色彩選別機

色彩選別機の動作原理は、材料の光学特性の違いに応じて、光電検出技術を使用して、異色の顆粒を原材料から自動的に選別することです。

色彩選別機（光学選別機、デジタル選別機、電子色彩選別機とも呼ばれる）は、食品加工などのバルク産業の生産ラインで使用される機械です。色彩選別機は、通過する物品の色を検出し、機械式または空気圧式の装置を用いて許容範囲外の色の物品を選別したり、明確なグループ分けを行ったりすることで、物品を色で選別します。^{[1] [2]}

原理

粒子が検出ゾーンを通過する際、高強度光源（LEDやハロゲンランプなど）によって照射されます。高解像度のCCDまたはCMOSカメラが各粒子のリアルタイム画像を撮影し、RGB（赤、緑、青）またはマルチスペクトルデータを生成します。

撮影された画像は、特殊なアルゴリズムを搭載した組み込みコンピュータシステムによって処理されます。これらのアルゴリズムは、各粒子の色と形状を事前に設定された合格基準と比較します。不良品や色ムラのある粒子は、規定の色範囲からの偏差に基づいて識別されます。人工知能（AI）技術の進歩により、色選別もAIによる判断とスクリーニングによって支援されるようになりました。

不合格粒子が検出されると、システムは高速除去機構（通常は空気圧ノズルまたは機械駆動パドル）に信号を送ります。圧縮空気の精密ジェットが、除去された粒子を主生成物の流れから吹き飛ばし、別の回収チャンバーへと送ります。^[3]

応用

穀物産業

色彩選別機は主に穀物などの農産物の選別に利用されています。米選別産業は最初の大きな市場です。米選別技術は、高解像度のCCD光学センサーを用いて、米（籾殻）の色の違いを判別し、石や黒米などを選別します。これは、精米機で米を精米した後の最終工程です。2番目の選別市場は、小麦、トウモロコシ、ピーナッツ、さまざまな種類の豆、ゴマなどの粗粒穀物に利用されています。これには、穀物、種子、穀類、豆類、コーヒー、ナッツ類も含まれます。色彩選別機は、有害なプラスチックや金属を取り除くためにも使用できます。^[1]

光学式色彩選別機は、種子や穀物の処理における最新技術の一つです。この装置は粒子を色に基づいて選別し、機械選別の後、処理ラインの最終段階またはその付近で、同程度の大きさと密度の不純物を除去するためによく使用されます。

機械の幅は1/4 ^[4]から10シュートまであります。技術範囲は、シンプルな単色バージョンから、2色バージョン、NIR、InGaAs、RGBフルカラー、そして形状サイジングまで多岐にわたります。

色彩選別はバルク製品の最高の純度を保証し、最終製品の最も厳しい食品衛生と健康の要件が満たされていることを確認するために使用されます。^[5]

食品業界

未熟、熟しすぎ、あるいは不適当なコーヒー豆を選別する色彩選別機

色彩選別機は、コーヒー、ナッツ、油糧作物などの食品加工業界で使用され、変色したもの、有毒なもの（麦角など）、または必要なほど熟していないものを選別することを目的としています。手作業による選別と比較して、機械はより効率的で、処理コストも低くなります。新しいCCD技術の導入により処理能力が向上し、現在では最大100トン/時に達しています。^{[説明が必要]}

ダイヤモンドと鉱業

ダイヤモンド業界では、色彩選別機も使用されています。色彩選別機はダイヤモンドの透明度を測定し、純度の尺度として用い、それに基づいてダイヤモンドを機械的に選別します。これは、ロボットで純度を検出する蛍光X線法よりも優れています。なぜなら、純度の高いダイヤモンドは蛍光を発する可能性が低いからです。^[6]

鉱業選別業界では、色彩選別はセンサー選別技術とも呼ばれます。光学色彩選別機（CCDカラーカメラ）は、X線選別技術とNIR（近赤外線分光法）を組み合わせ、鉱石、鉱物、石材、砂製品に含まれる不純物を選別したり、鉱石を2つ以上のカテゴリーに分離したりします。

リサイクル産業

リサイクル業界では、プラスチックやガラスの色選別に色彩選別機が広く利用されている。色彩選別機は、ポリエチレンテレフタレートフレークや高密度ポリエチレンフレークなどの着色プラスチックフレークと無色のプラスチックフレークを区別し、再造粒前にフレークを色で選別することができる。^[7]例えば、色彩選別機は食品用ではないポリエチレンテレフタレートを食品用から選別することができる。ガラスのリサイクルでは、色彩選別機はガラス片からセラミック、石、磁器、金属などのさまざまな汚染物質を取り除くことができる。取り除いたガラス片は二次原料として再利用することができる。通常、ベルト式色彩選別機はシュート式色彩選別機よりもリサイクル材料の選別に多く利用される。これは、ベルト式色彩選別機がより多様な不規則な形状の材料を処理できるためである。^[8]

さらに、物体選別機は、粉砕されていないボトルや容器全体を選別できるため、リサイクルプロセスを大幅に効率化するため、ますます重要になっています。従来の色彩選別機とは異なり、物体選別機は高度なセンサー技術を活用し、形状、サイズ、組成に基づいて材料を識別し、混合されたリサイクル対象物を効果的に分別します。これらの物体選別機は、手作業による選別作業を軽減し、選別された材料の純度を向上させることで、リサイクル効率を高めます。^[9]

種類

選別機はシュート型とベルト型の色彩選別機に分けられる。^[10]

ベルト式色彩選別機は、材料の破砕率が低く（ナッツ類にとって重要）、搬送過程ではベルト上を水平移動するため、比較的静止した状態を保ちます。シュート式では、材料が重力によってシュート上を滑り、衝突、摩擦、そしてより大きな上下動が発生するため、破砕率が悪化します。ベルト構造により、材料が跳ねることなく、スムーズで安定した搬送が実現します。

シュート型色彩選別機は、価格が安く、処理能力が高く、両面から製品が見やすいことから、食品によく使用されます。これは、脱殻された穀物が片面のみに殻がある場合に重要です。シュート型選別機は通常、特定の製品に適しており、シュートは材料のサイズと形状に基づいて特別なチャネルが設計されています。例えば、5mmのシュートは米、穀物、プラスチック顆粒に使用されます。フラットシュートは、PETなどのプラスチックフレークや牛乳瓶のフレークに適しています。

参考文献

1. Klimack, Kevin. 「光学式色彩選別機｜種子処理機」www.nexeed.ca . 2021年6月16日閲覧。
2. クマール 2008.
3. 「カラーソーター」。MSWテクノロジーグループによるAIソーティングマシン。2025年9月5日閲覧。
4. Deesan, Jag (2021-10-26). 「モノクロ認識から人工知能へ - カラーソーターのアーキテクチャと開発」Grotech Color Sorter .
5. Klimack, Kevin. 「光学式色彩選別機｜種子処理機」www.nexeed.ca . 2021年6月16日閲覧。
6. マルホトラら。 2009 年、p. 486.
7. Scheirs 1998、15ページ。
8. Deesan, Jag (2022年6月27日). 「鉱石選別におけるベルト式色彩選別機」Grotech Color Sorter . 2022年6月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年6月29日閲覧。
9. 「オブジェクトソーター」Meyer Europe - ソーティングは価値を生み出す. 2025年3月29日. 2025年3月29日閲覧。
10. 「ベルトカラーソーターとシュートソーター：どちらが優れているか？ - Sunrise」www.colorsorter-machine.com . 2023年8月24日閲覧。

出典

• Somani, LL (1989). 「電子色彩選別機」.植物科学辞典（園芸学を含む） . Mittal Publications. ISBN 978-81-7099-130-4。
• クマール、ディネシュ (2008). 「電子色彩選別機（種子）」.農業用語集第2巻. IK International Pvt Ltd. ISBN 978-81-906757-4-1。
• マルホトラ, ディーパック; テイラー, パトリック R.; スピラー, エリック; ルヴィエ, マーク (2009). 「その他の分離プロセス」.鉱物処理プラント設計における最近の進歩. SME. ISBN 978-0-87335-316-8。
• シェイルズ、ジョン (1998). 「光学選別」.ポリマーリサイクル：科学、技術、そして応用. Wiley. ISBN 978-0-471-97054-5。

さらに読む

• Low, JM; Maughan, WS; Bee, SC; Honeywood, MJ (2001). 「食品業界における色による選別」. Kress-Rogers, Erika; B. Brimelow, Christopher J. (編).食品業界向け計測機器とセンサー（第2版）. Woodhead Publishing. ISBN 978-1-85573-560-6。
• Bee, SC; Honeywood, MJ (2002). 「バルク食品業界における色彩選別」 MacDougall, Douglas B. (編). 『食品の色彩：品質向上』 Woodhead Publishing. ISBN 978-1-85573-590-3。