عنوان پایان‌نامه
بهینه سازی تولید چغندرقند با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری و ارزیابی چرخه زیستی تولید قند. مطالعه موردی: کارخانه قند همدان
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی - مکانیزاسیون کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6868;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74482;کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 6868;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74482
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- مجید نامداری
- استاد راهنما
- شاهین رفیعی
- چکیده
- در تولید محصولات کشاورزی لازم است تا جنبه‌های مختلف تولید در نظر گرفته شود. انرژی یکی از مباحث مهم در فرایندهای تولیدی می‌باشد. ارتباط تنگاتنگی بین انرژی و کشاورزی وجود دارد. از سویی با توجه به این‌که تولید محصولات کشاورزی در بستر محیط‌زیست صورت می‌گیرد و در تولید محصولات کشاورزی رقابتی با محیط‌زیست وجود دارد، لازم است فعالیت‌های اقتصادی در سمت و سویی جهت داده شوند که علاوه بر مباحث اقتصادی، جنبه‌های زیست‌محیطی فعالیت‌های انسان و کاهش مصرف انرژی نیز در نظر گرفته شود. در این تحقیق به بررسی سه شاخص: انرژی، اقتصادی و زیست‌محیطی در تولید شکر پرداخته شده است. تولید شکر شامل فرایندهایی در مزرعه و کارخانه می‌باشد. در مطالعه‌ی این سه شاخص در مزرعه، تلاش شد با استفاده از تحلیل پوششی داده‌ها و الگوریتم رقابت استعماری چندهدفه، این شاخص‌ها بهینه شوند. در بخش کارخانه نیز فرایندها به دقت مورد بررسی قرار گرفته، این شاخص‌ها برای تولید هر تن شکر به‌دست آمد. مطالعه در استان همدان صورت گرفته و داده‌ها از 88 مزرعه چغندرقند استان همدان و کارخانه قند همدان به‌دست آمد. نتایج نشان داد که نسبت انرژی در تولید چغندرقند در همدان 20/13 می‌باشد. الکتریسته در بین نهاده‌های مختلف، سهم چشمگیری در مصرف انرژی دارد. نسبت سود به هزینه در زراعت چغندرقند نیز به عنوان شاخص اقتصادی 34/1 به‌دست آمد. برای بررسی اثرات زیست‌محیطی نیز شاخص‌هایی مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت میانگین شاخص نهایی زیست‌محیطی در زراعت چغندرقند 159/0 به‌ست آمد. برای تمام این شاخص‌ها، مطالعات تحلیل پوششی داده انجام گرفته و براساس واحدهای کارا، صرفه‌جویی حاصل از این روش با دو مدل BCC و CCR به‌دست آمد. نتایج نشان داد که مدل CCR قادر است با فرض ثابت بودن خروجی‌ها، صرفه‌جویی بیشتری برای شاخص‌های مورد مطالعه ایجاد نماید. از الگوریتم رقابت استعماری برای بهینه کردن شاخص‌های مورد مطالعه استفاده شد که برای به‌دست آوردن تابع این الگوریتم از روش انفیس استفاده شده و این دو تکنیک با هم تلفیق گردید. بهینه‌سازی با الگوریتم رقابت استعماری، ضمن ترکیب مناسب مصرف نهاده‌ها، توانست عملکرد را تا 120 تن در هکتار، نسبت سود به هزینه را تا 29/3 افزایش داده و شاخص زیست‌محیطی را تا 5-10×1091/7 کاهش دهد. در بخش کارخانه مشخص شد به ازای تولید هر تن شکر 53951 مگا
- Abstract
- All aspects of production practices in agricultural production systems must considered to determine preferable processing. Energy is a very important issue in production systems. Agriculture and energy have a close relationship. Agricultural productions competitively use environmental resources, therefore environmental issues must be considered besides technical aspects such as saving energy and improving economic incomes. In this study energy, economic and environmental indices in sugar production were investigated. Sugar production process have two phase include farm and mill phases. In the farm phase, data envelopment analysis and imperialistic competitive algorithm were used to optimize above indices. In the mill phase, all production chain were considered and above mentioned indices were calculated per one ton of sugar. Study was down in Hamadan province. Data for farm phase were collected from 88 sugar beet farmers by face to face questionnaire and data for mill phase were collected from Hamadan sugar beet mill. Results revealed that energy ratio was 13.20 in sugar beet production. Electricity had the highest energy share in energy inputs. Benefit-cost ratio were considered as an economical index. This value was 1.34 in sugar beet cultivation. Environmental index in sugar beet cultivation was calculated as 0.159 mPt. For all of these indices DEA technique were applied and efficient units were detected then saving by CCR and BCC models were calculated. CCR model gave more saving than BCC model for all investigated indices. Integrated Imperialistic competitive algorithm and ANFIS were used for optimization and modeling parameters in sugar beet production. Optimization managed the inputs and in the best condition yield, benefit-cost ratio and environmental index were 120 t ha-1, 3.29 and 7.91×10-5, respectively. Input energy in mill phase was 53951 MJ per ton of sugar and output energy in form of sugar, pulp and molasses was 25620 MJ per ton of sugar. Sugar beet
