3. Теплофізичні властивості товарів

До загальних теплофізичних властивостей відносяться температура, теплоємність і теплопровідність. Одиничні екземпляри товарів і їх товарна маса характеризуються неоднорідною структурою, що обумовлено хімічними властивостями складом, будовою, а також наявністю аеропростору між окремими товарам, чи упакуваннями в товарній партії. Це обумовлює спільність і розходження показників, що характеризують теплофізичні властивості [15].

Температура — основна фізична величина, що характеризує теплодинамічний стан як одиничних екземплярів товарів, так і їх сукупностей. Температура товару і товарної партії залежить від температури навколишнього середовища. При переміщенні товарів з одного середовища в інше виникають перепади температури, що може викликати випадання конденсату на тарі і товарах, а також їхнє зволоження. Унаслідок цього можуть збільшитися маса товарів, відбутися небажані якісні зміни (мікробіологічне псування, корозія металів і т.п.). Температура товарів і товарних партій істотно впливає на зберігання. При високій температурі збільшується інтенсивність біохімічних, мікробіологічних і деяких фізичних процесів (наприклад, усушка), внаслідок чого зростають втрати, погіршується зберігання товарів, скорочує терміни збереження. Низькі температури, знижуючи інтенсивність багатьох процесів, також можуть викликати негативні явища (замерзання). Тому оптимальна температура товарів індивідуальна для кожної товарної групи, навіть виду. Наприклад, температура молока повинна бути не вище 8° С, але не нижче 0° С. Особливо важливим цей показник є для харчових продуктів, що швидко псуються. Для деяких з них навіть регламентується в стандарті температура самого товару (наприклад, для молока). У більшості випадків встановлюється температура не товару, а температурний режим збереження, що не завжди те саме. Теоретично температура товару, товарної партії і навколишнього середовища (температурний режим збереження) повинні збігатися, однак практично цього не завжди вдається досягти, що обумовлено різною теплоємністю і теплопровідністю одиничних товарів, товарних партій і повітряного навколишнього середовища, що впливають на швидкість вирівнювання температури всіх зазначених об'єктів.

Вони характеризують індивідуальний термодинамічний стан одиничних екземплярів товарів, — це термодинамічна температура, а також температура плавлення, застигання і заморожування. Останні характеризують тільки товар і притаманні в цілому товарній партії.

Температура плавлення і застигання — температура, при якій окремі компоненти товарів переходять із твердого стану в рідкий чи з рідкою у твердий. На ці зміни стану товарів, залежно від температури, впливають в основному жири, жироподібні речовини (віск, кутин), деякі неграничні вуглеводні, що входять до складу нафтопродуктів, парафіну і т.п. При високих температурах плавленню піддається і цукор. Температура плавлення і застигання впливає на консистенцію товарів. Так, жиромісткі товари мають рідку консистенцію, якщо вхідні в їхній склад жири плавляться і застигають при низьких температурах (рослинні олії— при -16° С), і тверду консистенцію — при високих температурах плавлення і застигання цих жирів (баранячий жир — температура плавлення 44...55°С і застигання 34...35°С). При виборі температурних режимів транспортування і збереження необхідно враховувати температуру плавлення і застигання, щоб уникнути погіршення якості і кількісних втрат. Так, у жаркий час при відсутності належних умов може відбуватися плавлення жиру, какао-олії із шоколадних виробів і глазурі, що призволить до жирового посивіння; виділення жиру з халви, здобного печива, вершкової олії, маргарину, тваринних жирів, а також кремів і масок. При низьких температурах застигання рідких жирів може призвести до розшарування багатокомпонентних товарів.

Температури замерзання — температура, при якій вода переходить із рідкого стану у твердий. Замерзання по-різному впливає на якість споживчих товарів. При утворенні кристалів льоду обсяг продукту збільшується, що призводить до руйнування скляної тари. Крім того, порушується властива товару структура, внаслідок чого погіршується його якість. Разом з тим заморожування ряду харчових продуктів (хліба, плодів, овочів, м'яса, риби) дозволяє поліпшити їх зберігання і продовжити терміни збереження. Температура замерзання служить одним із критеріїв при виборі температурного режиму збереження, нижня межа якого залежить від здатності товарів переносити заморожування. Для товарів, якість яких погіршується при заморожуванні, температура збереження повинна бути вище температури замерзання чи близькою до неї [15].

Температура замерзання більшості товарів коливається в межах від 0 до 5°С і залежить від вмісту води і сухих речовин, у тому числі солі, цукрів і спирту. Чим вище вміст води, тим ближче до 0° С температура замерзання товару. Температура замерзання застосовується в основному для характеристики харчових продуктів (плодів і овочів, алкогольних і безалкогольних напоїв, м'яса, риби, молока). Однак цей показник становить інтерес і для деяких рідких парфумерно-косметичних товарів, а також товарів побутової хімії.

Теплоємність — кількість тепла, необхідна для підвищення температури об'єкта визначеної маси у визначеному інтервалі температур. Показником теплоємності служить питома теплоємність, що визначається кількістю тепла, необхідним для підвищення температури 1 кг продукту на 1°С. Теплоємність товарів залежить від їхнього хімічного складу і температури, а товарних партій — ще й від аеропростору усередині товарної партії. Зі збільшенням вологості і температури теплоємність, як правило, збільшується. Питома теплоємність розраховується для визначення кількості тепла, яке потрібно передати товару для його нагрівання чи відняти для його охолодження. Цей показник застосовується для розрахунку потреб у холодильному устаткуванні чи кондиціонерах для обігріву.

Теплопровідність — кількість тепла, що проходить через масу об'єкта визначеної товщини і площі у фіксований час при різниці температур на протилежних поверхнях в один градус. Показником цієї властивості є питома теплопровідність чи коефіцієнт теплопровідності, що характеризується кількістю тепла, яке проходить через масу продукту товщиною 1 м на площі 1 м за і год при різниці температур на протилежних поверхнях в один градус. Одиниця виміру питомої теплопровідності — кДж.*м*год*град. Тому чим більше в товарній партії аеропростору і нижча вологість товарів, тим менше теплопровідність. Отже, сухі товари з високою пористістю повільніше прохолоджуються. Тому задані режими зі зниженою температурою для сухих товарів установлюється довше, ніж для вологих чи для товарів, що не мають аеропростору, але які володіють безупинною водяною фазою. Надзвичайно важливо враховувати теплопровідність харчових продуктів, що зберігаються при зниженій температурі (м'ясо, риба, плоди й овочі, молочні товари), а також товарів, що виділяють фізіологічне тепло (борошно, крупа, свіжі плоди й овочі). У випадку відсутності єдиного холодильного ланцюга в процесі товарообігу теплопровідність необхідно брати до уваги при визначенні граничного часу перебування товару на визначеному етапі руху, а також часу досягнення встановлених режимів збереження. У протилежному випадку можуть відбутися небажані зміни товару й у кінцевому рахунку — його псування. Коефіцієнт теплопровідності використовується при оцінці якості матеріалів для виготовлення одягу і взуття, характеристиці теплоізоляційних матеріалів. Матеріали з низьким коефіцієнтом теплопровідності (вата, хутро, пінополіуретан, синтепон, перо, пух і т.п.) застосовують як утеплювачі для зимового одягу, взуття. Теплопровідність товарних партій залежить від теплопровідності одиничних екземплярів, параметрів штабеля, а також способу розміщення товарів у штабелі чи насипі. Для підвищення теплопровідності штабеля із шухлядами застосовують такі способи укладання, як шахова, «п'ятериком» чи «колодязем» [15].