بهینه سازی مصرف انرژی و کاهش کاهش آلاینده های محیط زیست درتولید کلوچه با استفاده از تکنیک های تحلیل پوششی داده ها و الگوریتم ژنتیک

در این پژوهش به بررسی میزان مصرف انرژی و انتشار آلاینده های زیست محیطی در تولید کلوچه در استان گیلان پرداخته شده است. روش‌های بهینه سازی مصرف انرژی به منظور کاهش کاهش آلاینده های محیط زیست با استفاده از دو روش مرسوم تحلیل پوششی داده ها و الگوریتم ژنتیک چندهدفه ارائه گردید.بدین منظور، اطلاعات لازم از 30 واحد تولید کلوچه استخراج و به عنوان داده های اولیه در تحلیل‌های انرژی و زیست محیطی به کار گرفته شد. با استفاده از رویکرد ارزیابی چرخۀ زندگی، تاثیرات زیست محیطی تولید کلوچه بررسی شد. نهاده ها و ستانده بر اساس هم ارزهای انرژی به انرژی‌های معادل تبدیل شدند. نتایج این پژوهش نشان می دهد که 30533.66 مگاژول انرژی برای تولید هر تن کلوچه مصرف می شود. بیشترین سهم انرژی مصرفی به گاز طبیعی با 16945.28 مگاژول به ازای هر تن کلوچۀ تولیدی ارتباط دارد. طبق نتایج ارزیابی چرخۀ زندگی، شاخص گرمایش جهانی برای تولید هر تن کلوچه3732.09 کیلوگرم کربن دی اکسید معادل تعیین گردید. بر اساس نتایج مدل های تحلیل پوششی داده ها، میزان کل انرژی مورد نیاز در حالت مصرف بهینۀ نهاده ها، درصد صرفه‌جویی انرژی و کاهش شاخص گرمایش جهانی به ترتیب برابر 30221.58 مگاژول در تن، 1.02 درصد و 190.37 کیلوگرم کربن دی اکسید معادل به ازای تولید یک تن کلوچه به دست آمد. همچنین، اجرای الگوی پیشنهادی توسط الگوریتم ژنتیک چند هدفه مصرف انرژی را 21.62 درصد کاهش می دهد که بیشترین درصد صرفه جویی در انرژی در مصرف گردو در تولید کلوچه دیده شده است. بر اساس نتایج بهینه سازی چندهدفه، میزان شاخص گرمایش جهانی به ازای تولید یک تن کلوچه برابر 2923.74 کیلوگرم کربن دی اکسید معادل تعیین شد.

Optimization of Energy Consumption and Reduction of Environmental Emissions in Cookie Production using Data Envelopment Analysis and Genetic Algorithm Techniques

In this study, energy consumption and pollutant emissions in producing local cookies in Guilan province have been assessed. Optimization techniques in energy consumption to reduce pollutant emissions were also shown using two conventional methods: data envelopment analysis (DEA) and multiobjective genetic algorithm (MOGA). Required data, gathered from 30 units preparing local cookies, were used as the preliminary data for energy and environmental analyses. Also, the environmental impacts in cookie production were investigated using life cycle assessment (LCA) approach. Inputs and output were converted to equivalent energies based on equivalent energy values. Results showed that 30533.66 MJ of energy would be needed to produce one ton of cookies. The share of natural gas in providing energy to produce one ton of cookies was calculated as high as 16945.2893 MJ. Based on LCA results, the global warming (GW) index was calculated as 3732.09 kg CO2 eq. per ton of local cookies.Based on the results of DEA models, the optimum amount of energy consumption is 30221.5856 MJ ton1, the energy saving percentage is 1.02 %, and the reduction of GW index is 190.3739 kg CO2 eq. per ton of cookies produced in the units. Following patterns proposed by MOGA would results  21.62% reduction in energy consumption, main part of which associated with cookies in which walnuts are  used. Based on the optimization results of MOGA, GW index per production of one ton of cookie was calculated as 2923.74 kg CO2 eq.