Le système de pesée du cannabis tient compte des poids variables des conteneurs

La variabilité du poids des récipients pour les bocaux en verre peints dans cette application a rendu difficile le dosage précis du produit coûteux. Découvrez comment un système unique de remplissage et de pesée a surmonté le problème.

C'est peut-être une évidence, mais à mesure que l'industrie du cannabis mûrit rapidement, les fabricants de l'espace deviennent de plus en plus sophistiqués. Packaging World a rendu compte à plusieurs reprises des progrès de Green Thumb Industries, un propriétaire de marque de cannabis basé à Chicago qui a adopté une approche résolument orientée CPG sur le marché. En plus de devoir franchir un ensemble d'obstacles réglementaires spécifiques à l'industrie entourant le cannabis qu'il produit, Green Thumb fonctionne comme n'importe quel autre CPG ou propriétaire de marque, par exemple dans les aliments, les boissons ou les soins personnels. En tant que tel, l'emballage a sa place légitime sur la table en tant que considération fondamentale lors de la mise sur le marché.

Même au sein de l'écurie de marques de Green Thumb, plusieurs acteurs de la marque se différencient stratégiquement. Par exemple, il n'y a pas qu'une seule offre de fleur de cannabis, ou qu'une seule offre de vape ou de teinture. Dans chaque catégorie, plusieurs marques différentes de Green Thumb se taillent des niches individuelles sur le continuum de la qualité et du prix. L'emballage joue également un rôle dans ce spectre, car une marque met l'accent sur la qualité supérieure, une autre sur la valeur et d'autres sur des attributs tels que le sommeil, le bien-être ou l'effet euphorique.

Et ce ne sont pas seulement les éléments d'emballage destinés aux consommateurs qui deviennent si sophistiqués. Avec l'augmentation des volumes et la fiabilité de la main-d'œuvre mise à rude épreuve, les nombreuses marques de Green Thumb augmentent leur utilisation de l'automatisation dans les installations de production d'une manière qui serait méconnaissable pour la première vague hautement manuelle de fabricants de cannabis. La dernière installation de Green Thumb ressemble plus à une usine actuelle de Mondelez ou de PepsiCo qu'à une installation de production de cannabis en Californie ou à Washington du début des années 2000.

Toby Strickland, Fusion Support Services LLC, un consultant en acquisition d'automatisation qui travaille en étroite collaboration avec Green Thumb, explique le changement : "Quand je suis arrivé chez Green Thumb pour commencer à travailler sur l'automatisation de l'emballage, ce que j'ai découvert sur l'industrie, pas seulement Green Thumb, mais l'industrie elle-même - l'accent a toujours été mis sur la culture, la récolte, l'extraction et les opérations similaires. Ces entreprises n'ont épargné aucune dépense pour faire ces choses et les ont très bien faites. Mais l'emballage a toujours été une réflexion après coup. emballer manuellement le produit. Eh bien, deux facteurs ont commencé à créer le besoin d'un certain niveau d'automatisation. L'un était la rareté de la main-d'œuvre, bien que ce soit probablement secondaire. Le plus important était le volume en amont qu'ils essayaient de traiter. Ils augmentaient la taille de l'ensemble de leur croissance salles, et ils obtenaient tellement plus de production du côté de la culture qu'ils avaient besoin d'une plus grande vitesse de "sortie" pour l'emballage. Vous aviez besoin d'emballer plus de produits, et plus rapidement.

C'est généralement vrai pour n'importe quelle industrie, mais il y a une bizarrerie au cannabis qui ne fait qu'exacerber la situation. Lorsque vous avez une grande quantité de biomasse en amont des opérations d'emballage, il n'y a aucun moyen de l'empêcher de couler vers le bas.

"Le cannabis n'est pas comme dans le CPG traditionnel, où vous pouvez simplement arrêter la production. Vous ne pouvez pas simplement fermer la vanne dans cette industrie", déclare Bryce Watters, directeur régional de l'amélioration continue/production allégée, Green Thumb. "Les fleurs poussent toujours, et il y a un calendrier comprenant les étapes de séchage, de séchage et de post-récolte. C'est un calendrier auquel vous devez vraiment vous tenir. Cela se traduit par la nécessité d'un service d'emballage capable de dépasser l'opération de culture. Cela signifie automatisation."

RYTHM est une marque Green Thumb qui se trouve au centre de cette sophistication croissante à la fois dans l'automatisation de l'emballage et le positionnement de la marque. RYTHM opère carrément à l'extrémité supérieure et de qualité supérieure du mât totémique de la fleur de cannabis (également appelée bourgeon ou nug[get]).

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"Il existe plusieurs catégories différentes de fleurs sur le marché", explique Watters. "Vous avez votre première coupe, si vous voulez, qui est votre grosse pépite premium. Et puis vous avez votre deuxième coupe, qui est une pépite commercialisée à un niveau inférieur. Mais la marque RYTHM est pour la fleur premium, ce qui signifie que c'est ces très grosses, belles pépites juteuses. Lorsque vous ouvrez le bocal, vous êtes surpris par son apparence, sa saveur et sa capacité à fumer. Alors que les sachets ou les bocaux en PEHD sont plus courants pour les fleurs de cannabis, RYTHM utilise un bocal en verre peint en noir et une étiquette en ps de finition mate imprimée avec du texte prismique pour transmettre la qualité supérieure du produit à l'intérieur.

La plupart des fleurs sont vendues dans des sachets souples ou des pots légers en PEHD, mais les responsables de la marque RYTHM ont opté pour un pot en verre peint plus lourd et de qualité supérieure afin que l'expérience de l'emballage corresponde au produit et au prix de qualité supérieure. Jusqu'à récemment, ceux-ci étaient remplis à la main par les travailleurs. Mais l'augmentation du volume et la pénurie de main-d'œuvre ont rendu cette opération d'emballage mûre pour l'automatisation.

Mais d'abord, le format existant aurait besoin de quelques ajustements. Bien que le contenu du pot était et continuerait d'être de 3,5 oz de produit, le pot devrait être plus grand que l'ancien pack pour permettre l'automatisation. Bien que le travail humain soit lent, il est capable de placer manuellement des bourgeons de tailles et de formes différentes dans un espace restreint, comme des pièces de puzzle. La plupart des équipements ne peuvent pas correspondre à cette capacité.

« Fondamentalement, notre première tâche consistait à dimensionner les bourgeons », explique Strickland. L'automatisation de la ligne nécessiterait que les bourgeons tombent librement dans le bocal plutôt que d'être soigneusement et délibérément placés dans le bocal. "Nous avons travaillé ensemble pour créer une" spécification de bourgeon "spécifiant que nos bourgeons sont au moins aussi gros, mais pas plus gros que cela, car ils doivent tomber librement dans le bocal. La spécification de bourgeon a déterminé la taille du bocal, puis à un certain niveau, la taille du bocal a déterminé la spécification des têtes. Il y a eu du travail autour de la taille des têtes et de la taille des pots pour les équipements automatisés.

Pendant ce temps, la recherche sur l'équipement a adopté une approche à trois volets, Strickland évaluant les machines d'entrée de gamme, ce qu'ils appelaient les systèmes de valeur dans la catégorie intermédiaire et les machines haut de gamme. Une autre ride unique dans l'industrie du cannabis a exercé une certaine influence sur la façon dont l'équipement a été choisi.

"Je viens de l'industrie CPG où je concevais et installais des systèmes de plusieurs millions de dollars pour approvisionner les deux tiers du pays", a déclaré Strickland. "Eh bien, dans ce monde, vous ne pouvez distribuer que dans l'état dans lequel vous vous trouvez, il y a donc un défi unique à essayer de trouver le niveau d'automatisation dont vous avez besoin, au prix dont vous avez besoin, tout en étant capable de le justifier . J'ai donc fait une analyse des options de plusieurs systèmes d'entrée de gamme, plusieurs systèmes de valeur et plusieurs systèmes premium."

Après quelques essais et erreurs avec certains des systèmes d'entrée de gamme et de valeur, Strickland est arrivé à la conclusion prévisible que vous en avez pour votre argent. Pendant ce temps, la dernière installation de culture et de production de Green Thumb allait bientôt être mise en ligne.

"Ce que nous avions appris dans les autres installations avec les systèmes d'entrée de gamme et les systèmes de valeur nous a conduit à la décision d'opter pour Spee-Dee, qui est considéré comme un fournisseur haut de gamme de niveau A", déclare Strickland. "Le contrat de Spee-Dee prévoyait l'intégration d'une ligne d'emballage complète [plus à ce sujet à la page 44], mais la pièce maîtresse de l'équipement est ce qu'on appelle un système de pesée brute de tare."

Le cannabis est un produit coûteux, plus conforme aux cosmétiques, aux nutraceutiques ou aux spiritueux haut de gamme que les produits emballés plus banalisés que l'on trouve ailleurs sur les étagères des détaillants. Il y a beaucoup de propriété intellectuelle, d'horticulture et de temps de croissance et de traitement qui entrent dans chaque fleur de cannabis avant qu'elle n'arrive au stade de l'emballage. Les surpoids et les cadeaux de produits rongent profondément la rentabilité. Pendant ce temps, les attentes des consommateurs sont élevées, en particulier pour un produit comme RYTHM qui se positionne comme premium. Les sous-pondérations sont très mal vues, c'est un euphémisme. La précision du poids était essentielle. Une roue étoilée transporte des bocaux vides et nettoyés d'une balance initiale, puis sous une charge, et enfin à une deuxième balance qui pèse le bocal rempli.

"Mais nous savions, grâce à la recherche, que les pots vides eux-mêmes variaient parfois d'un gramme, d'un gramme et demi, voire de deux grammes", explique Strickland. "Et vous ne pouvez pas avoir ce genre de variation de poids lorsque vous avez affaire à des dixièmes de gramme. La méthode traditionnelle consistant à peser le produit dans un pot, puis à essayer de l'envoyer à travers une trieuse pondérale, n'allait pas être efficace à ces poids précis."

Mark Navin de Spee-Dee a suggéré ce que l'entreprise appelle son système de pesée brute de tare, qui utilise une roue étoilée flanquée de deux balances, une pour avant et une pour après le remplissage. Il pèse le pot vide, remplit le pot de fleur de cannabis, pèse le pot rempli et valide ainsi le poids en comparant le poids de la balance d'alimentation au poids de la balance post-remplissage.

"Cela valide, en temps réel, le poids que vous venez de mettre dans le pot, ce que j'ai trouvé intelligent", déclare Strickland. "Vous avez la possibilité de définir des limites de surpoids et d'insuffisance pondérale. Bien sûr, dans l'industrie du cannabis, l'insuffisance pondérale n'existe pas. Il n'y a pas encore de valeur maximale autorisée, mais je pense que lorsque nous avons spécifié la plage autorisée, nous avons commencé autour de 3,5 grammes. par pot, moins zéro, plus trois dixièmes de gramme. C'était la fourchette de poids que nous recherchions, sinon le système rejette le pot rempli.

Dans une autre ride quelque peu unique à la fleur de cannabis, il existe un degré élevé de variabilité de taille entre chaque bourgeon ou pépite. Ce facteur met davantage en évidence l'importance de la spécification du bourgeon, initialement complétée avant que l'équipement ne soit sélectionné.

"Il devait y avoir un mélange de gros et de petits bourgeons, et le système devait gérer les combinaisons dont il avait besoin pour vous donner le poids précis", explique Strickland. "Il est difficile d'atteindre un objectif d'un dixième de gramme lorsque vous avez une balance pleine de bourgeons de deux grammes, mais tout a bien fonctionné ensemble."

"C'est un très bon système", ajoute Watters. "C'est une conception très intelligente pour gérer les pots à poids variable. Et il dispose d'un bon système de gestion des freins et contrepoids, de sorte que le consommateur n'ait jamais l'impression d'être trompé en n'obtenant pas son poids correct. Cela élimine pratiquement la possibilité de un consommateur qui reçoit un pot de poids insuffisant."

L'un des premiers obstacles à l'intégration de la ligne était lié à l'opération de bouchage. Le pot peint en noir posait quelques problèmes car il y avait des fils blancs à l'intérieur du bouchon. Si la capsuleuse fonctionnait trop vite, les opérateurs voyaient de la poussière blanche à l'extérieur du conteneur, ce qui n'était pas beau pour un produit haut de gamme. Cela a forcé les intégrateurs Spee-Dee à pivoter, passant d'une capsuleuse à une tête à une capsuleuse à trois têtes pour maintenir le régime de chaque broche bas.

"Nous avions d'autres boucheuses sur certains de nos systèmes de valeur qui étaient à tête unique, mais la vitesse de débit était inférieure de moitié à celle de la ligne Spee-Dee", se souvient Strickland. "Ainsi, cette capsuleuse à une tête fonctionnerait bien à ces vitesses plus lentes. Mais sur cette ligne, qui fonctionne à environ 40 bocaux par minute, la capsuleuse à une tête d'Arol devait simplement fonctionner trop vite et devait la serrer de manière si rapidement qu'il faisait un peu de dégâts au bouchon. Alors, ils sont passés à la capsuleuse à trois têtes d'Arol pour gérer cette vitesse, et le problème a disparu. Sur une mezzanine, un convoyeur d'alimentation produit introduit la fleur de cannabis dans une balance combinée à plusieurs têtes.

Un autre problème auquel l'équipe a été confrontée au début du projet concernait la quantité de données variables devant être imprimées, en ligne, sur les étiquettes sensibles à la pression de RYTHM. Chaque pot de cannabis doit contenir des informations sur le lot spécifique de fleurs de cannabis qu'il contient, y compris la teneur en THC et en CBD, les dates et d'autres informations spécifiques au lot. À première vue, cela ne devrait pas poser de problème. Mais il y avait des facteurs de complication. La vitesse de ligne élevée (pour l'industrie), la finition mate luxueuse du rouleau d'étiquettes et la façon dont il a fallu l'encre, le ruban d'impression argent/métallique de qualité supérieure et les géométries variables des pots ont tous concouru à causer des problèmes.

"En général, l'étiquetage n'est pas la chose la plus difficile", déclare Watters. "Cependant, si vous avez des variations dans votre alimentation d'un pot à l'autre, cela rend certainement difficile le centrage de ces étiqueteuses. Et cette configuration est très importante. Ce que nous constatons, c'est que nous avons un peu de variance géométrique dans nos bocaux. , souvent d'un millimètre à un quart de millimètre, voire à deux millimètres. Cela nous impacte vraiment à cet égard, d'autant plus que vous appliquez également un sceau inviolable sur la couture entre le bouchon et le pot. cela compte vraiment."

Aujourd'hui, RYTHM utilise deux étiqueteuses sur la ligne - des imprimantes de marque Tronics avec des têtes d'impression Zebra achetées à Chicago Coding - qui non seulement suivent mais, combinées, dépassent l'ensemble du système d'emballage. Chaque imprimante est spécifiée pour 30 pots/min, donc cumulativement, elles peuvent fonctionner à 60 pots/min, dépassant le système de 40 pots/min.

Comme on pouvait s'y attendre, la gamme d'emballages de fleurs de cannabis RYTHM de Spee-Dee comprend deux entrées principales : la fleur de cannabis et les pots. L'alimentation de la fleur se fait par une balance combinée Ishida/Heat and Control à plusieurs têtes avec un convoyeur d'alimentation de produit de Heat and Control. La balance combinée se trouve sur une mezzanine de Stainless Specialists. L'alimentation des bocaux se fait un peu plus en amont, où la dépalettisation manuelle se produit de la palette vers une table d'accumulation. Aucune orientation des pots par les opérateurs n'est nécessaire ici ; ils peuvent simplement placer les bocaux peints sur la table.

« Cette table d'accumulation dépose des bocaux individuels et est introduite dans un système de rinçage à l'air de Morrison Container Handling Solutions. Elle utilise juste la bonne quantité de contre-pression pour alimenter en douceur un système de rinçage à vis de synchronisation afin qu'il n'y ait pas de bourrage », explique Watters. "Le système Morrison retourne les bocaux pour exposer l'ouverture du récipient, où de l'air ionisé est utilisé pour souffler chaque bocal afin que vous n'ayez aucune particule de poussière ou quoi que ce soit qui pourrait être pris dans les bocaux lors du processus de fabrication."

De là, les bocaux propres sont acheminés vers un convoyeur d'alimentation qui les introduit dans le convoyeur de pesée brute de tare Spee-Dee. C'est là que la ligne d'alimentation des pots rencontre la ligne d'alimentation des fleurs, dans le convoyeur de pesée brute de tare sous la balance Ishida. Actuellement en production, la balance dose généralement entre 3,52 g et 3,55 g dans chaque bocal, et les poids des bocaux sont validés par le système de tare brute.

"À partir de là, la sortie dépend des calculs que le système de pesée brute de tare effectue en arrière-plan", explique Watters. "Si un bocal n'atteint pas son poids cible, il est immédiatement rejeté. Mais si c'est le cas, le système l'enverra par la voie d'acceptation, qui est la voie qui va alimenter la capsuleuse."

La manipulation des rejets est importante car la fleur de cannabis est un produit coûteux. Bien que le pot, l'étiquette ou le bouchon puissent être relégués à la ferraille, la fleur de cannabis ne l'est certainement pas, du moins pas fréquemment.

"Même si c'était un ou deux pots par minute qui étaient rejetés, ce qui n'est généralement pas le cas, vous avez certainement suffisamment de temps en tant qu'opérateur de remplissage pour faire un ajustement rapide. Si vous devez ajouter un peu plus de fleurs, vous ajoutez un peu plus de fleurs. Si vous avez besoin d'en enlever, vous en enlevez d'autres », dit Watters. "S'il s'agit d'un nombre important de rejets pour une raison quelconque, vous renvoyez simplement le contenu dans le haut du convoyeur de l'Ishida, et le système refait ses calculs."

Ensuite, les pots contenant des poids de produits validés passent au bouchage. Parce qu'il s'agit d'un système à trois têtes par opposition à un système à une tête, la capsuleuse Arol est capable de dépasser la vitesse de la remplisseuse. Cela permet au remplisseur d'accélérer ou de ralentir en fonction de l'arriéré de fleurs qu'il a dans les bocaux. Les bocaux sont ensuite bouchés avec suffisamment de pression pour activer la sécurité enfant - un mécanisme de protection des enfants est intrinsèque au système de bouchon et de bocal, se verrouillant lorsque les deux sont accouplés. Les bocaux bouchés et verrouillés se déplacent ensuite vers une autre table d'accumulation, celle-ci étant un déviateur/accumulateur d'Arrowhead qui alimente deux convoyeurs Arrowhead qui alimentent chacun l'une des deux étiqueteuses Tronics. Une étiqueteuse agit comme une machine maître qui prend la majorité du volume. La deuxième étiqueteuse est principalement là pour s'adapter au volume de débordement. Assemblage, validation et formation sur la ligne de conditionnement Green Thumb.

"À partir de là, les deux étiqueteuses Tronics alimentent un autre ensemble de tables d'accumulation. Celles-ci seront simplement utilisées par les opérateurs pour retirer les bocaux et les mettre dans un emballage secondaire, qui n'est qu'un carton qui sera ensuite envoyé aux dispensaires. ", explique Watters. "C'est en fait assez intelligent ce que nous faisons. Plutôt que d'avoir deux ensembles de plateaux pour des charges de bocaux - l'un venant du fabricant de verre et l'autre quittant l'usine - nous prendrons les mêmes plateaux dans lesquels les bocaux sont réellement entrés et il suffit de les transporter à 10 pieds vers l'autre table d'accumulation pour les utiliser à la sortie. Vous avez une boucle fermée ; vous ne gaspillez en fait aucun plateau en carton dans le processus.

Cette étape termine en grande partie les opérations d'emballage, à l'exception de l'exécution des commandes. Aucun cas maître n'a besoin d'être construit, car la distribution de cannabis ne fonctionne pas tout à fait de la même manière que les autres fabrications de CPG à volume plus élevé. L'établissement ne distribue pas à ses dispensaires sous un autre format que par commande individualisée et triée sur le volet. Lorsque les pots vont à l'exécution des commandes, les commandes arrivent des dispensaires, et elles sont cueillies et placées dans ce que l'on pourrait appeler des commandes arc-en-ciel, contenant toutes les variétés sélectionnées par le dispensaire et dans les quantités qu'ils souhaitent.

Watters surveille l'équipe de la ligne d'emballage RYTHM et rapporte que les machines fonctionnent sans accroc depuis leur mise en service en octobre 2021.

"C'est définitivement une très bonne pièce d'équipement", dit-il. "Je dirais que c'est l'un des meilleurs équipements que nous ayons achetés en tant qu'entreprise, et cela nous oriente vraiment vers une véritable entreprise CPG."

Cela s'accompagne de nombreux défis. L'entreprise a dû commencer à convertir sa main-d'œuvre d'opérateurs à davantage de techniciens. L'établissement s'est efforcé d'effectuer cette transition en incorporant davantage de dépannage et de résolution de problèmes dans la formation de ses employés.

"Généralement, d'après mon expérience dans les chaînes d'approvisionnement, l'automatisation vous montre des opportunités claires du point de vue de la qualité et du débit. Parce que tout à coup, vous avez un équipement qui peut surpasser tout", ajoute Watters. "Cela met en évidence d'autres domaines qui nécessitent maintenant des améliorations que vous n'aviez peut-être pas remarqués auparavant, ou qui n'avaient pas besoin d'amélioration avant que cette vitesse ne soit là. Cela nous a également montré certaines opportunités dans la chaîne d'approvisionnement en matière de dimensionnement, dans l'équipement post-récolte, tout à cet égard."

VIDÉO : Regardez le système de pesée brute de tare en action.

Résume Strickland, "Je crois que ce système a démontré que le bon investissement dans le bon équipement donnera les résultats escomptés. Les fournisseurs du marché "A" comme Spee-Dee et d'autres fournisseurs membres du PMMI peuvent fournir des solutions efficaces. Ce système a prouvé ce qu'il fallait montant d'investissement avec les bons fournisseurs peut atteindre.." -PW

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