Периодические нагрузки — нагрузки, повторяющиеся через определенные периоды времени. Они могут быть однократными и многократными. 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.
Постоянные нагрузки не изменяются в течение определенного периода времени. 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.
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.
Деформации могут быть обратимыми и необратимыми. При обратимой деформации первоначальные размеры, форма и структура тела восстанавливаются полностью после снятия нагрузки, 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 деформаций обусловлены плотностью.
Упругость — способность объекта к мгновенно обратимым деформациям. Этим свойством характеризуются та кие товары, как, например, резиновые надувные изделия (шины, игрушки и т. п.).
Показателями, характеризующими это свойство, являются модуль упругости (Е, МПа) и коэффициент растяжения.
Модуль упругости — расчетное напряжение, при котором 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.
Коэффициент растяжения (сжатия) — величина, обратная модулю упругости. Модуль упругости и коэффициент растяжения зависят от структуры товара, а также его химических состава и свойств.
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 черствении 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 эксплуатации изделий из них. Чем выше эластичность, тем больше срок носки одежды и обуви, меньше сминаемость. Пластичность — способность объекта к необратимым деформациям, 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 хлебобулочным, 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.
Следует отметить, что тел, способных только к обратимым или необратимым деформациям, практически нет. В определенных условиях при некоторой нагрузке тело проявляет только один вид деформации — 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.
Переход упругих деформаций в пластические называется релаксацией. 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.
Таким образом, возникающие деформации могут быть подразделены на упругие, эластичные и пластичные. Принципиальные различия между ними заключаются в структурных изменениях, происходящих под воздействием внешней силы. При упругих и эластичных деформациях изменяется расстояние между частицами, а при пластичных — их взаимное расположение.
Упругие деформации наиболее присущи товарам, имеющим кристаллическую структуру, эластичные — товарам, состоящим из высокомолекулярных органических соединений (белки, крахмал и т. п.), пластичные — товарам, обладающим слабыми связями между отдельными частицами. Упругие и эластичные деформации являются обратимыми, а пластичные — необратимыми.
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 при-4 бора 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, характеризующие индивидуальное термодинамическое состояние единичных экземпляров товаров, — это термодинамическая температура, а также температура плавления, застывания и замораживания. Последние характеризуют только товар и неприсущи 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.
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° G (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 увеличивается, что приводит к разрушению стеклянной тары и вздутию металлической или полимерной. Кроме того, нарушается свойственная товару структура, вследствие чего ухудшается его качество (консистенция, для пищевых продуктов — усвояемость); гомогенизированные товары расслаиваются (например, шампуни, молоко, пюре, соки и т. п.).