М.А. Николаева Теоретические основы товароведения (2007 г.). М.А. Николаева Теоретические основы товароведения (2007 г. Учебник для вузов Рекомендовано Учебнометодическим объединением по образованию в области товароведения и экспертизы товаров и Учебнометодическим
 Скачать 5.34 Mb.
|
2 ) Z ' где Q — количество тепла, прошедшее через слой продукта, кДж; а — толщина слоя, м; S — площадь поверхности, м 2 ; | — t 2 — разность температур на противоположных поверхностях, град; Z — время, ч. Коэффициент теплопроводности воздуха равен: 0,092 IB , м • ч•град кИж сухих веществ — 0,42—0,84 ------------------ . Очень высокую тепло- м • ч•град кЛж проводность имеет вода — 2 , 1 3 — — . м ■ ч • град Поэтому чем больше в товарной партии аэропространство и ниже влажность товаров, тем меньше теплопроводность. Следовательно, сухие товары с высокой скважистостью медленнее охлаждаются. Поэтому заданные режимы с пониженной температурой для сухих товаров устанавливаются дольше, чем для влажных или для товаров, не имеющих аэропространства, но обладающих непрерывной водной фазой. Так, маргарин или сливочное масло, расфасованные в коробки монолитом, охлаждаются быстрее, чем в пачках. Коэффициенты теплопроводности некоторых пищевых продуктов представлены в табл. 8. Чрезвычайно важно учитывать теплопроводность пищевых продуктов, которые хранятся при пониженной температуре (мясо, рыба, плоды и овощи, молочные товары), а также товаров, выделяющих физиологическое тепло (мука, крупа, свежие плоды и овощи). В случае отсутствия единой холодильной цепи в процессе товародвижения теплопроводность необходимо принимать во внимание при определении предельного времени нахождения товара на определенном этапе движения, а также времени достижения установленных режимов хранения. В про тивном случае могут произойти нежелательные изменения товара и в конечном счете — его порча. Коэффициент теплопроводности используется при оценке качества материалов для изготовления одежды и обуви, характеристике теплоизоляционных материалов. Материалы с низким коэффициентом теплопроводности (вата, мех, пенополиуретан, синтепон, перо, пух и т. п.) применяют в качестве утеплителей для зимней одежды, обуви. Теплопроводность товарных партий зависит от теплопроводности единичных экземпляров, параметров штабеля, а также способа размещения товаров в штабеле или насыпи. Для повышения теплопроводности штабеля с ящиками применяют такие способы укладки, как шахматная, «пятериком» или «колодцем». § 2. Специфические физические свойства товарных партий К специфическим физическим свойствам товарных партий относятся объемная (насыпная) масса и скважистость. Объемная (насыпная) масса — масса единицы объема товаров, выражается чаще всего в кг на 1 м 3 . Этот показатель используется для характеристики товаров, объединенных в совокупные упаковочные единицы или товарные партии. Особенностью таких товарных масс является наличие пустот между отдельными экземплярами товаров (плоды, овощи, карамельные, кондитерские изделия и т. п.) или частицами сыпучих товаров (мука, крупа, сахарный песок, крахмал, стиральные порошки, цемент, мел и т. п.). Показатель объемной (насыпной) массы применяют при оп- ределении потребности в таре, складских площадях и транспортных средствах для обеспечения товародвижения. Чем больше объемная масса товара, тем меньше затраты на тару, транспортирование и хранение. Разные товары имеют неодинаковую объемную массу (табл. 9). Объемная масса зависит от плотности единичных экземпляров товаров, а также от наличия аэропространств (пустот) в товарной массе. Эти аэропространства обеспечивают естественный и активный воздухообмен, а также теплообмен. Если аэропространства в товарной массе недостаточно, это может привести к негативным последствиям: самосогреванию, «отпотеванию» вследствие выпадения конденсата водяных паров, комкованию. Таблица 9 Объемная масса пищевых продуктов Наименование продукта Объемная масса, 1 кг/м 3 Наименование продукта Объемная масса, кг/м 3 Картофель 600-700 Мясо 760-780 Морковь 400-450 Рыба 740-760 Ягоды 450-500 Мука 1400-1460 Яблоки 480-520 Зерно 530-720 Крупа 1250-1310 Зернобобовые 750-800 Такие нежелательные процессы наблюдаются при бестарном хранении зерна, муки, крупы, овощей (самосогревание, «отпоте- вание»), поваренной соли и сахара (комкование — в сочетании с повышенной относительной влажностью воздуха). Аэропространство товарной массы характеризуется специ- фическим показателем — скважистостью (Ск), который рассчи- тывается как отношение объема аэропространства к объемной товарной массе (К та ): V -V Ск = ™ 400, К, где У т — объем товара без аэропространства (кг/м 3 ), который определяется как объем воды, вытесняемый измеряе- мым товаром. § 3. Специфические физические свойства единичных экземпляров товаров Специфические физические свойства единичных экземпля- ров товаров устанавливаются только для товаров, характери- зующихся целостностью. Их можно подразделить на следую- щие группы: структурно-механические, теплофизические, элек- трические, оптические и акустические свойства. Следует отметить, что эти группы физических свойств вы- полняют двойную функцию: они предназначены не только для количественных, но и для качественных характеристик товаров. Структурно-механические свойства — особенности товаров, проявляющиеся при ударных, сжимающих, растягивающих и других воздействиях. Данные свойства товаров имеют важное значение в ситуациях, когда возникают нагрузки на товар. Нагрузка — это внешнее воздействие, прилагаемое к объекту. Нагрузки классифицируются по площади приложения, времени действия и характеру воздействия (рис. 21) и выражаются в паскалях (Па). Распределительные нагрузки действуют на всю площадь объекта, сосредоточенные — на отдельный его участок, создавая высокое давление, которое приводит к разрушению на значительной площади. Например, воздушный поток не разрушает лобовое стекло автомобиля, так как равномерно распределен по его площади. В то же время при попадании в лобовое стекло небольшого камня могут появиться многочисленные тре- щины. Постоянные нагрузки не изменяются в течение определенного периода. Например, при хранении товаров в штабеле каждый нижележащий слой испытывает постоянную нагрузку массы верхних слоев товара. Статические нагрузки — нагрузки, постоянно и постепенно действующие без толчков и ударов, вследствие чего не происходит ускорение частиц тела. Примером таких нагрузок может служить нагрузка на пол мебели, хранящихся товаров и т. п. Рис. 21. Классификация нагрузок Динамические нагрузки действуют на объект мгновенно, толчками, сообщая заметные ускорения частицам тела. Эти нагрузки чаще вызывают различные деформации товаров. Например, деформация хранящихся яблок, проявляющаяся в виде ушибов без потемнения, незначительна в силу статических нагрузок. При перевозке яблок возникают динамические нагрузки, которые вызывают появление значительных ушибов с потемнением, особенно если яблоки созрели и имеют небольшую твердость. Периодические нагрузки — нагрузки, повторяющиеся через определенные периоды. Они могут быть однократными и мно- гократными. Например, однократной нагрузке подвергается кожа при пошиве обуви, а при ходьбе возникают многократные нагрузки. Наиболее разрушающее воздействие оказывают знакопеременные многократные нагрузки, при которых постоянно изменяется направление нагрузки. Нагрузка, при которой товары разрушаются, называется раз- рушающей. Показателем этого свойства является разрушающее напряжение (предел прочности). Разрушающее напряжение (а ь , МПа) — отношение максимальной нагрузки, предшествующей разрушению (P b , Н), к первоначальной площади поперечного сечения объекта (S 0 , м 2 ): Неразрушающие нагрузки — это нагрузки, при которых не происходит разрушение товара. Примером разрушающих нагрузок могут служить раздавливание товаров, бой стеклянной посуды и тары. В то же время при ударах и давлении небольшой силы на товары и упаковку возникают неразрушающие нагрузки. Следствием нагрузок может быть деформация товаров. Деформация — способность объекта изменять размеры, форму и структуру под влиянием внешних воздействий, вызывающих смещение отдельных частиц по отношению друг к другу. Деформация товаров зависит от величины и вида нагрузки, структуры и физико-химических свойств объекта. Деформации могут быть обратимыми и необратимыми. При обратимой деформации первоначальные размеры, форма и структура тела восстанавливаются полностью после снятия на грузки, а при необратимой — не восстанавливаются. Способность к обратимым деформациям характеризуется упругостью и эластичностью, разница между которыми заключается во времени, в течение которого восстанавливаются исходные параметры. Необратимые деформации обусловлены плотностью. Классификация деформаций в зависимости от их характера и взаимосвязь со структурно-механическими свойствами представлены на рис. 22. Следует отметить, что тел, способных только к обратимым или необратимым деформациям, практически нет. В определенных условиях при некоторой нагрузке тело проявляет только деформацию одного вида — обратимую или необратимую. Другие виды деформаций равны нулю. В каждом материале или товаре проявляются различные виды деформаций, но одним в большей степени присущи обратимые деформации, упругость, эластичность (например, резина), а другим — пластичные. Изменение условий может вызвать существенное изменение свойств. Например, необожженная глина обладает пластичностью, а обожженная утрачивает это свойство. Рис. 22. Классификация деформаций и взаимосвязь со структурно-механическими свойствами Обратимые деформации в зависимости от времени обратимости могут быть упругими и эластичными. Упругие деформации — это мгновенные деформации, при которых объект очень быстро восстанавливает свою прежнюю форму, длину и другие параметры после снятия нагрузки. Такие деформации характеризуются упругостью. Эластичные деформации — замедленные во времени деформации, при которых параметры объекта восстанавливаются через некоторое время после снятия нагрузки. Эти деформации обусловливают эластичность. При упругих деформациях под действием нагрузки происходят небольшие изменения средних расстояний между частицами, молекулами и атомами объекта, при этом межмолекулярные и межатомные связи сохраняются. Упругие деформации наиболее свойственны телам с кристаллическим или аморфным упорядоченным строением. При эластичных деформациях в телах под действием внешних сил происходят изменения конфигурации и перегруппировка макромолекул, их переориентация по направлению действия силы и распрямление. Такая перегруппировка требует определенного времени, а затем при снятии напряжения — для перехода в прежнее состояние. Эластичные деформации наиболее характерны для товаров, содержащих высокополимерные соединения (хлеб, мясо, рыба, кожа, ткани, каучук и др.). Упругие и эластичные деформации могут переходить в пластичные. Этот переход называется релаксацией. При этом деформации первых двух видов постепенно уменьшаются, а последнего — возрастают. Примером может служить деформация некоторых товаров при длительном или кратковременном воздействии на них внешней силы (деформация плодов и овощей под воздействием силы тяжести верхних слоев, свежевыпеченного хлеба при ударах или давлении). При этом товар может частично или полностью утрачивать способность восстанавливать свою форму вследствие изменения взаимного расположения частиц. Время, в течение которого товар под воздействием внешней силы полностью утрачивает способность восстанавливать свою форму, называется периодом релаксации. Пластичные деформации — это необратимые деформации, приводящие к изменению параметров объекта после снятия напряжения. Они возникают за счет необратимого смещения от дельных макромолекул на большие расстояния, в результате чего утрачиваются силы межмолекулярного сцепления и возникают новые конфигурации молекул. У кристаллических материалов эти деформации приводят к нарушению кристаллов. Пластичные деформации вызывают явление текучести, характеризующееся возникновением деформаций под действием определенной постоянной нагрузки. Отсутствие текучести называется хрупкостью. В зависимости от наличия или отсутствия текучести материалы товаров принято условно подразделять на пластичные (незакаленные углеродистые и легированные стали, алюминий, свинец, глина, а из пищевого сырья и продуктов — пшеничное и ржаное горячее тесто, мармеладная, карамельная и конфетная массы, сливочное масло и маргарин при определенной температуре и т. п.) и хрупкие (чугун, закаленная легированная сталь, стекло, карамель, скорлупа яиц и др.). Необратимые деформации могут быть допустимыми и недо- пустимыми, критерием которых служит предел допустимых на- грузок и деформаций. Этот предел характеризуется показателями прочности и твердости. В зависимости от направления приложенной силы деформации подразделяются на деформации растяжения, сжатия, изгиба, сдвига, кручения (рис. 22). Растяжение — деформация, характеризующаяся изменением параметров объекта (длины, формы и т. п.) при воздействии продольных (растягивающих) сил. В результате этого увеличивается длина тела. Такие деформации могут возникать при производстве отдельных видов карамели («тянутая» карамель), макаронных изделий, соломки, палочек, а также при производстве и эксплуатации изделий из тканей, кожи, меха, металлов и др. Растяжение может сопровождаться возникновением упругих эластичных и пластичных деформаций. При обратимых де- формациях кривая разгрузки (снятия нагрузки) может не совпадать с кривой нагрузки, что зависит от свойств материалов. При необратимых деформациях начало кривой растяжения постоянно перемещается при каждой повторной нагрузке, при этом повышается жесткость и уменьшается пластичность объекта. Деформации растяжения, превышающие предел прочности, приводят к разрушениям товара (разрыв тканей, кожи, меха, поломка тары, металла и т. п.). Сжатие — деформация, при которой отмечается увеличение поперечных размеров и уменьшается длина тела. При разрушающих нагрузках деформация сжатия становится недопустимой, что приводит к частичному или полному разрушению (раздавливанию, проколам, нажимам) товаров. Показателем деформации сжатия служит разрушающее напряжение. Деформации сжатия возникают при производстве, хранении и потреблении (эксплуатации) многих товаров. Примером таких деформаций может служить возникновение нажимов на свежих плодах и овощах, особенно при хранении навалом или нарушении высоты загрузки, разрушения круп, сахара-рафинада, макаронных изделий и др. При этом у круп увеличивается примесь битого ядра и мучели, у макаронных изделий — лома и крошки. При разжевывании пищи также возникают деформации сжатия. Деформация сжатия строительных и мебельных материалов за счет больших нагрузок может привести к обрушиванию зданий, деформации мебели, а хрупких материалов (стекла, чугуна и т. п.) — к растрескиванию изделий из этих материалов. Изгиб — деформация, при которой происходит искривление оси или срединной поверхности объекта под воздействием внешних сил. Изгиб появляется при нагрузках, неравномерно сосредоточенных на определенной площади, причем в центре приложения силы нагрузка наиболее высокая. По мере удаления от него нагрузка уменьшается, пока совсем не исчезнет. В результате возникает стрела изгиба. Одновременно с изгибом происходит растяжение поверхностных слоев и сжатие — внутренних. Деформации изгиба характеризуются радиусом кривизны, напряжением растяжения и сжатия. Если последние два показателя превышают предел допустимых напряжений, проис- ходит разрушение объекта в зоне наибольшей нагрузки и возникают такие дефекты, как проколы (например, у плодов и овощей, бумажной, полимерной упаковки), трещины (у хлеба, сыра, стекла, кожи и т. п.), разрывы (у тканей, кожи, мехов и т. п.). Неразрушающие деформации изгиба применяются при формовании многих изделий. Деформации изгиба могут иметь место при производстве товаров (например, при производстве строительных материалов, мебели, изделий из металлов, стекла, а также фигурных макаронных, хлебобулочных и других изделий, при эксплуатации одежды, обуви, строительных материалов и т. п.). Сдвиг — деформация, возникающая при приложении двух равных, но действующих в разных направлениях сил, в местах соединения отдельных частей (деталей) товаров. Показателем этой деформации служит угол сдвига. Разновидностью сдвига является срез, при котором сдвиг частиц объекта происходит в одной плоскости. Сдвиг предшествует деформациям изгиба и кручения. Поэтому он может явиться причиной возникновения тех же дефектов. Кроме того, деформация сдвига наблюдается при многих производственных процессах, формирующих структуру товаров (образование пор в хлебобулочных, керамических и других изделиях с пористой структурой, глазков в сыре, формирование структуры изделий с включением других материалов или сырья, например, колбасного фарша и т. п.). Кручение — деформация, характеризующаяся взаимным поворотом поперечных сечений объекта под воздействием действующих в противоположном направлении двух сил. В результате этой деформации возникает скрученность объекта, которая характеризуется: круткой, направлением крутки (левой, правой), углом наклона волокон или нитей к продольной оси. Такие деформации наиболее распространены при производстве ниток, отдельных видов тканей, а также фигурных макаронных и хлебобулочных изделий. Таким образом, на товары при производстве, хранении, перевозке и потреблении (эксплуатации) постоянно и/или периодически действуют нагрузки и возникают разные виды деформаций. Последствия этих деформаций зависят от общих и специфичных механических свойств товара. Структурно-механические свойства называют также реологическими. Они характеризуют способность товаров сопротивляться приложенным внешним силам или изменяться под их воздействием. К ним относятся прочность, твердость, упругость, эластичность, пластичность, вязкость. Прочность — способность твердого тела сопротивляться раз- рушению при приложении к нему внешней силы при растяжении и сжатии. Это одно из важнейших структурно-механических свойств. Прочность материала зависит от его структуры и пористости. Материалы, имеющие линейное расположение частиц и меньшую пористость, более прочные. Чем прочнее изделие, тем меньше оно разрушается или деформируется. Прочность имеет важное значение для количественной ха- рактеристики некоторых как продовольственных товаров (макароны, сахар-рафинад, печенье), так и непродовольственных (стройматериалы, посуда и т. п.). Если пищевые продукты не- достаточно прочные, увеличивается количество лома, крошки, а у непродовольственных товаров — боя (посуда), разрывов (ткани, одежда и обувь), деформаций (деревянные стройматериалы). Твердость — местная краевая прочность тела, которая ха- рактеризуется сопротивлением проникновению в него другого тела. Твердость определяют с помощью прибора пенетрометра. Рабочей частью этого прибора служит твердое тело, имеющее форму цилиндра, шарика, иглы, конуса или пирамиды. Твердость товара определяется по тому минимальному усилию, которое нужно приложить для проникновения рабочей части прибора в товар. По П. А. Ребиндеру твердость можно охарактеризовать как работу, затраченную на образование единицы новой поверхности. Твердость товаров зависит от их природы, формы, структуры, размеров и расположения атомов, а также сил межмолекулярного сцепления. На твердость кристаллических тел влияет кристаллизационная вода, которая ослабляет внутренние связи и уменьшает твердость. Твердость определяют при оценке степени зрелости свежих плодов и овощей, так как при созревании их ткани размягчаются. Уменьшение твердости косвенно влияет на сохраняемость плодов и овощей, особенно их устойчивость к микробиологическим заболеваниям, поскольку гифы микроорганизмов действуют примерно так же, как пенетрометр. По твердости сухарных и бараночных изделий судят о процессах черствения, в ходе которых происходят структурные изменения, вызывающие увеличение твердости. Показатели твердости применяют при оценке качества ме- таллических, фарфоровых, фаянсовых, каменных и деревянных изделий, определяя их функциональные (для инструментов) и/или санитарно-гигиенические свойства (посуда). Упругость — способность объекта к мгновенно обратимым деформациям. Этим свойством характеризуются такие товары, как, например, резиновые надувные изделия (шины, игрушки и т. п.). Показателями, характеризующими это свойство, являются модуль упругости (Е, МПа) и коэффициент растяжения. М о д у л ь у п р у г о с т и — расчетное напряжение, при ко- тором упругое абсолютное удлинение тела становится равным первоначальной длине. Модуль упругости характеризует жесткость материала. С увеличением жесткости уменьшается деформация тела по одной и той же длине. К о э ф ф и ц и е н т р а с т я ж е н и я ( с ж а т и я ) — величина, обратная модулю упругости. Модуль упругости и коэффициент растяжения зависят от структуры товара, а также его химических состава и свойств. Так, модуль упругости стали равен (2— 2,1) • 10 6 , а древесины вдоль волокон — (0,1—0,12) • 10 6 Эластичность — способность объекта к обратимым деформациям в течение определенного времени. Это свойство используется при оценке качества хлеба (состояние мякиша), мяса и рыбы, клейковины теста. Так, эластичность мякиша хлеба, мяса и рыбы служит показателем их свежести, так как при черст- вении мякиш утрачивает эластичность; при перезревании мяса и рыбы или их порче мышечная ткань сильно размягчается и также утрачивает эластичность. Эластичность кожи, тканей имеет важное значение при экс- плуатации изделий из них. Чем выше эластичность, тем больше срок носки одежды и обуви, меньше сминаемость. Пластичность — способность объекта к необратимым дефор- мациям, вследствие чего изменяется первоначальная форма, а после прекращения внешнего воздействия сохраняется новая форма. Типичным примером пластичных материалов служат воск и глина. Пластичность сырья и полуфабрикатов используется при формовании готовых изделий. Так, благодаря пластичности пшеничного теста можно придавать определенную форму хле- бобулочным, мучным кондитерским, бараночным и макаронным изделиям. Пластичностью обладают горячие карамельные, конфетные, шоколадные и мармеладные массы. После выпечки и остывания готовые изделия утрачивают пластичность, приобретая новые свойства (эластичность, твердость и т. п.). При перевозке, хранении и реализации следует учитывать способность единичных экземпляров товаров к деформациям и зависимость ее от механических нагрузок и температуры товара. Так, пищевые жиры, маргариновая продукция, коровье масло, хлеб при низких температурах обладают относительно высокой прочностью, а при повышенных температурах — пластичностью. Поэтому перевозка, например, горячего (неостывшего) хлеба может привести к деформированию изделий и увеличению процента санитарного брака. Вязкость (внутреннее трение) — свойство газов, жидкостей и твердых тел, обусловливающее сопротивление слоев относительному перемещению под действием внешних сил. Для твердых тел вязкость рассматривается как сопротивление развитию остаточных деформаций. Вязкость жидких товаров определяется с помощью прибора вискозиметра и выражается в пуазах. Применяется для оценки качества товаров с жидкой и вязкой консистенцией (сиропов, экстрактов, меда, растительных масел, олифы, лакокрасочных материалов и т. п.). Вязкость зависит от химического состава (содержания воды, сухих веществ, жира) и температуры товара. При повышении содержания воды и жира, а также температуры снижается вязкость сырья, полуфабрикатов и готовых изделий, что облегчает их приготовление. Так, при формовании корпусов конфет из помадных масс или пралине большое значение имеет их вязкость. Вязкость косвенно свидетельствует о качестве жидких и вязких товаров, влияет на потери при их перемещении из одного вида тары в другой. Чем выше вязкость, тем больше частиц продукта остается на стенках тары и оборудования, а следовательно, выше потери. Теплофизические свойства — свойства, характеризующие ин- дивидуальное термодинамическое состояние единичных экземпляров товаров. К ним относятся термодинамическая температура, температура плавления, застывания и замерзания, а также огнестойкость. Последние характеризуют только товар и не присущи в целом товарной партии. Температура плавления и застывания — температура, при которой отдельные компоненты товаров переходят из твердого состояния в жидкое (плавление) или из жидкого в твердое (застывание). На эти изменения состояния товаров в зависимости от температуры влияют в основном жиры, жироподобные вещества (воск, кутин), некоторые непредельные углеводороды, входящие в состав нефтепродуктов, парафина и т. п. При высоких температурах плавлению подвергаются и сахара (при 180— 190 °С — сахароза). Температура плавления и застывания влияет на консистенцию товаров. Так, жиросодержащие товары имеют жидкую консистенцию, если входящие в их состав жиры плавятся и застывают при низких температурах (растительные масла — при -16 °С), и твердую консистенцию — при высоких температурах плавления и застывания этих жиров (бараний жир — температура плавления 44...55 °С и застывания 34...35 °С). Температура плавления выше температуры застывания примерно на 10—16 °С (например, у свиного жира). Это объясняется тем, что высокомолекулярные жирные кислоты, входящие в состав молекулы жиров, склонны к переохлаждению. Кроме того, смеси жирных кислот отличаются пониженной температурой плавления. При выборе температурных режимов транспортирования и хранения необходимо учитывать температуру плавления и застывания, чтобы избежать ухудшения качества и количественных потерь. Так, в жаркое время при отсутствии надлежащих условий может происходить плавление жира; какао-масла из шоколадных изделий и глазури, что приводит к жировому поседению; выделение жира из халвы, сдобного печенья, сливочного масла, маргарина, животных жиров, а также кремов и масок. При низких температурах застывание жидких жиров может привести к расслоению многокомпонентных товаров. Температура замерзания — температура, при которой вода переходит из жидкого состояния в твердое. Замерзание по-разному влияет на качество потребительских товаров. При образовании кристаллов льда объем продукта уве- личивается, что приводит к разрушению стеклянной тары и вздутию металлической или полимерной. Кроме того, нарушается свойственная товару структура, вследствие чего ухудшается его качество (для пищевых продуктов консистенция и усвояемость); гомогенизированные товары расслаиваются (например, шампуни, молоко, пюре, соки и т. п.). Вместе с тем замораживание некоторых пищевых продуктов (хлеба, плодов, овощей, мяса, рыбы) позволяет улучшить их со- храняемость и удлинить сроки хранения. Температура замерзания служит одним из критериев при выборе температурного режима хранения, нижний предел кото рого зависит от способности товаров переносить замораживание. Для товаров, качество которых ухудшается при замораживании, температура хранения должна быть выше температуры замерзания или близкой к ней. У большинства товаров температура замерзания колеблется в пределах от 0 до 5 °С и зависит от содержания воды и сухих веществ, в том числе соли, Сахаров и спирта. Чем выше содержание воды, тем температура замерзания товара ближе к О "С. Температура замерзания применяется в основном для характеристики пищевых продуктов (плодов и овощей, алкогольных и безалкогольных напитков, мяса, рыбы, молока). Однако этот показатель представляет интерес и для некоторых жидких парфюмерно-косметических товаров, а также товаров бытовой химии. Огнестойкость — способность товаров быть устойчивыми к воздействию химической природы веществ и структуры материалов. Органические вещества являются горючими, а неорганические — негорючими. Преобладание первых повышает огнестойкость товаров. В зависимости от огнестойкости товары подразделяют на горючие — легко- и трудносгораемые, а также негорючие. Горючие товары при действии огня воспламеняются, горят, обугливаются и тлеют. Легкосгораемые товары быстро воспламеняются и горят открытым пламенем. Перечень таких товаров обширен: большинство пищевых продуктов с повышенным содержанием сухих веществ, особенно жиров, этилового спирта, а также многие непродовольственные товары с повышенным содержанием высокомолекулярных полимеров (хлопок и ткани из него, меха, древесина, бумага и изделия из них, нефтепродукты, бытовой газ). Трудносгораемые товары не горят открытым пламенем, тлеют и обугливаются от огня. К ним относятся пищевые продукты с повышенным содержанием воды, после ис- парения которой образуются трудносгораемые соединения (карамелины, меланоидины и т. п.), а также некоторые непродовольственные товары (шерсть, кожа, древесина, пропитанная особыми составами, и др.). Негорючие товары не горят, не тлеют и не обугливаются под воздействием пламени. Многие из них плавятся при высоких температурах. К этой группе товаров из пищевых продуктов относятся питьевая и минеральные воды, поваренная соль, другие пищевые добавки минерального происхождения, а из не продовольственных товаров — изделия из металлов, стекла, керамики, силикатов и некоторых видов пластмасс. Огнестойкость — важное свойство товаров, влияющее на их пожарную безопасность при производстве, хранении, перевозках и потреблении (эксплуатации). Для легкогорючих товаров на всех этапах товародвижения должны быть предусмотрены повышенные меры безопасности. Электрофизические свойства — способность товаров изменяться под влиянием внешнего электрического поля. Показателями этих свойств являются электропроводность и диэлектрическая проницаемость товаров. Их учитывают в большей степени при оценке качества электротехнических товаров, в меньшей — пищевых продуктов. Электропроводность — способность объектов проводить электрический ток. По электропроводности все материальные объекты делят на проводники, полупроводники и изоляторы. Проводники — объекты с высокой электропроводностью (в пределах от Ю -6 до Ю -2 Ом • см). К ним относятся вода, металлы, электролиты — растворы солей, кислот и Сахаров (например, напитки). Металлические проводники широко используют в электрических проводах, кабелях и шнурах. Полупроводники — объекты со средней электропроводностью (в пределах от 10 2 до 10 12 Ом • см), например, углерод, мышьяк, окись меди и т. п. Находят применение при производстве радиоприемников, телевизоров и холодильников. Изоляторы — объекты с низкой электропроводностью (от 10 14 до 10 22 Ом • см) и высокой электрической прочностью. Применяются в качестве изолирующих материалов для электротехнических товаров и материалов. Хорошими изоляторами являются резина, стекло, фарфор, пластмассы, кожа, ткани и т. п. Электропроводность материалов, применяемых для электро- технических товаров, служит одним из факторов обеспечения электротехнической безопасности. По электропроводности некоторых пищевых продуктов можно косвенно судить об их качестве и сохраняемости. Так, повышение электропроводности молока может быть следствием его низкой жирности, разбавления или прокисания; обусловлено это относительным увеличением количества заряженных частиц в молоке (ионов воды, солей, кислот). Диэлектрическая проницаемость — величина, влияющая на количество энергии, которая может быть аккумулирована в виде электрического поля. Диэлектрические свойства присущи потребительским товарам, которые представляют собой гетерогенные смеси, содержащие воду, водные растворы солей, а также белки, жиры и углеводы, относящиеся к разряду диэлектриков с потерями. Эти свойства проявляются в поляризации объекта под влиянием внешнего приложенного электрического поля. Диэлектрическую проницаемость изучают для выявления изменений товаров в электромагнитных полях. Этот показатель зависит от температуры и химического состава объекта. Так, диэлектрические характеристики мышечной ткани мяса тем выше, чем ниже его жирность. При содержании в мясе 22% жира диэлектрическая проницаемость составляет 54,1 ед., а при 10% жира — 48,1 ед. (при частоте 433 МГц и температуре -20 °С). Оптические свойства — свойства, обусловленные способностью товаров рассеивать, пропускать или отражать свет. К основным оптическим свойствам относятся цвет, прозрачность, преломляемость света, зависящие от отражательной, поглотительной или пропускающей способности объектов (рис. 23). Цвет — один из важнейших показателей качества, который может быть охарактеризован и количественно. Цвет товаров зависит от их отражательной способности. Объекты, отражающие все длины волн спектра, одинаково окрашены в ахроматические цвета — белый или черный, а объекты, избирательно отражающие лучи разных длин волн, приобретают соответствующий хроматический цвет. Каждой длине волны (НМ) соответствует определенный цвет: красный — 760—620; зеленый — 530—500; оранжевый — 620—590; голубой — 500—470; желтый - 590-560; синий - 470—430; желто-зеленый — 560—530, фиолетовый — 430—380. Указанные цвета называются основными. Сочетания основных цветов и переходные оттенки составляют все многообразие окрасок товаров. Их названия иногда указывают на сочетания основных цветов (красно-оранжевый, зелено-голубой) или имеют самостоятельные названия (пурпурный — красно-фиолетовый, вишневый — темно-красный с фиолетовым оттенком и т. п.). Рис. 23. Классификация оптических свойств товаров Цвет характеризуется цветовым тоном, яркостью, светлотой и насыщенностью. Цветовой тон зависит от спектрального состава света, попадающего на сетчатку глаза, чувствительные элементы которой воспринимают три основных цветовых тона: красный, синий, желтый. Остальные цвета являются переходными', оранжевый — переходный между красным и желтым, желто-зеленый — между желтым и зеленым, фиолетовый — между синим и красным. Интенсивность цветового тона определяется визуально или фо- тоэлектроколориметрическим методом по длинам волн. Яркость характеризуется количеством световой энергии, которую товар излучает, а светлота — количеством световой энергии, которую товар отражает. Например, товары, имеющие розовый, бледно-желтый или бледно-голубой цвет, отражают меньше световой энергии, чем интенсивно красный, желтый либо голубой цвет. Яркость и светлота — это субъективные характеристики цвета, так как воспринимаются различно в зависимости от фона и степени освещенности объекта. Многие цвета на черном фоне кажутся более светлыми, чем на белом. Хорошо освещенные товары воспринимаются как более яркие и светлые. Поэтому для привлечения внимания и создания потребительских предпочтений выложенные на витринах товары подсвечиваются. Насыщенность цвета — способность объекта избирательно пропускать или отражать свет в разной степени. Чем выше степень избирательного отражения света, тем яснее выражен цветовой тон. Например, наибольшей степенью отражения характеризуется идеально белый цвет. С уменьшением степени отражения появляются многочисленные оттенки белого (более 30), а затем и серого цвета. Чем ближе отражательная способность к наименьшему пределу, тем темнее цвет товара. Идеально черный цвет имеют товары с наименьшей отражательной способностью. Эталоном чисто-белого цвета служит пластинка BaS0 4 , отражающая 98% падающего света. Этот эталон используют для определения насыщенности белого цвета или степени белизны фарфора, бумаги, тканей. Насыщенность хроматического цвета зависит от степени разбавления его белым или черным цветом. Различают разбавленные и затемненные цвета. Разбавленные цвета — цвета, насыщенность которых уменьшается белым цветом. Затемненные цвета — цвета, уменьшение насыщенности которых происходит за счет черного цвета. Например, розовые вина обладают разбавленным цветом, так как зачастую их получают купажированием красных и белых вин, а вина Кагор — затемненным, поскольку красные ви- номатериалы выдерживают при повышенной температуре, вследствие чего образуются темноокрашенные вещества — ме- ланоидины. При определении товарных сортов пшеничной муки, отличающихся разной степенью насыщенности белого цвета, также применяют специальные эталоны, цвет которых наиболее достоверно отражает сорт муки. Насыщенность цвета некоторых напитков определяют косвенным путем по аналогичной окраске растворов веществ. Например, цвет пива выражают в мг 0,01N раствора йода, пошедших на титрование чистой воды, путем сравнения насыщенности цвета обоих растворов. Прозрачность обусловлена пропускающей способностью товара. Наибольшей пропускающей способностью обладают истинные растворы. Жидкие прозрачные напитки, парфюмерные товары, изделия из стекла отличаются высокой пропускающей способностью. Взвешенные (дисперсные) частицы в напитках или изделиях вызывают опалесценцию из-за отражения части световых лучей, вследствие чего появляется помутнение. При большом количестве взвешенных частиц объект становится непрозрачным. Например, осветленные и неосветленные соки отличаются разной степенью прозрачности, а соки с мякотью непрозрачные, что обусловлено разным содержанием дисперсных частиц. Прозрачность товаров определяют визуально или по количеству и размеру дисперсных частиц (метод разработан профессором Д. С. Лычниковым). Восприятие цвета и его характеристик зависит от длины светового луча, величины световой энергии, характера поверхности, фона, освещенности окружающей среды. Так, объект красного цвета, освещенный зелеными лучами, кажется черным. При электрическом освещении, когда желтые лучи преобладают над синими и голубыми, желтые цвета становятся более насыщенными, красные приобретают оранжевый оттенок, а синие темнеют. Люминесцентные лампы дают восприятие цвета, аналогичное с дневным светом. Характер поверхности также существенно влияет на восприятие цвета. Цвет объекта с гладкой (глянцевой) поверхностью бывает более светлым. Неровности поверхности, ворс вызывают ощущение неравномерной окраски. Объекты с матовой поверхностью, отличающейся рассеянным отражением света, имеют более темный цвет. На светлом фоне все цвета кажутся более светлыми, а на темном — более темными. Поэтому загрязнения на белой поверхности товара проявляются отчетливее, чем на темной. В зависимости от фона восприятие цвета может изменяться очень значительно. Так, на зеленом фоне красный цвет приоб ретает фиолетовый оттенок, желтый — оранжевый, оранжевый — красноватый. Преломляемость — способность объекта преломлять световые лучи, зависящая от содержания растворимых веществ, различных включений, состояния поверхности и других факторов. Преломляемость используют для определения концентрации растворимых веществ. Чем больше содержание растворимых веществ, тем больше коэффициент преломления. На этом свойстве основан рефрактометрический метод, которым определяют массовую долю растворимых сухих веществ в соках, пюре, пастах, напитках. Для более глубокого изучения оптических свойств определяют спектральные и интегральные терморадиационные характеристики пищевых продуктов (интегральные коэффициенты поглощения, рассеивания, отражения, пропускания). Акустические свойства — способность товаров издавать (из- лучать), поглощать и проводить звук. Звук воспринимается ухом человека. На слуховую перегородку воздействуют колебания, создаваемые звуком в упругой среде и называемые акустическим полем. Основными характеристиками акустического поля являются: частота упругих колебаний, спектр и скорость звука, амплитуда, волновое или удельное акустическое сопротивление среды и их производные: звуковое давление, сила (интенсивность) и тон звука, колебательная скорость. К акустическим свойствам относятся акустические колебания, спектр звука, скорость звука, сила (интенсивность), тон звука (рис. 24). Акустические колебания подразделяют на следующие диапа- зоны: инфразвуковой — 0—20 Гц, звуковой — (20—2) • 10 4 , ультразвуковой — >10 4 Гц. Источником ультразвуковых колебаний являются различные колеблющиеся системы, преобразующие электрическую или механическую энергию в упругие колебания. Человек в состоянии услышать звуки в частотном диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Звуки с меньшими частотами (менее 20 Гц) не воспринимаются ухом. Звуковые колебания с частотой более 20 000 Гц (ультразвуки) вызывают болевое ощущение. Сила звука на пороге слышимости составляет примерно от 10 12 до 10 Вт/м 2 Верхний предел силы звука также вызывает болевое ощущение." Рис. 24. Классификация акустических свойств товаров Спектр звука — совокупность простых гармоничных колебаний. Спектр бывает сплошным и линейчатым. Сплошной спектр состоит из непериодических колебаний, энергия которых распределена в широкой области частот и воспринимается ухом как шумы. Линейчатый спектр отличается периодичностью колебаний с определенным соотношением частот, кратных частоте основного, наиболее медленного, колебания. Таким спектром характеризуются, например, музыкальные звуки. Скорость звука — показатель, определяемый как произведение длины волны на частоту. Выражается в м/с и зависит от природы, структуры и температуры объекта, в котором распространяется. Ниже приведена скорость звука (м/с) в разных объектах: воздух — 330; вода — 1400; сталь — 5000; древесина — 2000-5700. Чем выше температура и плотность, тем больше скорость звука. Сила (интенсивность) звука — мощность звуковых колебаний, проходящих через единицу поверхности, расположенную перпендикулярно направлению распространения звука. Показатель выражается в Вт/м 2 ; эрг/(см • м 2 ). На практике уровень силы звука выражается в децибелах (дБ) и показывает, насколько сила звука объекта превосходит единицу силы звука на пороге слышимости (Ю -12 Вт/м 2 ). Повышение интенсивности звука на 1 дБ соответствует приросту ее на 26%. Звук интенсивностью 10 Вт/м 2 вызывает болевое ощущение. Интенсивность звука, воспринимаемая физиологически, характеризуется как громкость. Увеличение силы звука на 10 дБ воспринимается как двукратное повышение громкости. Тон звука — звуковые колебания, имеющие определенную периодичность во времени. Различают высоту тона, определяемую частотой основного колебания, и тембр звуков, придающий им определенную окраску. Звуковые частоты делятся на интервалы, за единицу измерения которых принята октава. Некоторые материалы обладают резонирующей способностью, т. е. способностью усиливать звук без искажения тона. Показателем резонирующей способности является акустическая константа, которая служит важнейшим критерием при выборе древесины для дек музыкальных инструментов. Акустические свойства материалов или изделий имеют практическое значение для количественных характеристик ряда потребительских товаров. В зависимости от акустических свойств можно выделить три группы товаров: звуковые, или аудиотова- ры; звукопроводящие; звукоизоляционные. А у д и о т о в а р ы предназначены для извлечения звуков, а также их записи, хранения и воспроизведения. К ним относятся музыкальные инструменты и аудиотехника. Последние, в свою очередь, подразделяют на технические устройства (магнитофоны, проигрыватели, телевизоры, радиоприемники, видеомагнитофоны и т. п.) и носители звуковой информации (аудио- и видеокассеты, грампластинки, диски и т. п.). При оценке качества этих товаров применяют две группы показателей: показатели, характеризующие физические константы звука (частоту, интенсивность, тембр и т. п.); показатели, характеризующие психофизиологическое воздействие звука на организм человека (уровень громкости, уровень звукового давления, частотный интервал и др.). З в у к о п р о в о д я щ и е т о в а р ы обладают способностью проводить звуковые колебания. На эту способность влияют материал, состав, структура и температура изделия. На практике звукопроводность используют при оценке качества посуды. По звуку при постукивании по посуде можно выявить трещины, незаметные невооруженным глазом. Изделия из хрусталя с разным содержанием свинца издают при постукивании неодинаковые звуки. Косвенная оценка некоторых показателей качества отдельных пищевых продуктов основана на их способности издавать и пропускать звуки. Например, звонкий звук при встряхивании или постукивании замороженных продуктов (пельмени, плоды, овощи, мясо и рыба) свидетельствует о их твердой консистенции и хорошей заморозке. Глухой звук при постукивании арбуза считается показателем незрелости, а звонкий — достаточной степени зрелости, хотя эти признаки не всегда достоверны. З в у к о и з о л я ц и о н н ы е т о в а р ы характеризуются низкой звукопроводностью или высокой способностью отражать звуковые колебания. Благодаря этому их используют как звуко- изоляторы. Товары оценивают по коэффициенту звукоизоляции. Высокий коэффициент звукоизоляции имеют волокнистые и пористые материалы (вата, войлок, асбест). Хорошими звуко- отражающими свойствами обладают металлы и стекло. Так, коэффициент звукоизоляции алюминия составляет 16 дБ, а стали — 73 дБ. Вопросы для самопроверки 1. Назовите общие и специфичные физические свойства товаров. 2. Охарактеризуйте важнейшие общие физические свойства товаров. 3. Разберите специфичные физические свойства товарных партий и упаковочных единиц. 4. Дайте классификацию специфичных физических свойств единичных экземпляров товаров. 5. Охарактеризуйте следующие группы физических свойств товаров: структурно-механические; теплофизические; электрофизические; оптические; акустические. Глава 8 ХИМИЧЕСКИЕ СОСТАВ И СВОЙСТВА ТОВАРОВ § 1. Классификация химических веществ Товароведные характеристики товаров обусловлены опреде- ленными химическими свойствами и составом. Показатели химического состава могут выполнять различные функции и служить идентифицирующими признаками ас- сортиментной принадлежности и качества. Например, высокая массовая доля сахарозы характерна для сахара и сахаристых кондитерских изделий, а наличие кофеина — для натурального кофе. Повышенное содержание сивушных масел, метилового спирта является показателем качества (в частности, безопасности), а также критерием отнесения этилового спирта к питьевому или техническому. В данном учебнике впервые сделана попытка обобщить и систематизировать химические свойства продовольственных и непродовольственных товаров с позиций влияния их на форми- рование товароведных характеристик. Все товары, независимо от их назначения, представляют со- вокупность определенных веществ. Различия между товарами обусловлены набором веществ и/или их соотношением. Например, все пищевые продукты и большинство непродовольственных товаров содержат воду и сухие вещества, но в разном соотношении. Так называемые сухие продукты и многие непродовольственные товары отличаются повышенным содержанием сухих веществ и очень низким (от 0,1 до 25%) воды. Кроме того, товары имеют разный состав сухих веществ. Химические свойства товаров обусловлены не только составом веществ, но и их способностью формировать определенные потребительские свойства. Например, сахара, кислоты, соли и другие вкусовые вещества влияют на вкус, красящие вещества — на цвет, ароматические вещества — на запах. Все МНОГООбраЗИе химических Веществ то™ разделить в зависимости ог их ПКІ " ШВ можно В ПЫ, подгруппы и виды. Классификация хишшр ЛЄННЬІЄ rpyib товаров представлена на рис. 25. хим ических веществ Приведенная классификация вешегш ТОЙ в химии и товароведении npS^^ что классификационные группировки І и II ступеїеПбобше' НЫ по признаку общности определенных свойств, влияющих на формирование товароведных характеристик Все химические вещества делятся на воду и сухие вещества входящие в состав продовольственных и непродовольственных товаров. Сухие вещества подразделяются на неорганические и органические. § 2. Вода Вода Ш преобладающий компонент товаров с повышенной влажностью. Значение воды для формирования потребительских свойств таких товаров велико. Вода служит растворителем многих веществ — солей, Сахаров, кислот, водорастворимых белков и др., а также входит в состав коллоидов и кристаллогидратов. В воде происходят многие ферментативные и микро- биологические процессы. Поэтому повышенное содержание воды может отрицательно влиять на сохраняемость товаров. Особенно важна вода для товаров, состоящих из живых клеток, так как без нее прекращаются процессы обмена веществ. Примером таких «живых» товаров могут служить свежие плоды и овощи, яйцо, живая рыба, цветы, зоотовары. По содержанию воды все товары можно подразделить на следующие группы. I Товары с высоким содержанием воды (80,0-99,9%), к которым относятся питьевая и минеральные воды, отдельные вида свежих плодов и овощей (огурцы, томаты, ягоды, овощная зелень), молоко, кисломолочные напитки и т. п., некоторые кремы, ЛОСЬОНЫ. і 70% ч д ЦШ 2. Товары со средним содержанием воды , (30-^1 W чень которых входят хлеб и булочные изделия мясные и ры^ ные товары, молочные npo^Jg^ ных напитков, коровьего масла, сыров и сули, одеколоны, шампуни и др. 3. Товары с пониженным содержанием воды (0,1—29%) — сахар, мука, крупы, макаронные изделия; сушеные плоды, овощи, рыба; сухое молоко и сливки, мыло, цемент, деревянные строительные материалы, мебель, текстильные, одежные, обувные и другие непродовольственные товары. 4. Товары, не содержащие в своем составе воду (непродоволь- ственные металлические, стеклянные, керамические, фарфоровые и полимерные товары). Чем ниже содержание воды, тем больше сухих веществ содержат товары и лучше их сохраняемость. Свойства. Вода играет важную роль в обеспечении физиологических потребностей человека, так как нормальное функционирование его организма возможно лишь при постоянстве водной среды (водного гомеостаза) и одновременно при выведении различных токсичных продуктов жизнедеятельности в виде водных растворов (мочи, пота и т. п.). Поэтому ежедневно в организм человека средней массы (70 кг) должно поступать не менее 2,5—3 л воды, в том числе 50% от этого количества с жидкими пищевыми продуктами. Лишь небольшая часть воды образуется в организме при сгорании жиров (примерно 0,3 л) или поступает через кожу при использовании увлажняющих кремов, лосьонов, водных процедур и т. п. Структура и консистенция многих товаров зависит от содержания воды, в том числе соотношения свободной и связанной воды. Товары с повышенным содержанием свободной воды характеризуются жидкой или мазеобразной консистенцией, а с пониженным содержанием или отсутствием воды — сухой твердой или порошкообразной консистенцией. Многие сухие вещества обладают способностью растворяться в воде, образуя растворы, или набухать с поглощением воды и возникновением коллоидных растворов, что в свою очередь влияет на формирование соответствующих консистенций товаров. Наибольшее значение вода имеет для потребительских свойств пищевых продуктов. У большинства непродовольственных товаров вода не играет существенной роли из-за ее отсутствия или чрезмерно низкого содержания. Исключение составляют лишь отдельные виды парфюмерно-косметических товаров (духи, одеколоны, туалетная вода, кремы и т. п.) или бытовой химии (водорастворимые краски и т. п.). |