پایان نامه ارشد رایگان درباره انرژی مصرفی، بخش کشاورزی، نیروی انسانی

دانلود پایان نامه ارشد

در توليد از رابطه (3-8) كه نشان‌دهنده كارايي مصرف انرژي مي‌باشد استفاده شد.
رابطه (3-5) ER=EOUT /EIN
در رابطه (3-5)، ER: نسبت انرژی بوده که فاقد واحد می‌باشد، EOUT: کل انرژی خروجی بر حسب مگاژول و EIN: کل انرژی ورودی بر حسب مگاژول می‌باشد (محمدي و همكاران، 2009).
بهره‏وری انرژی90
بهره‏وری انرژی نسبت محصول تولیدی (بر حسب کیلوگرم) به ازای انرژی مصرف شده (برحسب مگاژول) است و بیان می‏کند به ازای هر واحد انرژی مصرف شده، چه مقدار محصول تولید شده است (ازکان91، 2003).
براي محاسبه بهره‌وري انرژي از رابطه (3-9) استفاده شد (سینگ، 2002).
رابطه (3-6) EE =Y / EIN
در رابطه شماره (3-6)، EE: بهره‌وری انرژی بر حسب کیلوگرم ماده تولیدی به‌ازای انرژی تولیدی بر حسب مگاژول بوده، Y: ماده تولیدی برحسب کیلوگرم (اینجا کیلوگرم شکر تولیدی)، Ein: انرژی ورودی تولیدی برحسب مگاژول است. (همتی و همکاران، 1392).
شدت انرژی92
این شاخص عکس بهره‏وری انرژی است و بیان کننده انرژی صرف شده برای تولید هر واحد از محصول است و یا برابر با انرژی ورودی به جرم محصول است (باربر و همکاران، 2001).
انرژی خالص93 به دست آمده
اختلاف انرژی ورودی و انرژی خروجی، انرژی خالص خروجی است.
براي محاسبه خالص انرژي از رابطه (3-10) استفاده شد كه بيانگر خالص انرژي است و كل انرژي باقيمانده حاصل از فرايند توليد را نشان مي‌دهد (سينگ، 2002).
رابطه (3-7) NE= EOUT – EIN
که در این رابطه انرژي‌هاي ورودي شامل هم ارز انرژی تمام نهاده‌هاي ورودي مي‌باشد، كه هر یک با استفاده از ضريب‌هاي تبديل و روش‌های محاسبه‌ی مرسوم، به معادل انرژي تبديل مي‌شوند. انرژي خروجي نيز از ضرب كردن نيشکر توليدي در ضریب معادل انرژی آن به دست مي‌آيد (عساکره، 1389).
به نظر می‏رسد با توجه به اهمیت شکر به عنوان محصولی مهم و استراتژیک و جایگاه آن به عنوان محصولی انرژی‏زا و بخاطر سلامت محیط‏زیست بشر و جلوگیری از آلودگی محیط‏زیستی ناشی از تولید شکر مسئله‏ای مهم بوده و نیاز به شناخت و بررسی بیشتر جنبه زیست‏محیطی و انرژی در تولید شکر به چشم می‎‏خورد.
انرژی نیروی انسانی
تعداد نفرات شامل مدیران کشاورزی، روسای ادارات و سرپرست‏ها، کارشناسان و تکنسین‏ها، نیروهای قراردادی و پیمانکاری، کارگران نی‏بر، سقا و سوهانی (کارگران تامین آب کارگران نی‏بر) و کارگران ماهیانه می‏باشد. هر نفر بطور متوسط روزانه 8 ساعت و در سال بطور متوسط 300 روز کارکرده است. هم‏ارز در نظر گرفته شده هر ساعت کار انسان برای شرایط کاری مزرعه، 96/1 مگاژول برای کارگر مرد و 57/1 مگاژول برای کارگر زن می‏باشد (ازکان و همکاران، 2004). برای محاسبه انرژی نیروی انسانی با توجه به آمار موجود در واحد آمار پرسنلی کشت و صنعت تعداد کارگر لازم برای هر عملیات، همچنین زمان انجام عملیات مشخص گشته، سپس از طریق جداول هم‏ارز انرژی، نیروی انسانی در تعداد نفرات ضرب شده و انرژی مصرفی بر ساعت که انرژی نیرو انسانی در واحد سطح از رابطه (3-8) بدست ‌آمد (سینگ و همکاران، 1996).
رابطه (3-8) EL= NL× h × Eh
که در آن، NL: تعداد کارگر، h: ساعات کاری در هکتار و Eh: انرژی معادل به ازای هر ساعت کار کارگری بر حسب مگاژول می‌باشد.
انرژی ماشین‏ها، ابزار و ادوات
انرژی ماشین‌ها، ابزار و تجهیزات از رابطه (3-9) بدست ‌آمد (کیتانی94، 1998).
رابطه (3-9) E= (W × EI×h)/(n)
که در رابطه (3-9)، E: انرژی وارد شده توسط ماشین (کیلوژول بر هکتار)، W: وزن ماشین (کیلوگرم)، EI: شدت انرژی ماشین (مگاژول بر کیلوگرم)، h: ساعات کاری ماشین (ساعت بر هکتار)، n: عمر مفید ماشین (ساعت).
جدول 3-1 انرژی غیر مستقیم ماشین‏ها (نگی95، 1999)، واحد (MJ/ Kg)
نوع‏ماشین
مواد
مونتاژ
حمل و نقل
ساخت
تعمیرات
کل
تراکتورها
2/35
7/18
9/1
8/55
4/26
2/82
کمباین
3/41
8/14
5/1
6/57
5/13
1/71
سایرماشین‏ها
5/34
6/12
3/1
4/48
9/25
3/74
کامیون‏ها
5/52
14
2/1
7/67
5/32
2/100
متوسط سالیانه ماشین‏های کشاورزی

10-8
متوسط سالیانه ادوات کشاورزی

6-8

در جدول 3-2 محاسبه انرژی ماشین در بخش صنعت آمده است. جهت محاسبه انرژی ماشین در هر واحد برای هر سال، وزن تعداد کل واحد (فرضا تعداد کل چاقوها) تقسیم بر سطح کاری (سطح برداشتی در هر سال) شد و حاصل را در شدت انرژی آن واحد (انرژی ماشین با منبع توان) ضرب و انرژی هر واحد حاصل گردید و حاصل‏جمع کل واحدهای تشکیل دهنده بخش صنعت انرژی مصرفی بخش صنعت را تشکیل می‏دهد.
جدول 3-2 انرژی ماشین (بخش صنعت، واحد کارون، سال 1391)
نام دستگاه
وزن دستگاه (kg)
تعداد
سطح
برداشت(ha)
معادل ماده
مصرفی(kg/ha)

شدت انرژی
(Mj/kg/ha)

انرژی ماشین
(GJ)
انرزی بازای هر
تن شکر(Gj/ton)
چاقوها
عصاره گیری (غلتک‏ها)
صافی های شربت
7000
3
11697
8/1

10

017/0
0018/0

14000
72
11697
18/86

10

862/0
0902/0

2000
6
11697
026/1

10

01/0
001/0
کلاریفایرها
10000
5
11697
28/4

10

043/0
0044/0
تبخیرکننده‏ها
8000
20
11697
68/13

10

137/0
0143/0
پن‏ها (تبلورشکر)
10000
16
11697
68/13

10

137/0
0143/0
سانتریفیوژ
12000
22
11697
57/22

10

23/0
0236/0
کوره بخار
800000
3
11697
18/205

10

052/2
215/0
کوره آهک
700000
3
11697
54/179

10

795/1
188/0
کل انرژی

28/5
552/0

انرژی غیرمستقیم مصرف شده جهت آبیاری
آب مصرفی بخش کشاورزی جهت آبیاری مزارع و در بخش صنعت جهت شستشوی نی و سایر فرآیند استفاده می‏گردد. از تقسیم مقدار آب مصرفی در بخش کشاورزی بر سطح مزارع آبیاری شده و ضرب کردن در مقدار هم ارز آب، انرژی غیرمستقیم جهت آب مصرفی حاصل می‏گردد. سرانه میزان آب مصرفی صنعت در هکتار نیز از تقسیم آب مصرف شده در صنعت به سطح برداشت محاسبه گردید.

انرژی برق
برق مصرفی در واحدها شامل برق مصرفی در بخش کشاورزی (پمپاژ آب و زهکشی)، بخش صنعت (کارخانه فرآوری) و سایر مصارف عمومی می‏باشد. سهم انرژی برق مصرف شده در بخش کشاورزی، انرژی مستقیم مصرف شده جهت آبیاری و زهکشی مزارع را در بر می‏گیرد.

انرژی سوخت مصرفی
بعد از گردآوری میزان سوخت مصرفی در طول دوره برای محاسبه انرژی معادل ذخیره شده در سوخت‏ها، با تقسیم کل سوخت مصرفی در طول دوره بر کل سطح زیر کاشت، داشت، برداشت سوخت مصرفی در هر هکتار محاسبه گردید انرژی سوخت مصرفی از رابطه (3-10) به‌دست آمد (عساکره، 1389).
رابطه (3-10) Efi = Qi×Ei
در رابطه (3-10)، Efi: انرژی سوخت i بر حسب مگاژول (MJ)، Qi: مقدار سوخت مصرف شده بر حسب متر مکعب در زمان (m3/t) یا لیتر در زمان (L/t) و Ei: انرژی معادل هر واحد سوخت i بر حسب مگاژول بر مترمکعب (MJ/m3) یا مگاژول بر لیتر (MJ/L) می‌باشد (عساکره، 1389).
انرژی قلمه نیشکر
به دلیل اینکه از قلمه‏های نیشکر برای کاشت مزارع استفاده می‏شود می‏توان انرژی ورودی آن را تقریبا مطابق انرژی خروجی محصول در نظر گرفت بنابراین برای محاسبه انرژی قلمه، میزان قلمه مصرفی در یک هکتار را بر طول دوره تقسیم تا میزان قلمه مصرفی در هکتار بدست آید مقدار انرژی قلمه نیشکر از رابطه (3-11) حاصل گردید (زارعی و همکاران، 1389).
رابطه (3-11) ES=WS× es
که در رابطه (3-11)، ES: انرژی قلمه در هکتار (MJ/ha)، WS: وزن قلمه مصرفی در هکتار (Kg/ha) و es: انرژی موجود در هر کیلوگرم قلمه (MJ/kg) می‏باشد.
انرژی کودهای شیمیایی
کودهای شیمیایی به مقدار زیاد در کشت و صنعت‏ها استفاده می‏شوند و انرژی زیادی به طور مستقیم در تولید آن‏ها مصرف شده است که از بین آن‏ها کود ازت بیشتر از همه است. کودهای شیمیایی مورد استفاده جهت رفع نیاز غذایی گیاه، کود اوره با 46 درصد ازت خالص هم به صورت پایه و هم به صورت مایع همراه با آب آبیاری به عنوان کود سرک به گیاه داده شده و کود فسفاته با 46 درصد P2Oو 18 درصد N2که قبل از کاشت به زمین داده می‏شود. برای برآورد مقدار انرژی مصرفی کودها بایستی درصد عنصر خالص موجود در کود مصرفی در انرژی ساخت ضرب گردد (زارعی‏شهامت و همکاران، 1389). جمع انرژی مصرفی شامل تولید، بسته بندی و حمل و نقل می‏باشد (کیتانی، 1998؛ کندی96، 2000). بنابراین برای محاسبه محتوای انرژی کودها، مقدار کود مصرفی در هر هکتار از کشت و صنعت‏ها جمع‏آوری و سپس با استفاده از هم‏ارز انرژی آن، مقدار این انرژی محاسبه گردید.
انرژی سموم
برای محاسبه انرژی مصرفی سم بر هکتار، ابتدا مقدار مصرف سموم بر حسب لیتر یا کیلو در مزارع کشت و صنعت سپس با در نظر گرفتن هم‏ارز انرژی سم، انرژی سم مصرف شده بدست آمد (زارعی‏شهامت و همکاران، 1389).
برای محاسبه انرژی مصرفی در انجام عملیات مختلف یا محتوای انرژی موجود در نهاده‏ها، از هم‏ارزها و فرمول‏های استخراج شده از منابع مختلف استفاده می‏شود که این هم‏ارز انرژی نهاده‏های تولید نیشکر در جدول (3-3) آورده شده است.
جدول 3-3 هم‏ارز نهاده‏های انرژی در تولید شکر
محصول
واحد
هم ‏ارز انرژی (واحد/MJ)

منابع
قلمه‏نیشکر
Kg
3/5

(طیب طاهر و همکاران، 1387)
سوخت و روغن
Lit
31/56

(دمیرکن و همکاران، 2006)
مازوت
Lit
7/38

(کیتانی97، 1999)
گاز طبیعی
M3
4/41

(کیتانی، 1999)
برق
Kwh
6/3

(زارعی‏شهامت و همکاران، 1389)
کود اوره
Kg
6/60

(مشهودی‏آذر و همکاران، 1387)
کود فسفاته
Kg
1/11

(مشهودی‏آذر و همکاران، 1387)
سم
Lit
238

(مشهودی‏آذر و همکاران، 1387)
نیروی انسانی
Hr
96/1

(نصیری و سینگ، 2009)
آب
M3
63/0

(دمیرکن و همکاران، 2006)
ماشین‏های بامنبع‏توان
Kg/ha
10

(طیب طاهر و همکاران، 1387)
حمل و نقل
Ton km
3/6

(مشهودی‏آذر و همکاران، 1387)
ادوات کشاورزی
Kg/ha/year
8

(طیب طاهر و همکاران، 1387)
شکر
Kg
77/14

(باسا98، 2009)
سر نی و پوشال
Kg
51/16

(فیروزی و همکاران، 1388)
باگاس
Kg
4/17

(باسا، 2009)
ملاس
Kg
15

(باسا، 2009)

آلوگی‏های زیست محیطی
آلودگی زیست محیطی در فرایند تولید شکر شامل آلایندگی‌های ایجاد شده در اثر استفاده از سموم و کودهای شیمیایی، مصرف سوخت توسط ماشین‌ها، سوزاندن بقایای نیشکر و آلودگی‌های کارخانه استحصال شکر شامل آلودگی‌های دودی ناشی از مصرف سوخت در دیگ‌های بخار و برق می‌باشد. برای محاسبه میزان آلودگی برای هر بخش، میزان مصرف نهاده مربوطه به ازای واحد سطح یا واحد محصول تولید شده تعیین گردید و با توجه به میزان آلودگی به ازای هر واحد نهاده مصرفی کل آلودگی ایجاد شده در اثر مصرف یک نهاده جهت تولید یک واحد از محصول برآورد گردید. همچنین با در نظر گرفتن میزان بقایای سوزانده شده و آلودگی ایجاد شده در اثر سوزاندن هر واحد از بقایا، کل آلودگی حاصل از سوزاندن بقایا محاسبه شد (سامی، 1389). میزان آلاینده‏های هوا و گازهای گلخانه‏ای از منابع سوخت‏ها، برق، گازت طبیعی و مازوت به ترتیب در جداول (3-4)، (3-5) و (3-6) در ذیل آمده است.
جدول 3-4 میزان انتشار آلاینده‏های هوا و گازهای گلخانه‏ای سوخت‏ها (g/l) (سامی، 1389)
منبع مصرفی/گازهای آلاینده
SPM
CH
CO
SO3
CO2
SO2
NOx
بنزین
282/1
94/62
12/350
ناچیز
917/2320
497/1
503/13
گازوییل
7
11
5/3
1/0
995/2646
4/16
16

جدول 3-5 میزان انتشار آلاینده‏های هوا و گازهای گلخانه‏ای از برق (g/kw) (سامی، 1389)
منبع مصرفی/گاز آلاینده
SPM
CH4
C
CO
SO2
SO3
N2O
NOx
برق
116/0
015/0
15/176
002/0
521/2
017/0
002/0
993/0

جدول 3-6 میزان انتشار آلاینده‏های هوا از گاز طبیعی و مازوت (گرم بر مترمکعب سوخت مصرفی)
منبع مصرفی/گازهای آلاینده
CO2

NOx

CH4

منبع
گاز

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه ارشد رایگان درباره دی اکسید کربن، انرژی مصرفی، آلودگی هوا Next Entries پایان نامه ارشد رایگان درباره انرژی مصرفی، بخش کشاورزی، گاز طبیعی