بهينه سازي انرژي مصرفي و كاهش انتشارات محيط زيستي در توليد كيك با استفاده از تحليل پوششي داده ها و الگوريتم ژنتيك

سابقه و هدف: توسعه پايدار ايجاب مي كند كه تأمين انرژي مورد نياز بصورت پايدار، با هزينه اي قابل قبول و با كمترين اثر هاي منفي اجتماعي و محيط زيستي صورت گيرد. بنابراين بهينه‌سازي مصرف انرژي و در نتيجه كاهش انتشار آلاينده هاي محيط زيستي از اهميت ويژه‌اي برخوردار مي‌باشد. هدف از اين پژوهش بررسي ميزان مصرف انرژي و انتشار آلاينده ها و در نهايت بهينه سازي مصرف انرژي با استفاده از روش هاي مرسوم بهينه سازي از جمله تحليل پوششي داده ها و الگوريتم ژنتيك با هدف كاهش انتشارات محيط زيستي در صنعت توليد كيك در استان گيلان بود. مواد و روش ها: با استفاده از مدل هاي تحليل پوششي داده ها، واحدهاي كارا و ناكارا در مصرف انرژي شناسايي شدند. براساس الگوي مصرف انرژي واحدهاي كارا، الگوي مصرف بهينه انرژي براي ديگر واحدها بيان شد و ارزيابي محيط زيستي براساس الگوي بهينه انجام شد. در نهايت، با استفاده از روش الگوريتم ژنتيك و با در نظر گرفتن دو تابع هدف بمنظور افزايش عملكرد و كاهش شاخص گرمايش جهاني، الگوي بهينه مصرف انرژي در ديگر واحدهاي توليد كيك بيان شد. نتايج و بحث: نتايج اين پژوهش نشان داد كه ميزان 260532.25 مگاژول انرژي براي توليد روزانه 4157.14 كيلوگرم كيك مصرف شده است. بيشترين سهم انرژي مصرفي به گاز طبيعي با 128582.1 مگاژول اختصاص داشت. همچنين سنجه گرمايش جهاني براي توليد هر تن كيك  kg CO2 eq13099.49 تعيين شد. بر اساس نتايج تحليل پوششي داده ها، از مجموع 21 واحد توليدي كيك، 17 واحد براساس مدل بازگشت به مقياس متغير كارا شناخته شدند. براساس نتايج مدل هاي تحليل پوششي داده ها، ميزان كل انرژي موردنياز در حالت مصرف بهينه نهاده ها، درصد صرفه‌جويي انرژي و كاهش سنجه گرمايش جهاني بترتيب برابر 254929.28 مگاژول در روز، 2.15 درصد و kg CO2 eq 550.18 به ازاي توليد يك تن كيك تعيين شدند. همچنين الگوي مصرف انرژي بيان شده توسط الگوريتم ژنتيك چند هدفه منجر به كاهش 36.30 درصدي در مصرف انرژي شد كه بيشترين درصد صرفه جويي در انرژي مربوط به نيروي كارگري بود. بر اساس نتايج بهينه سازي چندهدفه، ميزان گرمايش جهاني به ازاي توليد يك تن كيك برابر kg CO2 eq 10038.44 تعيين شد. نتيجه گيري: بهينه‌سازي چند هدفه با الگوريتم ژنتيك در مقايسه با بهينه سازي با تحليل پوششي داده ها، منجر به كاهش بيشتر انرژي مصرفي، گرمايش جهاني، هزينه هاي توليد و بارهاي محيط زيستي و همچنين افزايش بيشتر درآمد شد. بنابراين استفاده از روش الگوريتم ژنتيك، راه را براي رسيدن به توسعه پايدار در صنعت توليد كيك و باقي ماندن در عرصه رقابت با ديگر صنايع غذايي هموار خواهد كرد.