Separatore magnetico per cereali: come funziona, quale scegliere, come si pulisce

Un separatore magnetico per cereali toglie dal flusso di granella i corpi che un magnete attira: frammenti di ferro e acciaio e, con magneti molto forti, anche pietre e zolle di terra che contengono ferro. Si sceglie in base a cosa deve trattenere, alla portata, al prodotto e al punto della linea in cui va montato. Per funzionare nel tempo va pulito e controllato con una frequenza decisa nell’analisi dei rischi.

Questa guida è per chi riceve, pulisce, macina o seleziona cereali e legumi: centri di stoccaggio, molini, riserie, aziende agricole che trasformano il proprio raccolto.

In breve

• Il magnete separa per proprietà magnetica: trattiene ferro, acciai magnetici e pietre ferrose; alluminio, rame e ottone gli passano attraverso.
• Lo spietratore magnetico Anzai BMR usa magneti permanenti al neodimio: 12.000 gauss (1,2 tesla) secondo la brochure distribuita da IROM, 1,7 tesla come valore di analisi secondo il sito Anzai di oggi.
• Sul BMR la portata dipende dalla larghezza utile del magnete e dal prodotto: su grano 2,2 t/h con 450 mm, 3,5 t/h con 700 mm, 5,0 t/h con 1.000 mm.
• La norma OSHA 1910.272(n) chiede di dotare molini a martelli, macinatori e polverizzatori di un mezzo efficace per togliere il materiale ferroso dal grano in entrata.
• Nell’UE la frequenza dei controlli sui pericoli fisici come il metallo va fissata con un’analisi basata sui rischi (Comunicazione della Commissione 2022/C 355/01).

Come funziona un separatore magnetico?

Un separatore magnetico crea un campo magnetico sul percorso del prodotto. I corpi attratti dal campo restano sul magnete o vengono deviati verso uno scarico separato, il resto prosegue. Il campo può venire da magneti permanenti o da elettromagneti alimentati a corrente.

Il principio sfrutta una proprietà di pochi materiali. Secondo il manuale universitario College Physics di OpenStax, solo alcuni materiali, come ferro, cobalto, nichel e gadolinio, mostrano effetti magnetici forti. Gli altri materiali rispondono in modo molto più debole. Per questo il magnete separa bene il ferro e quasi nulla del chicco.

Lo schema di funzionamento cambia con il tipo di macchina. Nei magneti statici, come griglie e piastre, il prodotto scorre sul magnete e il ferro resta attaccato finché qualcuno non lo toglie. Nei magneti con parte mobile, come tamburi e pulegge, il ferro viene trascinato fuori dal flusso e scaricato da solo.

Come lavora uno spietratore magnetico a nastro?

Lo spietratore magnetico Anzai BMR è un esempio del secondo tipo. La brochure Anzai pubblicata da IROM descrive il percorso così:

1. Un alimentatore vibrante distribuisce il prodotto in modo costante sul nastro.
2. Il nastro porta il prodotto nel campo di una piastra magnetica e poi gira su una puleggia magnetica, entrambe a magneti permanenti.
3. In fondo al nastro il prodotto non magnetico cade per primo nell’uscita del buono.
4. I corpi magnetici restano aderenti al nastro più a lungo e cadono oltre una piastra di separazione, nell’uscita dello scarto.

La separazione avviene quindi in continuo, senza fermare la macchina per staccare il materiale trattenuto.

Quali materiali può separare efficacemente un separatore magnetico?

Un separatore magnetico separa i materiali ferromagnetici, cioè ferro, acciai al carbonio e gli acciai inox ferritici e martensitici. Con magneti ad alta intensità separa anche corpi debolmente magnetici, come pietre e grumi di terra che contengono minerali di ferro. Non separa i metalli non ferrosi.

Nella granella i corpi ferrosi arrivano da molte fonti: parti di macchine agricole, bulloni e viti allentati, fili, schegge di utensili. La brochure Anzai aggiunge una seconda famiglia, utile per chi lavora legumi e riso: pietre leggere, palline di fango e zolle che contengono ferro. Secondo Anzai sono difficili da togliere con un separatore a gravità, ma si separano bene se sono magnetiche. Il sito Anzai parla di “leggero magnetismo” di pietre e masse di terra ferrose, che i magneti permanenti al neodimio attirano e separano.

Il magnete ha invece un limite netto. Alluminio, rame e ottone non vengono attratti, e gli inox austenitici come il 304 e il 316 lo sono pochissimo. I dettagli, con le fonti, sono nella guida Pulitura dei cereali prima della macinazione e dello stoccaggio, che spiega anche quando aggiungere un metal detector.

Quali metalli può rimuovere da grano, mais, riso e soia?

Gli stessi su tutti i prodotti: il magnete risponde al metallo e ignora il chicco. Cambia la portata, perché chicchi diversi scorrono in modo diverso sul nastro o nella griglia. Per lo spietratore BMR la brochure indica fra le applicazioni fagioli rossi, fagioli, soia, riso, risone, grano, grano saraceno e sesamo. Il mais non compare nell’elenco del costruttore.

Come funziona la separazione a correnti indotte rispetto a quella magnetica?

La separazione a correnti indotte, detta anche a correnti parassite, serve per i metalli non ferrosi che conducono elettricità, come alluminio, rame e ottone. Un campo magnetico che cambia rapidamente induce nel pezzo di metallo delle correnti elettriche. Queste creano a loro volta una forza che spinge il pezzo fuori dalla traiettoria del resto del materiale.

Un gruppo del Dipartimento di Ingegneria Metallurgica della University of Utah ha descritto il principio in uno studio pubblicato su KONA Powder and Particle Journal (2017). Quando un magnete permanente passa sopra un oggetto metallico conduttore, le cariche nel metallo subiscono una forza magnetica netta. Le correnti indotte deviano le particelle metalliche su traiettorie distinte. Lo studio, con un elettromagnete a frequenza variabile, ha separato sfere da 6 mm di alluminio, rame e ottone e sfere da 12,5 mm di leghe di alluminio.

La differenza con il magnete classico è nel verso della forza. Il magnete attira il ferro e lo trattiene; le correnti indotte spingono via i metalli conduttori e li deviano su un’altra traiettoria. Le pietre ferrose, poco conduttive, restano un compito del magnete. Nelle linee per cereali il controllo dei metalli non ferrosi è affidato al metal detector, a valle del magnete, come spiega la guida sulla pulitura.

Qual è la differenza tra separatori magnetici a bassa e alta intensità?

La differenza sta nella forza del campo e quindi in cosa riescono a catturare. Un separatore a bassa intensità basta per i pezzi di ferro, che il magnete attira con forza. Un separatore ad alta intensità serve per corpi poco magnetici, come le pietre che contengono un po’ di ferro, o per particelle di ferro molto piccole. Il Ministero dell’Agricoltura del Manitoba indica per questo i magneti alle terre rare, come il neodimio, che catturano contaminanti fini o debolmente magnetici.

L’intensità si misura in tesla (T) o in gauss (G). Secondo la tabella di conversione del NIST (National Institute of Standards and Technology), 1 gauss vale 0,0001 tesla. I 12.000 gauss del BMR corrispondono quindi a 1,2 tesla.

Il numero da solo dice poco se non si sa come è stato misurato. La brochure Anzai del 2008 dichiara 12.000 gauss come “valore minimo garantito del magnete stesso”. Il sito Anzai di oggi dichiara per la stessa serie 1,7 tesla (17.000 gauss) come “valore di analisi” della distribuzione del campo. Sono due valori dichiarati in modo diverso per la stessa famiglia di macchine. Quando si confrontano due separatori bisogna chiedere dove è stato misurato il campo: sulla superficie del magnete, sul nastro o a una certa distanza.

Qual è la differenza tra separatori a magneti permanenti ed elettromagnetici?

Un separatore a magneti permanenti genera il campo senza corrente elettrica. Un separatore elettromagnetico lo genera con una bobina percorsa da corrente: il campo c’è solo quando la bobina è alimentata. Il manuale OpenStax definisce gli elettromagneti proprio come magneti temporanei indotti da una corrente elettrica.

Da questa differenza seguono alcune conseguenze pratiche.

Criterio	Magneti permanenti	Elettromagneti
Energia per il campo	Nessuna	Alimentazione continua della bobina
Mancanza di corrente	Il campo resta	Il campo si spegne e il ferro trattenuto si stacca
Pulizia	Il ferro va staccato a mano o con una parte mobile	Si può togliere corrente per liberare il ferro
Effetto del calore	Il magnete perde magnetizzazione sopra la temperatura di Curie del materiale	La bobina scalda e va dimensionata per il servizio continuo
Esempi nel catalogo IROM	Spietratore magnetico Anzai BMR (neodimio)	Nessuno a catalogo online

Sul calore il manuale OpenStax spiega che ogni materiale ferromagnetico ha una temperatura, detta di Curie, sopra la quale non può essere magnetizzato. Per questo conviene chiedere al costruttore la temperatura massima di esercizio del magnete.

È meglio scegliere un separatore a griglia, a tamburo o a cascata?

Dipende da come si muove il prodotto in quel punto della linea. La griglia serve per prodotto che cade in una tramoggia o in un tubo. Il tamburo e la puleggia servono dove il prodotto viaggia su un nastro o va scaricato in continuo, con molto ferro da togliere. Con «cascata» si indicano di solito più stadi magnetici in serie, che danno al ferro più occasioni di essere catturato. La scheda del Manitoba descrive griglie e piastre per i flussi a caduta e i magneti sospesi sopra i nastri trasportatori.

Tipo	Come è fatto	Dove si monta	Come si pulisce
Griglia	File di barre magnetiche dentro un telaio	In tramogge, sotto i cassoni, nei tubi a caduta	A mano, a macchina ferma, o con sistemi a estrazione
Piastra	Una superficie magnetica piana	Su scivoli e canali inclinati	A mano
Tamburo	Un cilindro che ruota attorno a un magnete fisso	Allo scarico di un alimentatore	Da solo: il tamburo porta il ferro oltre la zona magnetica
Puleggia magnetica	La puleggia di testa di un nastro, magnetizzata	Alla fine di un nastro trasportatore	Da sola: il ferro cade in uno scarico separato
Deferrizzatore a nastro	Un magnete sospeso sopra il nastro, con un suo nastro che porta via il ferro	Sopra nastri con strato alto di prodotto	Da solo

Due macchine del catalogo IROM hanno il magnete statico integrato. Nella macchina combinata TC-08, che trasforma il risone in riso bianco, i magneti sono sotto il cassone di carico e trattengono i corpi metallici sfuggiti al setaccio. Nel molino a pietra Osttiroler la scheda indica un separatore magnetico installato che cattura le piccole particelle ferrose presenti nel prodotto.

Lo spietratore BMR combina piastra e puleggia magnetica sullo stesso nastro. Il separatore magnetico a catalogo IROM viene presentato nella scheda come alternativa ai separatori a piastra e a tamburo, pensata per separare corpi metallici. La scheda non indica marca, modello e dati tecnici.

Qual è la differenza tra separatore magnetico a tamburo e a griglia?

La griglia è statica e accumula il ferro sulle barre fino alla pulizia. Il tamburo ruota e scarica il ferro in continuo. La griglia occupa poco spazio e si inserisce in una tramoggia esistente. Il tamburo richiede un alimentatore e un motore e scarica il ferro senza fermare la linea. Dove arriva molto ferro, come al ricevimento di granella dal campo, un sistema che si pulisce da solo riduce le fermate per la pulizia.

Quale capacità di lavorazione ti serve per il separatore magnetico?

La capacità deve coprire la portata massima della linea in quel punto, misurata sul prodotto reale. Su un separatore a nastro come il BMR la portata dipende dalla larghezza utile del magnete e dal tipo di chicco, perché il prodotto deve scorrere in uno strato sottile sopra il campo.

La brochure Anzai riporta questi valori per i quattro modelli BMR:

Modello	Larghezza utile del magnete	Grano	Soia	Fagioli rossi	Sesamo	Peso
BMR-100	100 mm	0,5 t/h	0,44 t/h	0,66 t/h	0,14 t/h	40 kg
BMR-450	450 mm	2,2 t/h	2,0 t/h	3,0 t/h	0,64 t/h	170 kg
BMR-700	700 mm	3,5 t/h	3,1 t/h	4,6 t/h	1,0 t/h	250 kg
BMR-1000	1.000 mm	5,0 t/h	4,4 t/h	6,6 t/h	1,4 t/h	350 kg

Due cose si leggono subito. Sul grano la portata cresce quasi in proporzione alla larghezza, intorno a 5 tonnellate all’ora per metro di larghezza utile. Il sesamo, a parità di macchina, passa a meno di un terzo della portata del grano. La scheda IROM del BMR riporta i modelli 450, 700 e 1000; il BMR-100 compare nella brochure e sul sito Anzai.

Per i magneti statici il criterio è diverso. Il prodotto deve passare abbastanza vicino alle barre e abbastanza piano da dare al ferro il tempo di fermarsi. Il costruttore indica per ogni misura la portata massima su un dato prodotto.

Come si installa un separatore magnetico in un impianto per cereali?

Si installa in più punti, ognuno con uno scopo. Al ricevimento protegge trasporti, silos e macchine di pulitura. Prima di ogni macchina che macina o frantuma protegge la macchina e riduce il rischio di scintille. Prima del confezionamento, insieme al metal detector, protegge chi consuma il prodotto.

Il punto prima della macinazione ha anche un riferimento normativo. La norma statunitense sugli impianti di movimentazione dei cereali, OSHA 1910.272, al paragrafo (n) chiede di dotare molini a martelli, macinatori e polverizzatori di un mezzo efficace per togliere il materiale ferroso dal grano in entrata.

C’è poi il tema delle esplosioni da polvere. Una relazione presentata all’incontro tecnico ANTIM sul rischio di esplosione nel settore molitorio, pubblicata su Molini d’Italia (aprile 2008), lo spiega bene. Fra le cause di innesco cita le scintille meccaniche prodotte dall’impatto fra metalli. Aggiunge che i controlli sul funzionamento dei separatori magnetici servono a evitare che passino alle macchine successive corpi estranei capaci di causare attriti o scintille.

Diverse macchine IROM per la macinazione hanno già il magnete sull’ingresso del prodotto. Oltre al molino a pietra Osttiroler, la scheda del mulino a martelli Yasar YCM-185 indica un magnete separatore di metallo nell’intercapedine di 250 mm del flusso della tramoggia di macinazione.

Per l’installazione contano tre aspetti pratici:

• Accesso per la pulizia. Un magnete statico che non si raggiunge facilmente viene pulito meno spesso.
• Strato di prodotto. Più lo strato è sottile e lento sul magnete, più il ferro ha tempo di fermarsi.
• Scarico separato. Nei sistemi in continuo il ferro deve finire in un contenitore che non torni nella linea.

Lo schema completo della pulitura, con l’ordine delle macchine dal ricevimento ai laminatoi, è nella guida Pulitura dei cereali. Per il ruolo del magnete prima dello stoccaggio vedi anche Stoccaggio e conservazione dei cereali.

Come si pulisce e si manutiene un separatore magnetico?

Un separatore statico si pulisce staccando il ferro accumulato, a macchina ferma e con la frequenza fissata nel piano di autocontrollo. Un separatore in continuo, a tamburo o a nastro, scarica il ferro da solo e richiede soprattutto il controllo di nastro, scarico e alimentazione. In entrambi i casi ciò che si trova sul magnete va guardato prima di buttarlo.

La frequenza non è un numero fisso. La Comunicazione della Commissione europea 2022/C 355/01 sui sistemi di gestione della sicurezza alimentare indica che la frequenza dei controlli dei pericoli fisici, come vetro, plastica e metallo, va determinata con un’analisi basata sui rischi. In pratica si parte dal costruttore e si adatta la frequenza a quanto ferro arriva davvero: un magnete al ricevimento della granella dal campo si riempie più in fretta di uno prima del confezionamento.

Il ferro trovato è un’informazione. La guida FDA sui pericoli dei prodotti ittici, capitolo 20 sui metalli, tra le azioni correttive indica di cercare e correggere la fonte dei frammenti trattenuti dai magneti. Un bullone sul magnete significa che una macchina a monte sta perdendo pezzi.

Per lo spietratore BMR la manutenzione riguarda soprattutto le parti meccaniche. Secondo la brochure Anzai il nastro è sanitario, trattato al fluoro, con opzione in uretano, e ha una funzione che lo mantiene in traccia. Il vibratore deve garantire un flusso costante, perché da questo dipende la precisione della separazione.

Sicurezza durante la pulizia. La brochure e la scheda IROM avvertono che i magneti del BMR sono molto potenti. Chi porta pacemaker o altri dispositivi medici elettronici deve restare a distanza di sicurezza. Lo stesso vale per telefoni cellulari, orologi e strumenti di precisione. Le stesse cautele valgono per qualunque magnete al neodimio da pulire a mano.

Chi vuole affidare il controllo periodico a un tecnico può usare l’assistenza tecnica o il tour di manutenzione di IROM.

Come verificare e documentare l’efficacia della separazione?

Si verifica che il magnete sia al suo posto e funzionante, si registra cosa trattiene e si controlla nel tempo che la sua forza non sia calata. La guida FDA indica come sorveglianza l’esame visivo della presenza del magnete. La Comunicazione della Commissione 2022/C 355/01 elenca fra le verifiche la taratura degli strumenti usati per la sorveglianza e il controllo delle registrazioni.

Un registro minimo contiene data e ora della pulizia, chi l’ha fatta, quanto materiale è stato trovato e di che tipo, eventuali azioni prese. Per la forza del magnete serve una misura con un gaussmetro, ripetuta sempre nello stesso punto e confrontata con il valore iniziale. Come si è visto per il BMR, conta che il metodo di misura resti lo stesso.

Quali normative HACCP e di sicurezza deve rispettare?

Nell’Unione europea il separatore magnetico è una delle misure con cui l’operatore alimentare controlla i pericoli fisici nel proprio piano HACCP. Se lavora in locali con polveri combustibili, rientra anche nelle regole sulle atmosfere esplosive (ATEX).

HACCP. Il Regolamento (CE) n. 852/2004 all’articolo 5 obbliga gli operatori del settore alimentare ad applicare procedure basate sui principi HACCP. Il primo principio è identificare ogni pericolo da prevenire, eliminare o ridurre a livelli accettabili. L’obbligo riguarda chi opera dopo la produzione primaria e le operazioni associate elencate nell’allegato I, per esempio molini e trasformatori. Fra le operazioni associate l’allegato I conta il magazzinaggio dei prodotti primari solo nel luogo di produzione: un centro di stoccaggio fuori dall’azienda agricola non rientra in questa esclusione.

La Comunicazione della Commissione 2022/C 355/01 cita fra i pericoli fisici i corpi estranei duri e affilati come frammenti di vetro o di metallo. Fra gli esempi di punto critico di controllo indica il controllo dei pericoli fisici con la setacciatura o la rilevazione dei metalli. Se il magnete è un punto critico o una misura di prerequisito lo decide l’analisi dei pericoli di ogni impianto. Lo stesso piano comprende pulizia e disinfezione di superfici e attrezzature, trattate nella guida alla sanificazione delle superfici negli ambienti alimentari.

ATEX. La polvere di cereali mescolata all’aria può esplodere, come ricorda la relazione ANTIM citata sopra. La direttiva 1999/92/CE divide i luoghi con polveri in tre zone e indica la categoria degli apparecchi ammessi:

Zona	Atmosfera esplosiva da polvere	Categoria degli apparecchi
20	Presente in permanenza, per lunghi periodi o spesso	1
21	Probabile occasionalmente durante le normali attività	1 o 2
22	Non probabile e, se si forma, di breve durata	1, 2 o 3

La direttiva 2014/34/UE fissa invece i requisiti degli apparecchi destinati a quelle zone. Un separatore con motori, vibratori o quadri elettrici, come uno spietratore a nastro, va scelto nella categoria giusta per la zona in cui sarà installato. La classificazione delle zone spetta al datore di lavoro, nel documento sulla protezione contro le esplosioni.

Per la pulizia dei locali dalle polveri IROM propone anche aspiratori industriali; quando servono apparecchi per zone a rischio di esplosione è spiegato nella guida agli aspiratori industriali ATEX.

Cosa offre IROM

IROM Italia propone lo spietratore magnetico Anzai e propone un separatore magnetico per corpi metallici. Le schede sono:

• Spietratore magnetico Anzai BMR: magneti permanenti, 12.000 gauss secondo scheda e brochure, larghezza utile 450, 700 o 1.000 mm, portate su grano di 2,2, 3,5 e 5 t/h. Toglie pietre, terra e fanghiglia che contengono ferro da riso, risone, grano saraceno, sesamo, soia e fagioli.
• Separatore magnetico: per separare corpi metallici, nella categoria separatrici. Marca, modello e dati tecnici vanno chiesti a IROM.

Il magnete è integrato anche in alcune macchine del catalogo: la macchina combinata TC-08 per il riso, il molino a pietra Osttiroler e il mulino a martelli Yasar YCM-185. Le altre macchine per togliere pietre sono nella categoria spietratrici.

Dopo il magnete, i chicchi difettosi e i corpi estranei dello stesso calibro del chicco si tolgono con la selezione ottica, spiegata nelle guide Selezionatrice ottica per cereali e riso e Selezionatrice ottica per legumi e frutta secca.

Per scegliere il separatore giusto per il proprio prodotto e la propria portata, contatta IROM: è utile indicare prodotto, portata oraria, punto della linea e tipo di impurità trovate.

Domande frequenti

In sintesi

Il separatore magnetico toglie dal grano il ferro e, se è abbastanza forte, le pietre ferrose. Si sceglie partendo da cosa deve trattenere, da come si muove il prodotto in quel punto e dalla portata reale. Va montato almeno prima delle macchine che macinano, pulito con una frequenza decisa nell’analisi dei rischi e controllato nel tempo con lo stesso metodo di misura. Per i metalli che il magnete non vede serve un metal detector.