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上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1 研究的背景及意义 粮食是一个国家赖以生存与发展所必不可少的物质基础之一，粮食安全是古今中 外任何国家政府都必须予以高度重视的一件大事。早在2500 多年前，中国古代伟大 的思想家孔子就曾指出，一个国家或政府若能“足食、足兵”，则“民信之矣”。中 国还有一句流传久远的俗语：“民以食为天”，可见在很早以前，人们就已经充分意 识到了粮食与粮食安全的极端重要性。 粮食的储藏与储备是确保粮食安全的一个非常重要举措。中国在粮食储藏储备方 面有着源远流长的历史，也曾积累了非常丰富的经验。据考古发现，远在仰韶文化 时期就出现了粮仓的雏形，春秋战国时期就形成了正规的粮仓。隋唐时代的洛阳含 嘉仓，设施完善，造型优美，是中国历史上著名的大型粮仓[1] 。由国家出面进行的粮 食储藏与储备行为，即为国家战略粮食储备。依靠国家战略粮食储备，熟练应用买 入与抛出的价格平衡杠杆，在丰年可以帮助农民销售盈余的粮食，防止谷贱伤农； 在歉年可以平抑物价，防止物价飞涨，乃至直接赈济灾民，维护社会安定。在中国 历史上，也有某些时期由于种种原因，国家粮食储备崩溃，成为引发社会大动荡的 导火索。 粮食储藏对于一个国家来说如此重要，如何有效地进行粮食储藏便成为一直以来 人们不懈的追求。随着时代的发展，认识的进步，进入新世纪以来，可持续发展战 略逐渐成为世界各国的共识。可持续发展战略共识的形成，对于粮食储藏提出了新 的更高要求，即在过去所追求的高质量、高效益基础上，还要加上低能耗以及低污 染。在此背景下，世界各国开始积极探索减少储粮损失、保持储粮品质、降低储粮 成本、减少或避免环境污染的绿色储粮新技术。其中，低温储粮是最被看好的绿色 储粮技术之一。 所谓绿色储粮，是指采用有效的生态手段，避免化学药剂污染，延缓粮食陈化过 程，确保粮食安全、卫生的综合性防治方法，它是以储粮生态学理论为指导的储粮 技术。低温储粮，则是指利用自然低温条件或机械制冷设备，降低仓储粮食温度， 并利用仓房围护结构的隔热保温性能，确保粮食在储藏期间的粮堆温度维持在低温 (15℃)或准低温(20℃) 以下的一种粮食储藏技术。 粮食在常规储粮状态下，不可避免地要受到仓储虫害、粮食内部微生物以及粮食 自身呼吸的影响，发生陈化与劣变。为控制仓储虫害的发展，必须定期采用有毒的 1 上海交通大学硕士学位论文 第一章 绪论 化学药剂对粮食进行熏蒸杀虫。由此可见，常规储粮方式既不安全，也不卫生。 根据储粮生态学，大多数仓储害虫最适宜的生长环境是25-35 ℃，极限低温是17 ℃。粮食呼吸的最适温度是25-35 ℃，从粮食呼吸的最适温度到最低温度，呼吸强度 迅速下降。粮食内各种霉菌生存的最适温度为20-40 ℃，通过控制温度在15℃以下， 辅以粮食水分的控制，可以抑制大多数霉菌的生长与发展。由此可见，采用低温储 粮，将粮食温度控制在合适的范围内，可以在很大程度上抑制粮食自身呼吸，限制 粮食内部微生物的生命活动，杀灭或控制仓储害虫的发展，从而起到延缓粮食陈化 和劣变的作用，安全卫生地保持储粮品质。 如上所述，粮食的低温储藏具有常规储粮方式所无法比拟的优点，但是当前我国 低温储粮技术的应用发展不容乐观。目前实现低温储粮的途径主要有 3 种：自然低 温储藏、冬季自然冷源机械通风以及谷物冷却机机械制冷。前两者需要依赖自然冷 源，受地理环境以及气候条件的制约极大，后者降温速度快但反弹速度也快，造成 复冷时间间隔短，能耗以及成本高，限制了其在国内的大规模推广应用。因此，这3 种低温储粮技术均无法满足“高质量、高效益、低能耗、低污染”的绿色储粮技术 要求。在此背景下，中国粮油学会在《我国粮油中长期科学和技术发展规划的意见 [2] 和建议》一文中指出应重点开展经济有效的低温储粮综合技术的研究 。在此背景下， 低温储粮新冷源的开发与相关应用技术的研究无疑具有重要意义。 太阳能是清洁环保、来源广阔的可再生能源。太阳能的开发利用是我国今后新能