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색채 선별기의 작동 원리와 핵심 기술 – 정확한 분리는 기술에서 나온다

🎨 2편. 색채 선별기의 작동 원리와 핵심 기술 – 정확한 분리는 기술에서 나온다

🎨 색채 선별기의 작동 원리와 핵심 기술

정확한 분리는 기술에서 나온다 – CCD, NIR, 에어젯까지

🔍 핵심 키워드: CCD 카메라, NIR 센서, RGB 인식, 에어젯 분리, 고속 이미지 처리, 이물질 감지, 광학 선별기, 자동 분류 기술

⚙️ 색채 선별기의 구조 개요

색채 선별기는 단순한 기계가 아닌, 정교하게 상호 연결된 여러 시스템이 결합하여 작동하는 첨단 장비입니다. 다음 네 가지 핵심 시스템을 통해 원료의 투입부터 최종 분리까지의 과정을 자동화합니다.

  • 투입 시스템 (Feeder): 원료가 선별기 내부로 일정하고 고르게 흘러 들어가도록 조절하는 장치입니다. 진동 피더 등을 사용하여 원료가 겹치지 않고 일렬로 낙하하도록 최적의 조건을 만들어줍니다.
  • 감지 시스템 (Optical Unit): 이 시스템은 **고속 카메라와 센서**를 사용하여 낙하하는 원료의 색상, 명암, 형태, 심지어는 재질까지 정밀하게 분석합니다.
  • 판별/제어 시스템 (Processor & Control Unit): 감지 시스템으로부터 받은 방대한 데이터를 **초고속으로 분석**하여, 미리 설정된 기준에 따라 불량품 또는 이물질 여부를 판단합니다. 이 과정에서 정교한 알고리즘과 소프트웨어 기술이 활용됩니다.
  • 분리 시스템 (Ejector/Air Jet): 판별 시스템이 불량으로 판단한 품목에 대해 **정확한 타이밍에 고속 에어(압축 공기)를 분사**하여 양품과 불량품을 물리적으로 분리합니다.

🔬 핵심 기술 요소

색채 선별기의 뛰어난 성능은 다음 세 가지 핵심 기술 요소에서 비롯됩니다.

✅ CCD/RGB 카메라

**CCD(Charge-Coupled Device) 카메라**는 우리가 흔히 사용하는 디지털카메라와 유사한 원리로 작동하지만, 훨씬 높은 해상도와 빠른 처리 속도를 자랑합니다. 원료의 표면에서 반사되는 빛의 **RGB(Red, Green, Blue) 스펙트럼**을 정밀하게 분석하여 **초당 수천 장의 이미지를 처리**합니다. 이를 통해 사람의 눈으로는 감지하기 어려운 미세한 색상 차이(예: 변색된 쌀알, 미숙곡)를 감지하고, 주로 곡물, 커피, 플라스틱 등 **‘정확한 색상’ 구분이 중요한 선별 과정**에 사용됩니다.

✅ NIR (근적외선) 센서

**NIR(Near-Infrared, 근적외선) 센서**는 인간의 눈에 보이지 않는 **근적외선 파장 영역의 빛을 감지**합니다. 물질마다 근적외선을 흡수하거나 반사하는 패턴이 다르다는 점을 활용하여, **색상은 유사하지만 재질이 다른 이물질을 판별**하는 데 탁월합니다. 예를 들어, 곡물 속에 섞인 돌, 유리, 플라스틱 조각, 혹은 곰팡이가 핀 원두처럼 육안으로는 구별하기 어려운 이물질이나 변질된 원료를 정밀하게 찾아냅니다. 이는 특히 식품 안전과 재활용 분야에서 매우 중요합니다.

✅ 에어젯 분리기

감지 및 판별 시스템이 불량품을 식별하면, **정밀하게 제어되는 에어젯 분리기가 작동**합니다. 이 분리기는 불량품의 낙하 궤적을 정확히 추적하여 **고속의 압축 공기를 선택적으로 분사**합니다. 일반적으로 1,000개 이상의 에어 노즐이 탑재되어 있으며, 불량품 하나하나를 정확히 조준하여 양품에 영향을 주지 않으면서도 높은 속도로 불량품만을 선별 라인 밖으로 배출합니다. 이는 고속 생산 라인에서도 **정밀하고 효율적인 분리**를 가능하게 합니다.

🎯 기술 적용 예시

이러한 핵심 기술들은 다양한 산업 분야에서 최적의 조합으로 활용됩니다.

산업 주요 감지 방식 주요 활용 예시
곡물 CCD + RGB 변색된 쌀, 깨진 콩, 잡곡 제거, 이종 곡물 분리
커피 CCD + NIR 곰팡이 핀 원두, 이물질(돌, 유리), 미숙두 제거
재활용 RGB + NIR PVC/PE/PET 등 플라스틱 종류별 분리, 투명/색상 유리 구분
광물 RGB + NIR 광석 내 비광석 암석, 이물질 제거, 광물 순도 향상

⚡ 한눈에 보는 요약

  • CCD: 정밀한 **색상 감지**
  • NIR: 육안으로 보이지 않는 **재질 감지**
  • 에어젯: 초고속 **정밀 분리**
  • 프로세서: 실시간 **판단 및 라인 연동 제어**

이러한 기술들이 결합된 색채 선별기는 단순한 분류를 넘어, **제품의 품질을 극대화하고 생산 효율을 높이는 데 핵심적인 역할**을 수행합니다.

🔗 색이 같다고 같은 건 아닙니다.

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