El sistema de pesaje de cannabis tiene en cuenta los pesos variables de los contenedores

La variabilidad del peso del recipiente para los frascos de vidrio pintado en esta aplicación dificultó la dosificación precisa del costoso producto. Descubra cómo un sistema único de llenado y pesaje superó el problema.

Tal vez sea obvio, pero a medida que la industria del cannabis madura rápidamente, los fabricantes en el espacio se vuelven más sofisticados. Packaging World ha informado varias veces sobre el progreso de Green Thumb Industries, un propietario de una marca de cannabis con sede en Chicago que ha adoptado un enfoque decididamente orientado al mercado CPG. Aparte de tener que pasar por un conjunto de aros regulatorios específicos de la industria que rodean el cannabis que produce, Green Thumb opera de manera muy similar a cualquier otro CPG o propietario de marca, por ejemplo, en alimentos, bebidas o cuidado personal. Como tal, el empaque ocupa el lugar que le corresponde en la mesa como una consideración fundamental cuando se va al mercado.

Incluso dentro del propio establo de marcas de Green Thumb, múltiples jugadores de marca se están diferenciando estratégicamente. Por ejemplo, no hay solo una oferta de flores de cannabis, o solo una oferta de vape o tintura. Dentro de cada categoría, varias marcas Green Thumb diferentes están forjando nichos individuales para sí mismos en el continuo de calidad y precio. El empaque también juega un papel en este espectro, ya que una marca coloca una bandera en la calidad superior, otra en el valor y otras en atributos como el sueño, el bienestar o el efecto eufórico.

Y no son solo los elementos del empaque orientados al consumidor los que se están volviendo tan sofisticados. Con los volúmenes en aumento y la confiabilidad de la fuerza laboral bajo presión, muchas marcas de Green Thumb están aumentando el uso de la automatización en las instalaciones de producción de formas que serían irreconocibles para la primera ola altamente manual de fabricantes de cannabis. La última instalación de Green Thumb se parece más a una planta actual de Mondelez o PepsiCo que a una instalación de producción de cannabis de principios de la década de 2000 en California o Washington.

Toby Strickland, Fusion Support Services LLC, un consultor de adquisición de automatización que trabaja en estrecha colaboración con Green Thumb, explica el cambio: "Cuando llegué a Green Thumb por primera vez para comenzar a trabajar en la automatización de empaques, lo que descubrí sobre la industria, no solo Green Thumb, pero la industria en sí, el énfasis siempre ha estado en el cultivo, la cosecha, la extracción y operaciones similares. Estas empresas no escatimaron en gastos para hacer estas cosas y las han hecho muy bien. Pero el empaque siempre fue una ocurrencia tardía. Por lo general, solo eran personas empaquetar manualmente el producto. Bueno, dos factores comenzaron a crear la necesidad de cierto nivel de automatización. Uno era la escasez de mano de obra, aunque eso probablemente era secundario. Más importante era el volumen aguas arriba que estaban tratando de procesar. habitaciones, y estaban obteniendo mucho más rendimiento del lado de crecimiento que necesitaban más velocidad de 'salir por la puerta' para el empaque. Tenías la necesidad de empaquetar más productos y más rápido".

En general, esto es cierto para cualquier industria, pero hay una peculiaridad en el cannabis que solo exacerba la situación. Cuando tiene una gran cantidad de biomasa aguas arriba de las operaciones de envasado, no hay forma de evitar que fluya hacia abajo.

"El cannabis no es como en los CPG tradicionales, donde simplemente puede apagar la producción. No puede simplemente cerrar la válvula en esta industria", dice Bryce Watters, Gerente Regional de Mejora Continua/Fabricación Esbelta, Green Thumb. "Las flores siempre están creciendo y hay un cronograma que involucra los pasos de secado, curado y poscosecha. Es un cronograma que realmente debe cumplir. Eso se traduce en la necesidad de un departamento de empaque que pueda adelantar la operación de cultivo. Eso significa automatización".

RYTHM es una marca Green Thumb que se encuentra en el punto de mira de esta creciente sofisticación tanto en la automatización de empaques como en el posicionamiento de marca. RYTHM opera directamente en el extremo premium y de la más alta calidad del tótem de la flor de cannabis (también llamado cogollo o nug[get]).

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"Hay varias categorías diferentes de flores en el mercado", dice Watters. "Tienes tu primer corte, por así decirlo, que son tus grandes cogollos premium. Y luego tienes tu segundo corte, que es un cogollo comercializado en niveles más bajos. Pero la marca RYTHM es para la flor premium, lo que significa que es esos cogollos realmente grandes, bonitos y jugosos. Cuando abres el frasco, te sorprende la apariencia, el sabor y la facilidad para fumar". Si bien las bolsas o los frascos de HDPE son más comunes para las flores de cannabis, RYTHM usa un frasco de vidrio pintado de negro y una etiqueta ps con acabado mate impresa con texto prismático para transmitir la calidad superior del producto que contiene.

La mayoría de las flores se venden en bolsas flexibles o en frascos livianos de HDPE, pero los gerentes de marca de RYTHM optaron por un frasco de vidrio pintado premium más pesado para que la experiencia del paquete coincidiera con el producto de primera calidad y el precio. Hasta hace poco, estos eran llenados a mano por los trabajadores. Pero el aumento del volumen y la escasez de trabajadores hicieron que esta operación de empaque estuviera lista para la automatización.

Pero primero, el formato existente necesitaría algunos ajustes. Aunque el contenido del frasco era y seguiría siendo de 3,5 oz de producto, el frasco tendría que ser más grande que el paquete heredado para adaptarse a la automatización. Si bien el trabajo humano es lento, es experto en colocar manualmente cogollos de diferentes tamaños y formas en un espacio reducido, como si fueran piezas de un rompecabezas. La mayoría de los equipos no pueden igualar esa capacidad.

"Básicamente, nuestra primera tarea fue medir el tamaño de los cogollos", dice Strickland. Automatizar la línea requeriría que los cogollos cayeran libremente en el frasco en lugar de colocarlos con cuidado y a propósito en el frasco. "Trabajamos juntos para crear una 'especificación de cogollos' que especifica que nuestros cogollos son al menos así de grandes, pero no más grandes que eso, porque tienen que caer libremente en el frasco. La especificación de cogollos determinó el tamaño del frasco, y luego en algún nivel, el tamaño del frasco impulsó las especificaciones de los cogollos. Hubo algo de trabajo en torno al tamaño de los cogollos y el tamaño de los frascos para equipos automatizados".

Mientras tanto, la investigación sobre equipos adoptó un enfoque triple, con Strickland evaluando la maquinaria de nivel de entrada, lo que llamaron sistemas de valor en la categoría intermedia y maquinaria premium. Otro aspecto único en la industria del cannabis ejerció cierta influencia en la forma en que se eligió el equipo.

"Vengo de la industria de CPG donde diseñaría e instalaría sistemas multimillonarios para abastecer a dos tercios del país", dice Strickland. "Bueno, en este mundo, solo puede distribuir en el estado en el que se encuentra, por lo que existe un desafío único para tratar de encontrar el nivel de automatización que necesita, al precio que necesita, mientras puede justificarlo Entonces, hice un análisis de opciones de varios sistemas de nivel de entrada, varios sistemas de valor y varios sistemas premium".

Después de algunas pruebas y errores con algunos de los sistemas de valor y nivel de entrada, Strickland llegó a la conclusión predecible de que obtienes lo que pagas. Mientras tanto, la última instalación de cultivo y producción de Green Thumb se pondrá en funcionamiento pronto.

"Lo que habíamos aprendido en las otras instalaciones con el nivel de entrada y los sistemas de valor nos llevó a tomar la decisión de optar por Spee-Dee, que se considera un proveedor premium de nivel A", dice Strickland. "El contrato de Spee-Dee preveía la integración de una línea de envasado completa [más sobre eso en la página 44], pero la pieza central del equipo es lo que se llama un sistema de pesaje de tara bruta".

El cannabis es un producto caro, más en línea con los cosméticos, los nutracéuticos o las bebidas espirituosas de alta gama que los productos envasados ​​más básicos que se encuentran en otros lugares de los estantes minoristas. Hay mucho tiempo de propiedad intelectual, horticultura y crecimiento y procesamiento que se dedica a cada flor de cannabis antes de que llegue a la etapa de empaque. Los sobrepesos y el despilfarro de productos afectan profundamente a la rentabilidad. Mientras tanto, las expectativas de los consumidores son altas, especialmente para un producto como RYTHM que se posiciona como premium. Los pesos bajos están muy mal vistos, por decirlo suavemente. La precisión del peso fue clave. Una rueda de estrella transporta frascos limpios y vacíos desde una báscula inicial, luego debajo de un llenador y finalmente a una segunda báscula que pesa el frasco lleno.

"Pero sabíamos, a través de la investigación, que los frascos vacíos variarían a veces por un gramo, un gramo y medio, incluso dos gramos", dice Strickland. "Y no se puede tener ese tipo de variación de peso cuando se trata de décimas de gramo. El método tradicional de pesar el producto en un frasco y luego tratar de enviarlo a través de una controladora de peso no iba a ser efectivo en estos pesos precisos".

Mark Navin de Spee-Dee sugirió lo que la compañía llama su sistema de pesaje de tara bruta, que utiliza una estrella flanqueada por dos escalas, una para antes y otra para después del llenado. Pesa el frasco vacío, lo llena con flores de cannabis, pesa el frasco lleno y, por lo tanto, valida el peso comparando el peso de la báscula de alimentación con el peso de la báscula posterior al llenado.

"Está validando, en tiempo real, el peso que acabas de poner en el frasco, lo que pensé que era inteligente", dice Strickland. "Tiene la capacidad de establecer límites de sobrepeso y bajo peso. Por supuesto, en la industria del cannabis, no existe el bajo peso. Todavía no existe un valor máximo permitido, pero creo que cuando especificamos el rango permitido, comenzamos alrededor de 3,5 gramos. por frasco, menos cero, más tres décimas de gramo. Ese era el rango de peso que buscábamos, de lo contrario el sistema rechaza el frasco lleno”.

En otra característica que es un tanto exclusiva de la flor de cannabis, existe un alto grado de variabilidad en el tamaño entre cada cogollo o cogollo individual. Este factor destaca aún más la importancia de la especificación de yemas, originalmente completada antes de que se seleccionara el equipo.

"Tenía que haber una mezcla de cogollos grandes y pequeños, y el sistema tenía que manejar las combinaciones que necesitaba para darte el peso exacto", dice Strickland. "Es difícil alcanzar un objetivo de una décima de gramo cuando tienes una báscula llena de cogollos de dos gramos, pero todo funcionó muy bien".

"Es un sistema realmente bueno", agrega Watters. "Es un diseño muy inteligente para administrar frascos de peso variable. Y tiene un buen sistema para administrar controles y equilibrios, de modo que el consumidor nunca se sienta engañado por no obtener su peso correcto. Prácticamente elimina la posibilidad de un consumidor que recibe un frasco con bajo peso".

Uno de los primeros obstáculos en la integración de la línea estaba relacionado con la operación de tapado. El frasco pintado de negro planteó algunos desafíos ya que había hilos blancos en el interior de la tapa. Si la tapadora funcionaba demasiado rápido, los operadores veían un poco de polvo blanco en el exterior del contenedor, lo que no se veía bien para un producto premium. Obligó a los integradores de Spee-Dee a pivotar, cambiando de una taponadora de un solo cabezal a una taponadora de tres cabezales para mantener bajas las RPM de cada eje.

"Teníamos otros taponadores en algunos de nuestros sistemas de valor que eran de un solo cabezal, pero la velocidad de producción era menos de la mitad de la tasa de la línea Spee-Dee", recuerda Strickland. "Así que la taponadora de cabezal único funcionaría bien a esas velocidades más bajas. Pero en esta línea, que funciona a unos 40 frascos por minuto, la taponadora de cabezal único de Arol simplemente tenía que funcionar demasiado rápido y tenía que apretar tanto tan rápido que estaba dañando un poco la tapa. Entonces, cambiaron a la taponadora de tres cabezas de Arol para manejar esa velocidad, y el problema desapareció". En un entrepiso, un transportador de alimentación de productos introduce la flor de cannabis en una báscula combinada de varios cabezales.

Otro problema al que se enfrentó el equipo al principio del proyecto tenía que ver con la cantidad de datos variables que debían imprimirse, en línea, en las etiquetas sensibles a la presión de RYTHM. Cada frasco de cannabis debe contener información sobre el lote específico de flor de cannabis que contiene, incluido el contenido de THC y CBD, las fechas y otra información específica del lote. A primera vista, eso no debería ser un problema. Pero había factores que complicaban la situación. La alta velocidad de la línea (para la industria), el lujoso acabado mate del rollo de etiquetas y la forma en que tomaba la tinta, la cinta de impresión plateada/metálica de primera calidad y las geometrías variables de los recipientes conspiraban para causar problemas.

"En general, el etiquetado no es lo más difícil", dice Watters. "Sin embargo, si hay variaciones en la alimentación de un frasco a otro, definitivamente hace que sea bastante difícil alinear en el centro esas máquinas de etiquetado. Y esa configuración es muy importante. Lo que encontramos es que tenemos bastante variación geométrica en nuestros frascos , a menudo de un milímetro a un cuarto de milímetro, incluso a dos milímetros. Realmente nos impacta en ese sentido, especialmente considerando que también está aplicando un sello de seguridad a la costura entre la tapa y el frasco. de eso realmente importa".

En la actualidad, RYTHM utiliza dos etiquetadoras en la línea: impresoras de la marca Tronics con cabezales de impresión Zebra comprados a Chicago Coding, que no solo mantienen el ritmo sino que, combinadas, superan a todo el sistema de empaque. Cada impresora está especificada para 30 frascos/min, por lo que acumulativamente pueden funcionar a 60 frascos/min, superando el sistema de 40 frascos/min.

Como era de esperar, la línea de envasado de flores de cannabis RYTHM de Spee-Dee tiene dos entradas principales: flores de cannabis y tarros. La alimentación de la flor se realiza a través de una báscula combinada de múltiples cabezales Ishida/Heat and Control con transporte de alimentación de producto de Heat and Control. La báscula combinada se encuentra en un entrepiso de Stainless Specialists. La entrada de tarros se produce un poco más arriba, donde se produce la despaletización manual desde el palé hasta una mesa de acumulación. Aquí no es necesaria la orientación del vaso por parte de los operadores; simplemente pueden colocar los frascos pintados sobre la mesa.

"Esa mesa de acumulación archiva los frascos individuales y se introducen en un sistema de enjuague de aire de Morrison Container Handling Solutions. Utiliza la cantidad justa de contrapresión para alimentar un sistema de enjuague de tornillo de sincronización sin problemas para que no haya atascos", dice Watters. "El sistema Morrison voltea los frascos boca abajo para exponer la abertura del contenedor, donde se usa aire ionizado para soplar cada frasco para que no haya partículas de polvo o lo que sea que pueda quedar atrapado en los frascos en el proceso de fabricación".

Desde allí, los frascos limpios viajan a un transportador de alimentación que los introduce en el transportador de pesaje bruto de tara Spee-Dee. Ahí es donde la línea de suministro de tarros se encuentra con la línea de suministro de flores, en el transportador de pesaje bruto de tara debajo de la báscula Ishida. Ahora en producción, la báscula normalmente dosifica entre 3,52 gy 3,55 g en cada frasco, y los pesos de los frascos se validan mediante el sistema de pesaje de tara bruta.

"A partir de ahí, la salida depende de las matemáticas que el sistema de pesaje de tara bruta está haciendo en segundo plano", dice Watters. "Si un frasco no cumple con su peso objetivo, se rechaza allí mismo. Pero si lo hace, el sistema lo enviará a través del carril de aceptación, que es el carril que alimentará a la taponadora".

El manejo de los rechazos es importante ya que la flor de cannabis es un producto costoso. Aunque el frasco, la etiqueta o la tapa pueden quedar relegados a la chatarra, la flor de cannabis ciertamente no lo está, al menos no con frecuencia.

"Incluso si se rechazaran uno o dos frascos por minuto, lo que generalmente no es el caso, definitivamente tiene suficiente tiempo como operador de llenado para hacer un ajuste rápido. Si necesita agregar más flores, agregue algunas más flor. Si necesita eliminar algo, elimine algo", dice Watters. "Si se trata de una cantidad considerable de rechazos por algún motivo, simplemente vuelca el contenido en la parte superior del transportador en el Ishida y el sistema volverá a hacer sus cálculos".

A continuación, los frascos que contienen pesos de producto validados pasan a taparse. Debido a que es un sistema de tres cabezales en lugar de uno, la taponadora Arol puede superar en velocidad a la llenadora. Eso permite que la llenadora se acelere o disminuya dependiendo de la acumulación de flores que tenga en los frascos. Luego, los frascos se tapan con suficiente presión para activar el bloqueo para niños: un mecanismo de protección para niños es intrínseco en el sistema de tapa y frasco, que se bloquea cuando los dos están acoplados. Los frascos tapados y bloqueados luego viajan a otra mesa de acumulación, esta es un desviador/acumulador de Arrowhead que alimenta dos transportadores Arrowhead, cada uno de los cuales alimenta una de las dos máquinas etiquetadoras Tronics. Una etiquetadora actúa como una máquina maestra que toma la mayor parte del volumen. La segunda etiquetadora está allí principalmente para acomodar el volumen de desbordamiento. Montaje, validación y formación en la línea de envasado Green Thumb.

"A partir de ahí, las dos etiquetadoras Tronics alimentan otro conjunto de mesas de acumulación. Estas solo se usarán para que los operadores saquen los frascos y los coloquen en un empaque secundario, que es solo una caja de cartón que luego se enviará a los dispensarios. ", dice Watts. "En realidad, lo que hacemos es bastante inteligente. En lugar de tener que tener dos juegos de bandejas para montones de frascos, uno que viene del fabricante de vidrio y otro que sale de las instalaciones, tomamos las mismas bandejas en las que realmente vinieron los frascos y simplemente transpórtelos 10 pies hacia la otra mesa de acumulación para usarlos al salir. Tiene un circuito cerrado; en realidad no está desperdiciando ninguna bandeja de cartón en el proceso".

Este paso finaliza en gran medida las operaciones de embalaje, excepto para el cumplimiento de pedidos. No es necesario crear cajas maestras, ya que la distribución de cannabis no funciona exactamente igual que la fabricación de otros CPG de mayor volumen. La instalación no distribuye a sus dispensarios en ningún otro formato que no sea por orden individualizada y cuidadosamente seleccionada. Cuando los frascos van al cumplimiento de pedidos, los pedidos llegan de los dispensarios, y se recogen y colocan en lo que podría llamarse pedidos de arcoíris, que contienen todas las variedades que el dispensario seleccionó y en las cantidades que desean.

Watters ha estado al tanto del equipo de la línea de envasado de RYTHM e informa que la maquinaria ha estado funcionando sin problemas desde que se puso en servicio en octubre de 2021.

"Definitivamente es una muy buena pieza de equipo", dice. "Diría que es uno de los mejores equipos que hemos comprado como empresa, y realmente nos está orientando hacia una verdadera empresa de CPG".

Con eso vienen muchos desafíos. La compañía ha tenido que comenzar a convertir su fuerza laboral de operadores a más técnicos. La instalación ha estado trabajando para hacer esa transición al incorporar más solución de problemas y solución de problemas en la capacitación de sus empleados.

"Por lo general, en mi experiencia en las cadenas de suministro, la automatización le muestra oportunidades claras desde el punto de vista de la calidad y el rendimiento. Porque, de repente, tiene un equipo que puede superar a todo", agrega Watters. "Destaca otras áreas que ahora necesitan mejoras que tal vez no haya notado antes, o que no necesitaban mejorar antes de que existiera esa velocidad. También nos ha mostrado algunas oportunidades en la cadena de suministro en el tamaño, en el equipo poscosecha, todo en ese sentido".

VIDEO: Vea el sistema de pesaje de tara bruta en acción.

Strickland resume: "Creo que este sistema ha demostrado que la inversión correcta en el equipo correcto brindará los resultados esperados. Los proveedores del mercado "A" como Spee-Dee y otros proveedores miembros de PMMI pueden brindar soluciones eficientes. Este sistema ha demostrado lo que es cantidad de inversión que se puede lograr con los proveedores adecuados.." -PW

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