Selezionatrice ottica per cereali e riso: come funziona, quanto costa, nuova o usata

Una selezionatrice ottica è una macchina che guarda ogni chicco mentre cade o scorre, lo confronta con il prodotto buono e scarta con un getto d’aria compressa quelli difettosi e i corpi estranei. Toglie chicchi gessati, macchiati o colpiti da muffe, sassi, vetro e plastica, a portate che vanno da circa 100 kg a una ventina di tonnellate l’ora. Per sceglierla contano il prodotto, i difetti da togliere, la portata reale e il tipo di sensore: solo colore, NIR o RGB.

Questa guida è per riserie, molini, centri di stoccaggio e aziende agricole che trasformano in proprio. Gli esempi tecnici vengono dalle selezionatrici Anzai che IROM Italia distribuisce, con le fonti linkate. Per legumi e frutta secca c’è una guida dedicata, linkata più sotto.

In breve

• La selezionatrice ottica scarta per colore, forma e materiale; la tavola densimetrica e il separatore pneumatico dividono per peso e dimensione. In una linea di pulitura si usano insieme, di solito con la selezione ottica come ultimo passaggio.
• Il sensore NIR (vicino infrarosso) serve per i corpi estranei che alla luce visibile si confondono col prodotto, come vetro e plastica trasparenti.
• Le portate di catalogo sono riferite a un prodotto preciso, di solito riso bianco. Con prodotto integrale, lungo o molto sporco la portata reale scende.
• Ogni scarto porta via anche qualche chicco buono. In uno studio USDA la selezione scartava il 10% del grano e dimezzava in media la micotossina DON; il ripasso dello scarto recupera prodotto.
• Il prezzo dipende da canali, sensori, scivoli o nastro e accessori (compressore, elevatore, aspirazione). Prima di comprare, nuova o usata, conviene provare la macchina con il proprio prodotto.

Cos’è una selezionatrice ottica?

Una selezionatrice ottica (in inglese color sorter, in italiano anche cernitrice ottica) controlla il prodotto granulare un chicco alla volta. Espelle le unità che non rientrano nei parametri impostati. Il riconoscimento avviene con telecamere e luce; l’espulsione con piccoli getti di aria compressa.

La definizione classica è nel manuale Seed Processing and Handling (1968) della Mississippi State University: ogni seme passa davanti a un sensore che lo confronta con un modello o con un colore di fondo. Se colore e riflettanza sono nel campo accettato prosegue, altrimenti viene deviato con aria compressa.

Nella filiera dei cereali la selezione ottica si usa per tre scopi:

• Qualità commerciale: togliere chicchi gessati, macchiati, scuri o verdi che declassano un lotto di riso o di legumi.
• Sicurezza alimentare: togliere sassi, vetro, plastica e metallo prima del confezionamento o della macinazione.
• Sicurezza sanitaria: ridurre i chicchi colpiti da funghi che producono micotossine, come il Fusarium nel grano.

Come funziona una selezionatrice ottica?

Il prodotto entra da una tramoggia, un vibratore lo distribuisce in un flusso regolare e uno scivolo o un nastro lo porta davanti alle telecamere. Un sistema elettronico decide se il chicco è buono; se non lo è, una valvola spara un getto d’aria che lo devia verso l’uscita dello scarto. Il prodotto buono prosegue per gravità verso l’altra uscita.

Come funziona un sensore ottico?

Il sensore ottico di una selezionatrice è una telecamera che misura quanta luce il chicco riflette o lascia passare, a certe lunghezze d’onda. Il valore viene confrontato con le soglie impostate per quel prodotto. Nelle macchine per cereali le telecamere sono di solito a linea (CCD), illuminate da LED.

Alcuni dettagli concreti dalle schede Anzai:

• Telecamere davanti e dietro. La brochure della serie LH mostra una camera frontale, una posteriore e, sui modelli LHT, un sensore NIR. Così la macchina vede i difetti su entrambi i lati del chicco.
• Tre colori separati. Nella BLC la camera ha tre sensori, rosso, verde e blu, da 2.048 pixel ciascuno.
• Colore, saturazione, luminosità. Le LEO distinguono, secondo il costruttore, oltre 16.770.000 colori e per ogni chicco valutano colore, saturazione e luminosità.
• Luce selezionabile. Sulle serie LH, LAZ e LG il colore dei LED si cambia dal pannello. La brochure LH indica il blu per il riso bianco e il verde per il riso integrale.

Gli eiettori lavorano ad aria compressa. Le schede IROM indicano una pressione di 0,2-0,4 MPa per la LEO a nastro e la BLC, 0,3-0,4 MPa per la AU. Il consumo d’aria va da 50 l/min della LAK-350 a 6.000 l/min della AU 2000: il compressore va dimensionato insieme alla macchina.

Scivoli o nastro: che differenza c’è?

Nelle macchine a scivoli il prodotto scende per gravità in canali stretti e viene letto mentre cade. In quelle a nastro viaggia fermo su un nastro e viene letto quando lo lascia. Gli scivoli sono la soluzione diffusa per chicchi piccoli e regolari; il nastro stabilizza prodotti grandi, irregolari o che rotolano.

E per legumi e frutta secca?

Per legumi grandi e tondeggianti, come fagioli e soia, si sceglie spesso una macchina a nastro, che trasporta il prodotto fermo e senza farlo rotolare. A catalogo IROM ci sono la BLC e la BM-100D, e IROM mostra la LEO su arachidi, caffè e nocciole. Modelli, portate e difetti tipici sono nella guida alla selezionatrice ottica per legumi e frutta secca. Frutta e ortaggi freschi interi, come patate e cipolle, richiedono impianti diversi, che non fanno parte del catalogo IROM.

Quali sensori e tecnologie utilizza per identificare i materiali?

Le selezionatrici per cereali usano telecamere nel visibile, spesso affiancate da un sensore nel vicino infrarosso (NIR), e software che combinano colore, forma e dimensione. La scelta dipende da cosa bisogna togliere: i difetti di colore bastano al visibile, i corpi estranei trasparenti richiedono di solito il NIR.

NIR o RGB: quale serve?

Il NIR serve quando il corpo estraneo ha, alla luce visibile, lo stesso aspetto del prodotto: vetro trasparente, plastica, alcune pietre. Le schede IROM delle serie LAZ e LC indicano telecamere NIR «per scartare anche i corpi estranei traslucidi come vetro e plastica».

Nelle sigle Anzai il NIR si riconosce così, secondo le schede IROM:

• LAZ: versione D solo colore, versione T con NIR per pietre, vetro e plastica.
• LH: LHD solo colore, LHT con NIR (frontale su 270 e 550, posteriore dalla 750 in su).
• LEO a scivoli: i modelli con il «+» (405DC+, 805DC+) hanno una o due camere NIR.
• Hyper Max: HMD senza NIR, HMT con NIR frontale, HMQ con NIR davanti e dietro.

La serie RGB usa LED rosso, verde e blu, i tre colori primari, per individuare i corpi estranei. Le tecnologie si possono combinare sulla stessa linea. Fra le testimonianze clienti Anzai c’è un’azienda risiera dell’Hokkaido che passa il riso tre volte sulle selezionatrici. In finitura una LAZ-1605T toglie anche il vetro più minuto; nella filiale di Sapporo lavorano insieme una LAZ-1205T e una RGB-1205.

Il NIR aiuta anche sui difetti sanitari. In uno studio del servizio di ricerca agricola degli Stati Uniti (Delwiche e colleghi, USDA-ARS, 2005) il grano con Fusarium è stato selezionato su due lunghezze d’onda. Erano 675 nm, nel rosso, e 1.480 nm, nel vicino infrarosso.

Forma, dimensione e riconoscimento per immagine

Le macchine più recenti guardano anche la forma. La scheda della serie LEO indica programmi di riconoscimento della forma e la selezione in base alla lunghezza. Sulle LEO e sulle LC si insegna alla macchina cosa scartare toccando sul pannello la foto del difetto.

Quali difetti e impurità riescono a riconoscere?

Una selezionatrice ottica riconosce i difetti che cambiano il modo in cui il chicco riflette o trasmette la luce. Sono colore anomalo, macchie, opacità, chicchi immaturi o danneggiati da muffe, e corpi estranei come sassi, vetro, plastica, metallo e semi infestanti. Il risultato dipende dal sensore montato e dalla taratura sul prodotto.

Gli esempi di scarto delle schede IROM danno un’idea concreta; i risultati, avverte la scheda AU, dipendono dal grado di contaminazione.

Prodotto	Difetti e impurità scartati	Macchina e fonte
Riso bianco, parboiled, rotture	gessati, macchiati	AZ
Riso, riso integrale	riso cargo macchiato, vetro verde e trasparente, pietre, plastica, silicio, semi infestanti	Hyper Max
Riso, riso nero, sesamo, grano, miglio	scarti di colore; con NIR plastica, vetro trasparente e verde, pietre	LH
Grano	Fusarium, Alternaria, germinati, verdi, immaturi, grano saraceno, fagioli, vetro, metallo, plastica, pietre	AU

Quali difetti del riso può riconoscere una selezionatrice ottica?

Sul riso lavorato una selezionatrice ottica scarta soprattutto i chicchi gessati, macchiati, scuri, rossi o striati di rosso, i chicchi danneggiati e i corpi estranei. Sono i difetti che le schede di qualità del riso usano per classificare un lotto. Sul riso integrale le Anzai LH e LG lavorano con luce verde invece che blu.

L’IRRI (International Rice Research Institute) li descrive così:

• Gessatura: parte del chicco opaca invece che traslucida. Sparisce in cottura, ma una gessatura eccessiva declassa il riso e riduce la resa alla lavorazione.
• Chicchi rossi e striati di rosso: colorazione rossa su più di un quarto della superficie, o strisce rosse lunghe più di metà chicco.
• Chicchi danneggiati: danni da umidità, parassiti o malattie.
• Corpi estranei: pietre, semi infestanti, terra, residui vegetali.

Micotossine: quanto aiuta la selezione ottica sul grano e sul mais?

La selezione ottica riduce le micotossine perché toglie i chicchi più colpiti, ma non le elimina: la riduzione dipende dal lotto e da quanto prodotto si accetta di scartare. Nello studio USDA citato sopra, scartando circa il 10% dei chicchi, il DON nel grano selezionato è sceso in media al 51% del valore iniziale. Il dato variava fra il 18% e il 112% secondo il campione.

Uno studio del CNR su scala industriale (Pascale e colleghi, Toxins 2022) ha misurato l’effetto sul mais. La sola selezione ottica, con il 5% di prodotto scartato, ha ridotto il DON del 44-67%, lo zearalenone del 67-87% e le fumonisine del 27-28%.

Il tema conta per chi vende grano. Il regolamento (UE) 2023/915, modificato dal regolamento (UE) 2024/1022, fissa per il DON 1.000 µg/kg nei chicchi di cereali non trasformati, riso escluso, 1.500 µg/kg nel frumento duro e nel mais non trasformati e 1.750 µg/kg nell’avena con tegumento, come riassumono le linee guida DON 2024 della Regione Emilia-Romagna. Pulizia e cernita per colore non sono «prima trasformazione» se il chicco resta intatto.

Qual è la differenza tra selezionatrice ottica e tavola densimetrica?

La tavola densimetrica separa i chicchi in base al peso specifico, cioè alla densità, mentre la selezionatrice ottica li separa in base a come appaiono: colore, forma, materiale. Sono complementari. La tavola toglie i chicchi leggeri, vuoti o poco riempiti; la selezionatrice toglie quelli di peso normale ma di colore o materiale sbagliato.

Secondo il manuale della Mississippi State University, nella tavola l’aria soffiata attraverso un piano poroso stratifica il prodotto e il movimento alternato del piano porta i semi pesanti da un lato e i leggeri dall’altro. Se i semi differiscono sia per densità sia per dimensione la separazione non riesce: per questo il prodotto va calibrato e pulito prima.

Macchina	Separa in base a	Toglie bene	Non vede
Vagli e setacci	dimensione	rotture, polvere, corpi grossi	difetti di colore, chicchi della stessa misura
Separatore pneumatico / aspiratore	peso e dimensione, in corrente d’aria	pula, polvere, chicchi vuoti	difetti di colore
Tavola densimetrica	peso specifico	chicchi leggeri, vuoti, poco riempiti	difetti di colore a parità di densità
Selezionatrice ottica	colore, forma, materiale (con NIR)	gessati, macchiati, muffe visibili, vetro, plastica, sassi	difetti che non cambiano l’aspetto del chicco

Nella linea industriale dello studio Pascale 2022 c’erano setacciatura con aspirazione, separazione per densità e, per ultima, selezione ottica. Con le quattro macchine in serie gli scarti totali sono stati del 4,0-6,4% del prodotto. Il separatore pneumatico Anzai 3300, secondo la scheda IROM, divide il prodotto granulare secco per peso e dimensioni, a 600-1.000 kg/h sui fagioli. Le macchine che precedono la selezione ottica sono nella guida alla pulitura e spietratura dei cereali.

Qual è la capacità oraria di una selezionatrice ottica per riso?

La capacità di una selezionatrice ottica per riso va da circa 100 kg/h per le macchine compatte a circa 18-22 t/h per le più grandi a scivoli. Il dato di catalogo vale per un prodotto preciso, di solito riso bianco a chicco corto, e per un certo livello di sporco in entrata. Con riso lungo, integrale o molto contaminato la portata reale scende.

La brochure Anzai della serie LAZ lo scrive in nota: la capacità varia con lo stato del prodotto e con la percentuale di difetti. Nella stessa tabella la LAZ-1205 passa da 0,8-7,2 t/h sul riso bianco a 0,8-5,4 t/h sull’integrale. La LG-40D dichiara al massimo 2,0 t/h con riso corto e 1,2 t/h con riso lungo.

Modello	Tipo	Portata dichiarata	Canali / scivoli	NIR	Fonte
LAK-350 / LAK-700	scivoli a U	100-350 / 200-700 kg/h (riso)	5 / 10 canali	non indicato	scheda IROM
LG-40D	scivoli	max 2,0 t/h riso corto, 1,2 t/h riso lungo	38 canali (30 + 8 di ripasso)	no	brochure
AZ 910 / 1210 / 1510	scivoli	2,7-5,4 / 3,6-7,2 / 4,5-9,0 t/h (riso)	90 / 120 / 150 canali	non indicato	scheda IROM
LHD / LHT 270 → 1800	scivoli	da 0,3-2,7 a 2,0-18 t/h (riso)	da 1 a 12 scivoli	su LHT	scheda IROM
LAZ-605 → LAZ-3005, D o T	scivoli	da 0,4-3,6 a 2,4-22 t/h (riso bianco)	non indicati in brochure	su T	brochure Anzai
Hyper Max HMD / HMT / HMQ-3205	8 scivoli da 200 mm	chiedere a IROM	320 eiettori	su HMT e HMQ	scheda IROM

La regola pratica per scegliere: stimare le tonnellate da selezionare in una stagione e le ore di lavoro disponibili, e cercare una macchina che le lavori a metà della sua forchetta di portata. Così resta margine per i lotti più sporchi. Se lo scarto viene ripassato sulla stessa macchina, la portata sul primo passaggio si riduce: la LG-40D, per esempio, dedica 8 canali su 38 al ripasso.

Quanto costa una selezionatrice ottica?

Il prezzo di una selezionatrice ottica dipende soprattutto da portata e numero di canali, tipo di sensore (solo colore, NIR, RGB) e trasporto a scivoli o a nastro. Pesano anche gli accessori necessari per farla lavorare. Non esiste un listino pubblico di riferimento.

Le voci che fanno il costo:

1. Canali e portata. Una LAK da 5 canali e una LAZ-3005 da 22 t/h sono macchine di dimensioni e prezzo diversi.
2. Sensori. Le versioni con NIR aggiungono telecamere: la LEO 805DC ha 4 camere a colori, la 805DC+ ne aggiunge 2 NIR.
3. Scivoli o nastro. Le macchine a nastro sono più lunghe e più pesanti: la LEO a nastro da 1.200 mm pesa oltre una tonnellata.
4. Il contorno. Sulla LAK elevatore, tramoggia e basamento sono optional. Servono poi compressore, linee d’aria e aspirazione delle polveri.

Le caratteristiche che spostano il prezzo sono nelle schede dei singoli modelli, per esempio la selezionatrice ottica a scivoli LEO o la LAK compatta. Per una cifra sul proprio caso servono prodotto, tonnellate l’ora e difetti da togliere.

Poi ci sono i costi di esercizio. Il primo è l’aria compressa: la scheda BLC indica un compressore da 5,5 kW per la versione base e da 11 kW per la BLC-600D5. Il secondo è l’energia: secondo la scheda LH i LED consumano oltre il 60% in meno delle lampade alogene e durano dieci volte le fluorescenti. Il terzo, spesso dimenticato, è il prodotto buono che finisce nello scarto.

Quanto prodotto buono finisce nello scarto?

Ogni selezionatrice butta via anche qualche chicco buono, perché il getto d’aria che espelle il difetto porta con sé i chicchi vicini. Più il prodotto è sporco, più questo succede. Nei due studi citati la selezione ottica ha scartato fra il 5% e il 10% del prodotto per ridurre le micotossine.

Tre cose tengono basso lo spreco:

• Il ripasso. Lo scarto del primo passaggio viene selezionato di nuovo e il buono torna nel prodotto. La Hyper Max permette un primo passaggio e fino a due ripassi; la LEO 805DC ha uno scivolo dedicato al ripasso.
• Eiettori precisi. Secondo la brochure LH i nuovi eiettori consumano circa il 40% d’aria in meno e rendono lo scarto «più concentrato», cioè con meno buono dentro.
• Misurare. Sulle LH dalla 550 in su il conteggio degli eiettori permette di stimare quanto era contaminato il prodotto in entrata.

Quando conviene acquistare usato invece di una macchina nuova?

Una selezionatrice usata conviene quando ha illuminazione a LED, eiettori e vetri in buono stato e un sensore adatto ai difetti da togliere. Serve anche qualcuno in Italia che la rimetta in funzione, la tari sul prodotto e garantisca i ricambi. Conviene meno quando servono sensori recenti, come NIR o riconoscimento per immagine, o quando i volumi cresceranno oltre la portata della macchina.

Cosa controllare prima di acquistare una selezionatrice ottica usata?

Prima di comprare una selezionatrice usata vanno controllati anno e serie, stato di eiettori, vetri e scivoli, tipo di sensore e alimentazione, e soprattutto va vista lavorare sul proprio prodotto.

• Illuminazione. Le lampade fluorescenti, ancora presenti per esempio sulla BM-100D, durano meno dei LED e sono un ricambio in più.
• Sensori. Una macchina solo colore (sigla D sulle LAZ, LHD sulle LH) non è pensata per vetro e plastica trasparenti.
• Alimentazione. Diversi modelli Anzai nascono per la rete giapponese a 100 V: su un usato va verificato cosa è stato adattato.
• Parti che lavorano. Eiettori, vetri e scivoli: un eiettore che perde spreca aria e prodotto.

Le selezionatrici usate che IROM ha in vendita sono nella pagina selezionatrici ottiche usate. Le macchine entrano ed escono dal mercato: la disponibilità del momento va chiesta.

Come si effettua la manutenzione di una selezionatrice ottica?

La manutenzione quotidiana di una selezionatrice ottica consiste nel tenere puliti vetri, telecamere e scivoli, controllare aria compressa e aspirazione, e verificare la selezione a inizio turno. Polvere sui vetri o su uno scivolo cambia il risultato anche con una taratura perfetta.

• Vetri e zona di lettura. Molte Anzai hanno la pulizia automatica: la BLC ha il vetro autopulente con spazzola e le AU spazzola e autopulizia. Un controllo visivo a inizio turno resta utile.
• Scivoli e nastri. Sulle LH gli scivoli si cambiano senza attrezzi (brochure LH). Sulle LAZ e LG sono rimovibili per la pulizia. Il nastro delle LEO si lava col getto d’acqua.
• Aria compressa. Pressione nel campo indicato dal costruttore (0,2-0,4 MPa sulle schede citate) e aria pulita e asciutta: un eiettore che perde spreca aria e prodotto.
• Aspirazione delle polveri. Secondo la brochure LAZ serve un’aspirazione da 8-15 m³/min per la LAZ-605 fino a 28-56 m³/min per la LAZ-3005.
• Ambiente. La stessa brochure indica 0-40 °C e umidità fra 20% e 80%, senza condensa.

Oltre alla routine servono interventi periodici del tecnico: taratura dei programmi, controllo degli eiettori, aggiornamenti. IROM offre un servizio di tour di manutenzione con tecnici presso l’azienda.

È possibile fare un test del proprio riso prima dell’acquisto?

Sì, ed è il passo più utile prima di comprare. Una prova con il proprio prodotto mostra portata reale, qualità del buono e quantità di buono nello scarto: dati che nessuna scheda può dare in anticipo. Vale ancora di più per i prodotti con difetti difficili.

Cosa chiedere al fornitore durante e dopo la prova:

• la portata ottenuta sul vostro prodotto, con il vostro livello di sporco;
• quanti chicchi buoni ci sono nello scarto, con e senza ripasso;
• quali difetti restano nel buono, e se servirebbe il NIR;
• quanta aria compressa serve e se il vostro compressore basta;
• chi fa in Italia installazione, taratura, programmi e assistenza, e con che tempi;
• se è previsto il controllo remoto della macchina.

La prova vale quanto il campione: va prelevato in più punti del lotto, come spiegato nella guida alla misura di umidità e proteine dei cereali.

Cosa offre IROM

IROM Italia lavora con Anzai dal 1998, anno del contratto di agenzia in esclusiva con il costruttore giapponese, come racconta la pagina aziendale. A catalogo ci sono selezionatrici Anzai per riso, cereali, legumi, frutta secca e polveri:

• Riso e cereali, a scivoli: LAK compatta su ruote, serie LG, serie LAZ, LH, AZ, Hyper Max, serie LC e serie RGB.
• Grano: AU, a nastro, per Fusarium, Alternaria, chicchi germinati e corpi estranei.
• Legumi, frutta secca e altri prodotti: BLC e BM-100D a nastro, LEO a scivoli e LEO a nastro, Q-Sorter, LPS per polveri e BS-01 da laboratorio.
• Pulitura prima della selezione: separatore pneumatico 3300.
• Servizi: tour di manutenzione con tecnici presso l’azienda e selezionatrici usate .

Per scegliere la macchina giusta, contatta IROM indicando prodotto, tonnellate l’ora, difetti e corpi estranei da togliere, alimentazione elettrica e aria compressa disponibili.

Domande frequenti

In sintesi

La selezionatrice ottica è di solito l’ultimo passaggio della pulitura, dopo vagli, aspirazione e tavola densimetrica. Il difetto da togliere decide fra solo colore e NIR, il prodotto fra scivoli e nastro. Poi contano la portata reale sul proprio lotto e chi tara e assiste la macchina in Italia. La prova con il proprio prodotto resta il modo più affidabile per decidere, sul nuovo come sull’usato.