مقایسه بهینه سازی مصرف انرژی و ارزیابی اثرات زیست محیطی در کارخانه تولید شکر با استفاده از الگوریتم های فراابتکاری

از مزایای تحلیل انرژی، فراهم آوردن مبنا و اساسی برای محافظت از منابع، تعیین انرژی مصرف شده در هر فرآیند تولید و مدیریت پایدار منابع می باشد. افزایش بهره وری نهاده های تولید (انرژی های ورودی)، هدف نهایی سامانه های کشاورزی پایدار می باشد. هدف از انجام این مطالعه، بررسی وضعیت مصرف انرژی در صنعت تولید شکر و مقایسه میزان بهینه سازی شاخص های مصرف انرژی با استفاده از دو الگوریتم فراابتکاری می باشد. بر همین اساس به ارزیابی شاخص های انرژی و اثرات زیست محیطی آن در صنعت تولید شکر در شرکت کشت و صنعت نیشکر دهخدا پرداخته شد. بدین منظور جمع آوری اطلاعات در سال زراعی ۱۴۰۰-۱۳۹۹ به روش های مختلفی از جمله تکمیل پرسشنامه، گفتگو و مصاحبه با کارشناسان، استفاده از آمار موجود در کتابخانه ها و برخی پایگاه داده انجام شد و در مراحل مختلف از آمار و اطلاعات موجود در شرکت مورد مطالعه و همچنین آمارنامه کشاورزی وزارت جهاد کشاورزی و ترازنامه انرژی استفاده گردید. داده ها با استفاده از نرم افزار آماری متلب و پایگاه داده اکواینونت ارزیابی و به دو روش الگوریتم ژنتیک و رقابت استعماری، مورد مقایسه و تحلیل قرار گرفتند. نتایج نشان داد در اغلب شاخص های مورد مطالعه در روش الگوریتم رقابت استعماری، بهینه سازی مصرف انرژی نسبت به روش الگوریتم ژنتیک ارجحیت داشته است و علاوه بر کاهش اثرات زیست محیطی، توان بالایی جهت صرفه جویی در مصرف انرژی را دارا خواهد بود. به طوری که در بخش کل انرژی نهاده ها در الگوریتم ژنتیک، ۱۷.۰۵ درصد و در الگوریتم رقابت استعماری، مقدار بهینه سازی ۲۶.۴۰ درصد محاسبه گردید. میزان کاهش مصرف گاز طبیعی در روش الگوریتم ژنتیک ۳.۸۲ درصد و در روش الگوریتم رقابت استعماری ۲۷.۶۰ درصد گزارش شد. میزان صرفه جویی در انرژی مستقیم در روش الگوریتم ژنتیک، ۱۶.۹۷ درصد و در روش الگوریتم رقابت استعماری، ۲۷.۴۸ درصد ارزیابی گردید. در روش الگوریتم رقابت استعماری میزان کاهش در اسیدی شدن خاک، ۲۳.۰۳ درصد و در روش الگوریتم ژنتیک، ۱۹.۱۹ درصد نسبت به شرایط قبل از بهینه سازی بود. در حالت کلی می توان این گونه نتیجه گیری نمود که با توجه به نیاز روزافزون به تولید شکر و سایر صنایع تکمیلی و وابسته به این صنعت ارزشمند و نیز بازدهی بالای صنعت تولید شکر، بهتر است با استفاده از دانش متخصصین امر، از روش های فراابتکاری جهت بهینه سازی مصرف انرژی و نهاده های موجود با هدف کاهش اثرات مخرب زیست محیطی استفاده شود.

کلیدواژه ها:

الگوریتم ژنتیک ، رقابت استعماری ، فراابتکاری ، نیشکر