Приоритизация стратегий управления отходами в сахарной промышленности с использованием нечеткого анализа иерархии (FAHP): устойчивый подход

Преобразование остатков сахарных заводов в новые ресурсы

За каждой ложкой сахара скрывается не совсем приятная правда: при производстве образуются большие кучи волокнистых стеблей, грязных осадков, золы и жмыха свеклы. В Иране, где широко развита переработка сахарного тростника и сахарной свеклы, эти остатки часто рассматриваются как проблема, а не как ресурс. В этом исследовании поставлен на первый взгляд простой, но важный вопрос для рабочих мест, сельхозугодий и чистого воздуха: если нельзя сделать всё одновременно, какие варианты превращения отходов в ресурсы должны иметь приоритет?

Почему выбор способов обращения с сахарными отходами важен

Сахарная промышленность в Иране производит несколько крупных потоков отходов: bagasse (сухие волокнистые остатки тростника), летучая зола от его сжигания, фильтровальная грязь и жмых свеклы. Все эти материалы можно превратить во что-то полезное: топливо, улучшители почвы, строительные материалы, промышленные продукты и даже ингредиенты для пищевой или косметической промышленности. Однако на практике большой потенциал часто теряется. Заводы сталкиваются со сложными компромиссами — ограниченные бюджеты, несовершенная инфраструктура, неуверенные рынки — и предыдущие исследования в основном описывали варианты, не расставляя их по приоритетам. Менеджеры оставались без четкого научно обоснованного руководства о том, какие стратегии реалистичны и имеют смысл в местных условиях.

Как эксперты ранжировали варианты

Чтобы решить эту задачу, исследователи обратились к инструменту принятия решений, предназначенному для нечетких и неопределенных ситуаций. Они собрали 20 специалистов — профессоров, аспирантов и профессионалов в области управления отходами — и попросили их сравнить различные способы использования отходов не с жесткими цифрами, которых часто нет, а с экспертными суждениями типа «слегка лучше» или «намного лучше». Эти вербальные оценки были преобразованы в диапазоны значений и обработаны методом, называемым нечетким анализом иерархии (Fuzzy Analytic Hierarchy Process). Этот подход поэтапно взвешивает варианты, проверяет логическую согласованность суждений и выдает набор оценок, отражающих и экспертные знания, и неопределенность.

Деньги против реализуемости

Команда сосредоточилась на двух основных вопросах: что важнее — экономическая отдача или легкость внедрения, и как разные способы использования отходов оцениваются по этим критериям. Воздействие на окружающую среду рассматривалось как базовое требование — учитывались только варианты, снижающие загрязнение. При сравнении критериев экономическая составляющая оказалась важнее: ей присвоили вес 0,61, тогда как реализуемость получила 0,39. Другими словами, на шахтах и заводах с ограниченными средствами перспективная идея, которая быстро не окупается, вряд ли выживет, независимо от ее привлекательности на бумаге.

Лидеры и аутсайдеры среди способов использования отходов

Были ранжированы шесть широких стратегий: производство топлива и энергии, использование отходов в сельском хозяйстве, подача их в промышленные процессы, производство строительных материалов, очистка загрязнителей и производство ингредиентов для пищевой, фармацевтической или косметической промышленности. По совокупности экономичности и практичности выделились два направления. Превращение отходов в топливо и энергию заняло первое место по экономике и второе по реализуемости. Использование в сельском хозяйстве — например компост или органические почвенные добавки — заняло второе место по экономике и первое по реализуемости. Другие варианты, включая строительные материалы или высокоценные специализированные продукты, получили средние или низкие оценки, в основном из-за потребности в более сложных технологиях, высоких первоначальных вложениях или более строгом контроле качества.

Перекрестная проверка результата

Чтобы проверить, зависели ли результаты от выбранного метода, авторы провели второй тип анализа — серый реляционный анализ (Grey Relational Analysis) — на тех же данных. Эта отдельная техника также работает с неполной и неопределенной информацией, но оценивает близость к «идеальному» варианту иначе. Обе методики в целом согласовались: сельскохозяйственное применение и производство топлива и энергии снова оказались в лидерах, с незначительными перестановками среди нижерангированных вариантов. Такая согласованность указывает на то, что порядок приоритетов устойчив и не является случайностью одной формулы.

Что это значит для сахарных заводов

Для неспециалиста вывод прост: если иранские сахарные заводы хотят превратить проблему загрязнения в бизнес-возможность, их лучшими стартовыми ставками являются использование отходов в качестве источника энергии и как ресурс для сельского хозяйства. Эти направления могут сократить затраты на топливо, способствовать более чистому производству электроэнергии или тепла и улучшать почвы при снижении зависимости от химических удобрений. Однако оба пути сталкиваются с реальными препятствиями: от высоких начальных инвестиций в энергетические системы до необходимости четких стандартов и мер предосторожности при внесении отходов в поля. Авторы рекомендуют пилотные проекты и тщательное тестирование перед масштабным внедрением, но их основной посыл ясен: рассматривать сахарные отходы как ценный сырьевой ресурс, а не как бремя для утилизации, как экономически разумно, так и практически выполнимо.

Цитирование: Salimifard, A., Yaghmaeian, K., Aghaei, M. et al. Prioritization of waste management strategies in sugar industry using Fuzzy Analytic Hierarchy Process (FAHP): a sustainable approach. Sci Rep 16, 14612 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42671-0

Ключевые слова: отходы сахарной промышленности, биотопливо, сельскохозяйственное повторное использование, многокритериальное принятие решений, циркулярная экономика