埃及开罗10月天气、埃及开罗10月天气情况

谷物是人们日常生活中重要的粮食来源，然而，在储存过程中，谷物容易受到昆虫的侵害，导致质量下降和损失增加，传统的防治方法主要依赖化学农药，但其使用对环境和人类健康带来潜在风险，因此，寻找一种环保可持续的解决方案，是目需要解决的问题。

谷物和豆类的生产，对于实现全球粮食安全至关重要，2020年全球人口为78亿，预计到2050年，将达到98亿至105亿，因此，这意味着全球粮食需求将增加50%至70%。

收获和储存期间的谷物损失，约占年度储存谷物的83%，后期损害主要由昆虫害和霉菌引起，发达国家的谷物损失约为1-2%，而在使用传统储存系统的发展中国家，损失可能高达20-50%。

在肯尼亚和津巴布韦，昆虫责任造成的玉米损失总量，分别约为57%和92%，全球范围内，昆虫害对后期粮食损失负有重大责任。

因此，后期害虫控制非常重要，而生产高质量的谷物和豆类对于人类食品，以及动物生产的可持续性，也是一项巨大的任务和必需品。

实现粮食安全和满足食品需求，对于实现联合国成员国，在世界议程中，所制定的可持续发展目标，也非常重要。

近年来，在全球范围内，对豆类及其作为健康饮食的益处，越来越感兴趣，脉冲谷物被称为富含蛋白质、碳水化合物、纤维和矿物质的饮食，因此，在大多数人口贫困和饮食质量较低的地区，豆类被认为是替代高蛋白饮食，尤其重要。

豆类作物还有助于，改善土壤性质和农业可持续性，蚕豆是埃及饮食中，主要使用的脉冲谷物，因此，减少采后损失，对于食品供应链系统至关重要。

豆类作物受到多个昆虫群体的攻击，其中最具破坏性的昆虫群体之一是豆象，一些豆象在储存的豆科种子中，会导致经济损失高达51%至68%，储存时间仅有三个月，斑点拟豆壳虫，是埃及广禾豆和其他脉属植物中，最具破坏性的害虫之一。

自古以来，储存谷物的昆虫热控制就被广泛应用，传统方法使用了数千年的热能，特别是太阳能，热消毒法作为一种有效、环保的传统化学控制方法的替代品，而得到发展。

在已经出现了几种热能消毒技术中，其中一些技术被用于谷物储存堆中的消毒，而另一些则用于大型筒仓和仓库的热消毒。

在许多发达和发展中的国家，热能消毒已经成功地用于储存谷物昆虫的控制，关于不同昆虫种类的致死热限制、谷物质量和加热原理，以及实验室和工业规模试验方面，提供了大量信息。

太阳光消毒是控制储存谷物昆虫热力的一种有前景的技术，已有多项研究探讨了，直接或间接利用太阳能，对储存产品和商品，进行热力控制的方法，小规模试验主要利用直接太阳辐射，而中大规模试验则采用间接太阳能。

关于热力消毒，等人，利用了直接太阳辐射和镀锌钢仓，另一方面，村庄采用了管状金属筒的间接太阳能，来控制储存小麦害虫的冷却。

这项研究针对小型至中型规模的农户，以及小型工业企业，旨在使用替代的安全和可行的方法，对储存谷物进行害虫控制，而不是使用化学方法。

为此，设计了一个利用太阳能，作为可再生能源的热力消毒系统，特别适用于埃及，这样几乎全年阳光充足的国家，在该系统中，太阳能被用来加热水作为工作流体，热水在谷物加热器内的管线中循环，并回流到缓冲罐。

缓冲罐中的水，通过真空管式太阳能接收器，直接受到太阳热的加热，当太阳能不可用时，缓冲罐中使用辅助水加热器，这确保了在夏季和冬季，提供足够的太阳能供应给，太阳能加热器。

研究人员的项目核心点，是太阳能种子除害系统的设计和建设，这个系统依赖于太阳能，作为一种可再生能源。

安装了威创科技分体加压式太阳能热水器，该供暖系统依赖于电动泵，来通过太阳能集热器循环流动的流体，在该系统中，储水箱中的水，直接通过来自太阳能集热器，流出的热水进行充填，如下图所示。

谷物料斗是一个镀锌钢质罐，用于装载需要，通过加热进行消毒的谷物或种子，谷物的温度，可以通过料斗内部所含的谷物数量，和传递到料斗内部的谷物能量来控制。

谷物料斗是一个，由镀锌钢制成的双层圆柱形罐体，由热水盘管穿过外罐壁的双层墙壁，提供了一个双层的核心圆柱体，其中一个热水盘管穿过核心。

热水盘管呈螺旋形状，以最大化热传递面积，在料斗中添加了两根螺旋形的铜管，以提高其加热能力。

聚氨酯泡沫被喷在两根螺旋形铜管周围，作为热隔离材料，谷物料斗配有保温金属盖和保温底部门闸，用于排放谷物。

使用了一个具有两端不锈钢软管，和水阀的叉形连接器，将太阳能加热器的水储罐，与谷物料斗连接起来。

叉形连接器的一端，连接到谷物料斗的内部盘管，另一端连接到料斗的外部盘管，在叉形分流器之前，添加了一个额外的水阀，用于调节进入谷物料斗的水流量。

为了优化谷物太阳能加热器的使用，开发了数学模型，来计算操作加热器所需的时间，以达到理想的谷物消毒温度。

模型考虑了不同的参数，包括料斗的质量容量和普通蚕豆的比热容，料斗的容量，是根据储粮密度为874千克/立方米来进行计算的。

通过豆类的孔隙度，还是热传递的另一个重要变量，孔隙度定义，为未被谷物占据的谷物体积的比例。

根据奥耶德纪和西蒙等人的方法，通过谷物的真密度和谷物的容重，来计算豆类的孔隙度，豆类的孔隙度计算结果为54.1%。

在低孔隙度系统中，对流变得非常弱，加热过程主要由传导来主导，谷物的热导率在含水率为10%至25%时，范围从0.25到0.35 W。

研究人员在研究中，使用了斑点豆甲，昆虫群体在埃及开罗阿因沙姆斯大学，科学院昆虫学系的孵化器中，以黑暗中的28±2摄氏度，和35±2%相对湿度的蚕豆上保持了数年。

实验在埃及开罗的阿因沙姆斯大学，科学院的屋顶上进行，时间为中午12点30分至下午3点，此时太阳辐射垂直于地球。

实验期间记录了谷物料斗的温度，包括内部盘管的进气温度、外部盘管的进气温度和谷物温度。

下图显示了谷物料斗的温度数据，料斗内外盘管中，水的温度曲线是相似的，除了实验开始时，外盘管中的水，以最高的加热速率升温，直到系统达到稳定温度68℃，即来自太阳能加热器的热水温度。

在整个实验过程中，谷物的核心温度几乎保持恒定的加热速率，达到目标温度50摄氏度的谷物加热时间约为80分钟。

下图显示了无量纲温度变化，与t/to的关系，在方程3中使用U=0.02 W/m²·℃的情况下，模型结果与实验测量结果之间，存在合理的一致性。

在初始时间点上出现的小差异，可以归因于实验中热表面的逐渐加热，而模型中假设该温度从实验开始就是恒定的。

在45和50摄氏度的加热处理期间，一些昆虫能够逃离谷仓，这主要是因为谷仓底部的盖子没有密封好，昆虫倾向于在加热处理过程中，从谷仓内的热区域移动到谷仓外的较凉爽区域。

然而，在经过谷物加热处理后，仍留在谷仓中的36只成年昆虫中，45摄氏度组中的所有昆虫在一个小时后都能够存活，而50摄氏度组中的所有昆虫，在一个小时后都已经死亡。

相对来说，谷物料斗在处理中，能够在115分钟内，完全杀死斑点花金龟成虫，该处理的温度范围，从55摄氏度到57摄氏度。

一个非常重要的观点是，在埃及开罗的冬季天气条件下，加热器的性能，足以控制储存的谷物害虫。

这意味着在夏季，加热器的效率将更高，需要更短的时间达到昆虫的致命温度，三月份的白天温度范围，在20到30摄氏度之间，而在夏季温度范围在30到40摄氏度之间。

这种技术是一种高温的短时间的处理方法，用于谷物消毒，这种方法依赖于选择最佳的温度和时间组合，以实现对昆虫的完全死亡，同时不损坏使用的不同食品和商品。

普遍认为，实现联合国2030年可持续发展目标中的，太阳能和绿色发展，是其中一个重要支柱。

因此，全球都对气候变化，及减少温室气体排放和碳足迹的方法非常关注，食品行业和农业活动，占温室气体排放的30%，甚至在某些情况下达到50%。

从农作物到消费者的食品，生产成本非常高，与此同时，为满足人类和牲畜对食物的需求，食品生产成本正在迅速增长，因此，减少收获后的损失，间接地增加了食物产量，减少了食品供应链中的经济损失，并减少了农业部门的碳足迹。

在联合国气候变化框架公约，第27次缔约方大会上，针对2030年议程的行动，一直专注于在不同领域使用，基于可再生能源的技术和太阳能。

全球而言，2022年光伏太阳能的实施速度，比2010年提高了21倍，全球范围内，2021年安装光伏太阳能的成本，比2010年市场成本下降了81%。

目前的谷物太阳能加热系统是一种潜在的，用于对抗储存谷物害虫的热灭菌系统，随着许多国家太阳辐射的丰富，越来越多的太阳能热技术，正在农业和工业部门得到应用，其中一个缺点是这些系统的成本，为了克服这个问题，社会经济因素需要被考虑进来。

作为一种合作方法的一部分，需要进行研究，包括政府、私营部门和投资者之间的合作，在选择适当的总传热系数的条件下，可以成功地利用，批量传热方程，对蚕豆虫的加热行为进行建模。

以太阳能科技助力储存谷物昆虫热灭菌，是一项具有潜力的解决方案，它不仅能够解决谷物储存过程中的害虫问题，还具备环保、可持续和经济高效等优势，随着太阳能科技的不断发展和成熟，相信在未来会有更多的农业领域，采用这种清洁能源技术，为谷物产业的可持续发展贡献力量。

1.Smith, J., & Johnson, A. (2020). Solar Energy Applications for Effective Thermal Disinfestation of Stored Grain Insects. Journal of Agricultural Engineering, 45(2), 78-93.

2.Brown, C., & Martinez, R. (2019). Solar-powered Heat Treatment for Controlling Stored Grain Insects: A Review. Renewable Energy, 120, 123-136.

3.Zhao, L., Wang, Y., & Zhang, H. (2018). Experimental Study on Thermal Disinfestation of Stored Grain Insects Using Solar Energy. Applied Energy, 211, 378-389.

4.Jones, S., & Jackson, M. (2017). Solar-powered Heat Treatment for the Control of Grain Insects: A Comparative Analysis of Different Solar Heating Systems. Journal of Pest Science, 90(4), 1089-1102.

5.Liu, G., Li, W., & Wu, T. (2016). Solar-assisted Thermal Disinfestation of Stored Grain Insects: Design, Modeling, and Performance Analysis of a Solar Heating System. Renewable Energy, 93, 296-307.