بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به مشکلات کیفیت ناسالم هواي کلانشهرهاي ایران و خودکفایی در تولید بنزین و هزینههاي مربوط به آن در این تحقیق در جستجوي این هستیم با توجه به زنجیره تامین تولید سوخت زیستی از چغندرقند، آیا تولید این محصول از پسماندهاي تولید قند داراي صرفه اقتصادي است؟ این پژوهش با روش مدل برنامهریزي چند هدف ، با استفاده از نرم افزار لینگو انجام گردید و دادها و اطلاعات به صورت مصاحبه حضوري از کارخانه قند شیرین مشهد جمع آوري شده است و نتایج نشان می دهد ، اگر حتی هزینههاي تولید اتانول زیستی از ملاس چقندر قند 000٬360٬664٬55 ریال افزایش یابد که 132 درصد بیشتر از هزینههاي پیشبینی است. بازهم تولید این محصول صرفه اقتصادي دارد.
.1 مقدمه
منابع انرژي فسیلی مانند نفت، گاز و زغالسنگ سرانجام روزي به پایان خواهند رسید و با پایان گرفتن آن تمدن بشري که بستگی مستقیم به انرژي دارد، دچار چالشی جدید و بزرگ خواهد شد. از سوي دیگر سوختهاي فسیلی داراي معایب فراوان ازجمله آلودگی محیطزیست و گرمایش جهانی میباشند. لذا، شناسایی و معرفی منابع پاك و تجدید پذیر انرژي ضروري میگردد. این امر سبب شده است که کشورهاي توسعهیافته صنعتی با جدیت هرچهتمامتر استفاده از سایر انرژي-هاي موجود در طبیعت بهخصوص انرژيهاي تجدیدشونده را موردتوجه قرار دهند. استفاده از انرژي خورشید، باد و امواج، زمینگرمایی، هیدروژن، زیستتوده و ... که به انرژيهاي تجدید پذیر موسوماند، مستلزم مطالعات و تحقیقات فراوانی هست که قبل از استفاده باید انجام گیرد
اینکه یک شهر بتواند قابلیت زیست پذیري بالایی داشته باشد، همواره متأثر از عوامل فراوانی است که پیشتر به آن اشاره شد، اما از ضروریات و یا به عبارتی بدیهیات یک شهر زیست پذیر، وجود امکانات اولیه طبیعی نظیر آبوهواي پاك است[1 ] جهت حفظ منابع فسیلی بهعنوان مهمترین منبع تأمین انرژي بشر نیازمند یافتن منابع تجدید پذیري براي این مواد است.
ازجمله گزینههاي پیش رو زیستتوده است که قابلیت تبدیل به زیست سوختها را دارد [11] یکی از بهترین روشهاي حل مسائل زیستمحیطی، استفاده از افزودنیهاي انرژي حاصل از محصولات کشاورزي مانند چغندرقند است
با توجه به استراتژیک بودن و منبع ارزان تأمین انرژي نسبت به سایر مواد غذایی، همواره موردتوجه و حمایت دولت بوده است [10] در سالهاي اخیر بنزین یک مسئله بغرنج اقتصادي و اجتماعی بدل شده است و باوجود اجراي طرح سهمیهبندي و افزایش ظرفیت تولید پالایشگاهها، همچنان واردات بنزین ادامه دارد[7] صنعت بهسرعت در حال رشد است و نیازمند به منابع انرژي پایدار در محیطزیست وجود دارد. اتانول زیستی یک منبع انرژي جذاب و پایدار براي سوخت حملونقل است
میزان تولید ضایعات و پسماند محصولات کشاورزي در ایران بسیار بالا است که با توجه به ترکیب آنها به منابع مناسبی براي تولید اتانول تبدیلشدهاند. ملاس یکی از فراوانترین و ارزانترین منابع کربن در دسترس و قابلاستفاده براي تولید اتانول است که با این کاربرد علاوه بر جلوگیري از ورود آن به طبیعت، محصولی به دست میآید که یک سوخت پاك و سازگار با طبیعت است
.استفاده ازسوخت زیستی بهعنوان سوخت کامل یا ترکیبی با بنزین بهسرعت در حال افزایش است. کشورهاي اروپایی در نظر دارند %10 سوخت مصرفی در بخش حملونقل جادهاي خود را از سوختهاي زیستی تأمین کنند. سایر کشورهاي دنیا ازجمله برزیل آفریقاي جنوبی چین و هند فعالیتهاي زیادي را براي جایگزینی سوختهاي زیستی بهجاي سوختهاي فسیلی آغاز کردهاند. [6] قابلذکر است امروزه اتانول به روشهاي زیر در بنزین به کار میرود:
–1 دو بار فرموله کردن بنزین -2 مخلوط نمودن اتانول با بنزین با درصدهاي مختلف -3 اکسیژنه نمودن بنزین جهت کنترل مونوکسید کربن [4 ] ملاس تولیدي در جهان به بیش از 35 میلیون تن و در ایران بر اساس آمار انجمن صنفی کارخانههاي قند و شکر ایران در سال 94 به رقم 728،506 تن میرسد با توجه به ترکیبات ملاس، این ماده بهعنوان منبع خوبی از مواد قندي، مواد ازت دار و ترکیبات معدنی بهحساب میآید و امروزه مصارف بسیار متنوعی براي آن وجود دارد. در هر کشوري تولید اتانول به منابع اولیه در دسترس آن برمیگردد اما درهرحال 98 درصد اتانول جهان با استفاده از روش تخمیر قندها انجام میگردد.
در این مقاله هدف ما تولید بیو اتانول از ملاس چغندرقند است که زنجیره تأمین آن مطابق شکل 1 میباش د. در مطالعه موردي کارخانه قند شیرین مشهد، تأسیس سال 1342 و سال بهرهبرداري 1345، نام کامل شرکت: شرکت سهامی عام صنعتی و کشاورزي شیرین خراسان، ، چغندر ابتدا از مزارع برداشتشده و به کارخانه قند حمل میگردد؛ که بهطور میانگین عیار آن حدود 20 درصد هست؛ اما با انبار شدن در کارخانه به دلیل کمبود ظرفیت و فرسودگی تجهیزات و روش تولید، چغندرها عیار خود را از دست میدهند. - چغندر از گیاهان ریشهاي است و در حال حیات هست و قند خود را مصرف میکند - در عمل 15 درصد از چغندر تبدیل به قند شده و 4,5 درصد آن تبدیل به ملاس و 7,5 درصد آن تبدیل به تفاله خشک و مابقی آن تبخیر میگردد.
2 درصد از ملاس باید به تفاله خشک اضافه گردد تا تفاله خشک قابلمصرف براي دام شود؛ و این سه محصول به فروش میرسند. حال اگر قرار باشد ملاس در کارخانه فرآوري گردد. ملاس چغندر داراي 50 درصد قند است که اگر قند گیري شود به روش استفن از هر تن ملاس 450 کیلوگرم قند حاصل میگردد و یا اگر تبدیل به اتانول گردد. ملاس بعد از تخمیر و سپس تقطیر حدود 15 درصد آن تبدیل به اتانول میگردد. در صورت فرآوري ملاس براي تولید قند، باقیمانده ملاس به علت کاهش قند موجود در آن قابلیت تولید بیواتانول را نداشته و لذا یک مورد از این دو محصول را میتوان تولید کرد. که هدف در پژوهش حاضر این است که تهیه انرژي زیستی نسبت به قند گیري و یا فروش ملاس به صورت مستقیم صرفه اقتصادي براي کارخانه جات قند دارد یا خیر؟
کشور برزیل در حال حاضر بزرگترین صادرکننده شکر در جهان است و همچنان موقعیت خود را با اختلاف زیاد با سایر صادرکنندگان حفظ کرده است. بعد از برزیل کشورهاي تایلند، هند و استرالیا سهم عمدهاي در صادرات شکر داشتهاند
تولید جهانی بیو اتانول 31,2 میلیارد لیتر 8,3 - میلیارد گالن - بود تنها 7 درصد از کل الکل مصنوعی - مشتق شده از گاز زغالسنگ - تولیدشده و مابقی توسط تخمیر حاصل میشود. سوخت اتانول حدود دوسوم تولید کل را تشکیل میدهد. در سوئد، یک هدف دولتی این است که تا سال 2010 میزان سوخت اتانول 15 درصد از سوخت حملونقل را تأمین کند
در چند سال گذشته، میزان زیستتوده در کشورهاي درحالتوسعه آسیا و آفریقا افزایش چشمگیري یافته است. جمعیت فراوان اي از دسترسی به برق برخوردار نیست. دستگاههاي بیوگرافی و دستگاههاي بیولوژیکی غیرمتمرکز هزینههاي رقابتی بیشتري میگیرند. گیاهان تولید کودهاي با استفاده از بقایاي کشاورزي مانند بگس در هند، موریس، کنیا و اتیوپی موفق بودهاند [17] بر طبق گزارش انجمن تولیدکنندگان قند ایران در سال 1395، 697 - ،886، - 5 تن چغندرقند در ایران مصرفشده است و با مصرف این مقدار چغندر میتوان 901،264 تن ملاس و سپس 39735 تن اتانول از ملاس تولید کرد.
پیشینه پژوهش
محسن غدیانفر و همکاران 1392 در مطالعهاي با عنوان چرخه کامل انرژي در تولید اتانول از ملاس نیشکر در ایران. در این مطالعه روند انرژي از کشت نیشکر تا تولید اتانول از ملاس، در ایران بررسی شد.. توسعه نیافتن صنایع جانبی و صنایع تبدیلی محصولات جانبی کشت و صنعتهاي نیشکر در ایران، از دلایل بالا بودن نسبی محتواي انرژي خالص است..
علی طلوعی و همکاران،1391، در پژوهشی با عنوان بررسی شناسایی عوامل مؤثر بر مدیریت زنجیره تأمین و دستاوردهاي آن در صنعت قند و شکر به این نتیجه رسیدند که از ابزارها و پارامترهاي اثرگذار بازاریابی، براي رضایت مشتریان، کاهش هزینه و نوآوري و...، از ظرفیتها و قابلیتهاي تشکلهاي مرتبط همچون اتحادیه-ها و تعاونیها در مدیریت مناسب زنجیره تأمین صنعت قند و شکر کشور استفاده بهینه گردد؛ الگویی که در برخی کشورهایی که شاهد شکوفایی و رشد صنعت شکرشان بودهاند مورداستفاده قرارگرفته است.[
محمدعلی نجفی،1390، در پژوهشی با عنوان امکان تولید اتانول از ضایعات محصولات کشاورزي در ایران به این نتیجه رسید که موفقیت در استفاده از اتانول، به موفقیت در تولید ارزان آن بستگی دارد. امکان تولید ارزان اتانول نیز به موقعیت جغرافیایی، منطقه، نوع آبوهوا، روش تولید، نوع و خواص خوراك اولیه تولید بستگی دارد
قربانی فرشید و همکاران 1386 در پژوهشی با عنوان تولید سوخت اتانول با مخمر Saccharomyces cerevisiae از ملاس پسماند کارخانههاي قند در سیستم تخمیر ناپیوسته دریافتند که سوبستراي بکار رفته میتواند از تولید یک سوخت زیستی پایدار حمایت کند و قابلرقابت با کلیه سوختهاي تولیدشده از بیوماس ها پرهزینهتر باشد.
