шарапты бөтелкеге құюда пайдалану

17 ғасырдың ортасына дейін француз шарапшылары пробка тығындары қолданбай, оның орнына майға малынған маталарды бөтелке тамырына тығып қоятын. Шарап тығындары бір бөтен пробкадан немесе шампан тығындары сияқты бөлшектерден жасалуы мүмкін; ұсақ бөлшектерден жасалған тығындар «агломерацияланған тығындар» деп аталады. Жыл сайын өндірілетін 20 миллиард бөтелке шараптың 80% табиғи пробкамен жабылады. Синтетикалық баламалардың пайдалануының артуына байланысты шарапты тығындау ретінде қолдану азайғаннан кейін, пробка тығындары қайтадан қолданысқа еніп, қазір шарап тығындарының шамамен 60% құрайды. Пробканың ұяшықтық құрылымының арқасында, оны бөтелкеге енгізгенде оңай қысылады және тығыз мөр құрайды. Шыны бөтелке тамырының диаметрі әртүрлі болуы мүмкін, сондықтан өзгермелі қысылу және кеңею арқылы мөрлеу қабілеті маңызды қасиет болып табылады. Дегенмен, пробкадағы болжаусыз табиғи кемшіліктер, арналар мен жарықтар оны тұрақсыз етеді. 2005 жылғы тығын зерттеуінде, 45% пробка қысымды сынау кезінде, пробканың қабырғасынан да, ішкі бөлігінен де газдың шығуы байқалды. 1990 жылдардың ортасынан бастап көптеген шарап брендтері пластикалық тығындар, бұрандалы қақпақтар немесе басқа да тығындар сияқты балама тығындарға көшті. 1972 жылы Австралиядағы шараптың жартысынан астамы пробканың нашарлануына байланысты бұзылды. Португалиялық және испандық пробка жеткізушілеріне күдік туды, олар ЕЭҚ емес шарап өндірушілеріне сапасыз пробканы әдейі беріп, арзан импортты болдырмауға тырысқан деген күман болды. Арзан шарап өндірушілер полипропилен тығыны бар алюминий «Стелвин» қақпағын жасады. Қымбат шараптар мен көпіршікті сорттар пробканы пайдалануды жалғастырды, бірақ сапаға көбірек назар аударылды. Дегенмен, кейбір премиум өндірушілер Stelvin-ді артық көреді, өйткені ол шараптың ұзақ жылдар сақтағаннан кейін де жақсы болатынына кепілдік береді. Кейбір тұтынушылар бұрандалы қақпақтарды арзан шараптың белгісі деп ойлайды, бірақ мысалы, Австралияда көптеген шараптар Stelvin қақпақтарын пробканың орнына пайдаланады, бірақ кейбіреулері бұрандалы қақпақтардың мәселелеріне байланысты қайтадан пробкаға қайтып оралды. Пробкаға баламалардың артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Мысалы, бұрандалы қақпақтар трихлоранизол (TCA) жоқ мөр ұсынады, бірақ олар бөтелке мен атмосфера арасындағы оттегі алмасуын да нөлге дейін азайтады, бұл шараптың сапасын нашарлатуы мүмкін. TCA шараптағы пробканың иісінің негізгі себебі болып табылады. Дегенмен, шарап индустриясының кейбір өкілдері табиғи пробка тығындарының маңызды екенін айтады, өйткені олар шараптың дұрыс пісуі үшін оттегімен әрекеттесуге мүмкіндік береді және ұзақ сақтауға арналған шараптар үшін ең қолайлы. Табиғи пробкаға өте ұқсас тығындарды жасау үшін пробканың суберин компонентін жағымсыз лигнинден бөліп, оны контактты линзаларға қолданылатын зат пен желіммен араластырып, TCA немесе басқа да жағымсыз заттар жоқ стандартталған өнімге қалыптауға болады. Арзан шараптар үшін нағыз пробкадан жасалған композиттік тығындар қолданылады. Австралиялық танымал шарап жазушысы және сыншысы Джеймс Холлидей шарап бөтелкесінің тамырына салынған пробка 350 жылдық технология болғандықтан, шарапты қауіпсіз сақтаудың басқа да заманауи және дәл әдістерін зерттеудің мәні бар деп жазды. PricewaterhouseCoopers компаниясы жүргізген және ірі пробка өндірушісі Amorim тапсырысымен жасалған «Пробканың, алюминийдің және пластикалық шарап тығындарының өмірлік циклын талдау» зерттеуі пластикалық тығындар мен алюминий бұрандалы қақпақтармен салыстырғанда, пробканың бір жылдық өмірлік циклінде қоршаған ортаға ең жауапты тығын екенін көрсетті.

As late as the mid 17th century, French vintners did not use cork stoppers, using instead oil soaked rags stuffed into the necks of bottles. Wine corks can be made of either a single piece of cork, or composed of particles, as in champagne corks; corks made of granular particles are called "agglomerated corks". Natural cork closures are used for about 80% of the 20 billion bottles of wine produced each year. After a decline in use as wine stoppers due to the increase in the use of synthetic alternatives, cork wine stoppers are making a comeback and currently represent approximately 60% of wine stoppers in 2016. Because of the cellular structure of cork, it is easily compressed upon insertion into a bottle and will expand to form a tight seal. The interior diameter of the neck of glass bottles tends to be inconsistent, making this ability to seal through variable contraction and expansion an important attribute. However, unavoidable natural flaws, channels, and cracks in the bark make the cork itself highly inconsistent. In a 2005 closure study, 45% of corks showed gas leakage during pressure testing both from the sides of the cork as well as through the cork body itself. Since the mid 1990s, a number of wine brands have switched to alternative wine closures such as plastic stoppers, screw caps, or other closures. During 1972 more than half of the Australian bottled wine went bad due to corking. A great deal of anger and suspicion was directed at Portuguese and Spanish cork suppliers who were suspected of deliberately supplying bad cork to non EEC wine makers to help prevent cheap imports. Cheaper wine makers developed the aluminium "Stelvin" cap with a polypropylene stopper wad. More expensive wines and carbonated varieties continued to use cork, although much closer attention was paid to the quality. Even so, some high premium makers prefer the Stelvin as it is a guarantee that the wine will be good even after many decades of ageing. Some consumers may have conceptions about screw caps being representative of lower quality wines, due to their cheaper price; however, in Australia, for example, much of the non sparkling wine production now uses these Stelvin caps as a cork alternative, although some have recently switched back to cork citing issues using screw caps. The alternatives to cork have both advantages and disadvantages. For example, screwtops are generally considered to offer a trichloroanisole (TCA) free seal, but they also reduce the oxygen transfer rate between the bottle and the atmosphere to almost zero, which can lead to a reduction in the quality of the wine. TCA is the main documented cause of cork taint in wine. However, some in the wine industry say natural cork stoppers are important because they allow oxygen to interact with wine for proper aging, and are best suited for wines purchased with the intent to age. Stoppers which resemble natural cork very closely can be made by isolating the suberin component of the cork from the undesirable lignin, mixing it with the same substance used for contact lenses and an adhesive, and molding it into a standardized product, free of TCA or other undesirable substances. Composite corks with real cork veneers are used in cheaper wines. Celebrated Australian wine writer and critic James Halliday has written that since a cork placed inside the neck of a wine bottle is 350 year old technology, it is logical to explore other more modern and precise methods of keeping wine safe. The study "Analysis of the life cycle of Cork, Aluminum and Plastic Wine Closures," conducted by PricewaterhouseCoopers and commissioned by a major cork manufacturer, Amorim, concluded that cork is the most environmentally responsible stopper, in a one year life cycle analysis comparison with plastic stoppers and aluminum screw caps.

Басқа қолданыстар

2007 жылдың 28 қарашасында Португалияның CTT ұлттық пошта қызметі тосқауылдан жасалған әлемдегі алғашқы пошта маркасын шығарды. Музыкалық аспаптарда, әсіресе ағаштан жасалған үрлеу аспаптарында, аспаптың бөліктерін біріктіру үшін, тігістерді ауа өткізбейтін етуге қолданылады. Төмен сапалы дирижерлік таяқшаның тұтқалары да көбінесе тосқауылдан жасалады. Аяқ киімде, әсіресе климатты бақылау мен жайлылықты арттыру үшін табандық конструкциясы қолданылатын аяқ киімде. Ылғалға өткізбейтін және ылғалға төзімді болғандықтан, тосқауыл сөмкелерде, әмиян мен басқа да сәндік бұйымдарда теріге балама ретінде жиі қолданылады. Үйлердің сыртқы қабырғаларына кірпіш жасау үшін, мысалы, Португалияның 2000 жылғы ЭКСПО павильонында. Бейсбол және крикет доптарының негізі. "Коркинг" деп аталатын практика – бейсбол таяқшасының ішін тосқауылмен ауыстыру арқылы жасалған таяқша. Бұл бейсболда алдаудың тарихи тәсілі болды, бірақ қазір бұл практиканың тиімділігі жоқ деп есептеледі. Әртүрлі формада, ғарыш кемелерінің жылу қалқандары мен қанаттарында. Сиялы және лазерлік принтерлерде қағаз тарту механизмдерінде. Кейінгі үлгідегі шлемдерді жасау үшін. Шатырдан ілініп, жәндіктерді қорғау үшін. (Тосқауылдан жасалған шапанды қараңыз). Сандвич құрылымдағы негізгі материал ретінде. Кейбір мопедтерде автоматты беріліс муфтасының үйкеліс қабаты ретінде. Автомобильдің ішкі бөлігінде ағаш немесе алюминийге балама ретінде. Орхидея өсірушілер тосқауыл плиталарын табиғи тіреу материалдары ретінде қолданады. Шыны үрлеушілер ыстық балқыған шыныны өңдеу және пішін беру үшін тосқауыл кескіштерін пайдаланады. Көптеген жарыс велосипедтерінің рульдері түрлі түстердегі тосқауыл негізіндегі лентамен оралған. Архитектуралық модельдер жасау үшін.