增长行业：蓬勃发展大麻市场的自动化

针对大麻的禁忌继续在烟雾中升级，这意味着一个完全新的行业的快速上升。

它也意味着新的自动化系统和机器设计的扩散，适用于大麻生产的所有阶段 - 包括越来越多，收获，加工，测试，包装和分布大麻和大麻的商品，以满足需求。

在我们详细介绍这些技术之前，回顾一下电站本身的一些基础知识可能会有所帮助。

你看，大麻包括两个亚种的印度和莎草；精神活性大麻品种来自这两个亚种，而所有大麻品种-难以置信的有用在他们自己的权利-来自后者。大麻是大麻，当大麻中四氢大麻酚（THC）的含量低于0.3%（按干重计）时，就不属于大麻品种，有些人认为这种区别是任意的。在大多数情况下，大麻的THC浓度为15%到40%。

尽管有各种应用，但所有这些植物都是（直到最近）非法成长或运输。Many states have since passed laws on permitting marijuana … and with the January 2019 U.S. Farm Bill now law, hemp is no longer listed as a Schedule 1 narcotic at all … “and will reinsert itself as one of the most useful plant species on earth,” saidAG T3 Holdings.总裁兼首席执行官艾德·霍顿。

T-Zero Trimmers包括所有机械部件的全速控制 - 包括翻转器，刀片，空气系统和进给和输出输送机。图片礼貌Twister Trimmer

Ag t3 Holdings是一家咨询公司，其目标是支持美国大麻市场，而不是生产以大麻纤维的强韧耐用著称的大麻纤维，而是生产大麻二酚或CBD油。CBD油主要用于大麻合法药用的州，可减轻炎症和焦虑、多动症、癫痫、克罗恩病、哮喘和青光眼的影响。尽管CBD没有令人陶醉的作用，但这些药物的许多益处与THC的益处相重叠。事实上，一些研究表明，当THC和CBD一起食用时，会增加（协同）效益…特别是当其他大麻萜烯和类黄酮以及大麻酚、大麻色素烯、大麻黄素和天然存在于植物中的四氢大麻黄素也存在时。

目前使用相对传统的农业手段户外生长麻花的方法 - 往往与大麻的流程相差。（跳到此功能的部分收割有关旨在最大化大麻作物的盈利能力的更多信息。事实上，大麻培养越来越多地在完全隔离建筑物的安全温室或成长室内完成，特别是对于大规模的商业运营。

在现代的方式生长大麻

据此，大麻 - 行业投资去年达到13.8亿美元，这是短暂的两年前的四倍。Viridian资本顾问．许多新运营利用自动化的农业和先进的园艺技术，这些技术正在看到自己的投资和采用水平。这是根据风险投资平台的Agfunder Inc.，将农业企业家与投资者联系起来（并发布其数据agfundernews.com.).

其中一个迭代是使用带有自动植物护理系统的温室。”我不能说我们是否为大麻相关自动化设施提供了工程支持，只是因为我们通过分销渠道销售，并不总是知道谁是最终客户Trinamic运动控制．“然而，我们知道我们的PANdrive智能机电一体化解决方案被用于农业自动化。一家名为Ridder的荷兰公司将其用于牲畜马厩和温室通风口的自动化。”

Proeger还表示，他的公司看到了精准农业应用的上升。

“这些是单株植物供应适量的水和肥料的系统......以及非生产性植物或分支自动摘除。许多这样的操作仍然在他们的研究状态下，但这里有一个上升的趋势，“他补充道。

事实上，如今三分之一的大麻生产都是在室内进行的，而在像科罗拉多和加拿大这样凉爽的地方，这一比例更高。这些栽培室通常设有精确的水培系统，用营养滴定溶液清洗植物的根部;再加上对植物生长环境的精心控制，这种方法会使植物的生长速度比土壤栽培快得多，而且通常会产出更大、更健康的植物。

“在大麻自动化中的一个有趣的应用是在水培营养系统的潮湿环境中使用IP65级电机，”西北地区销售经理吉什伯恩斯表示，适用于应用运动产品。

另一种形式的精确农业是气栽法——由总部位于加州森尼维尔的AEssenseGrows公司提供的集成硬件和控制支持。

这里显示的是AEssenseGrows的自动AEtrium系统。传感器反馈通知软件程序，自动化所有气候和植物喂养功能。AEssenseGrows的另一款产品是Guardian Grow Manager，这是一款工业物联网工具，可以让growth house的管理者从笔记本电脑或移动设备上远程监控和调整他们的操作。点击放大。

空气换气是一种在迷雾空气环境中种植植物的技术，在迷雾的空气环境中患者的土壤或其他媒体。这与水培，使用水浴和（在某些情况下）少量水留介质以支撑植物根部。优点包括清洁操作，并更好地对植物根源的溶液化妆，以实现最快的增长。

有什么内幕吗?

“空气促进需要复杂的控制和传感器来监测营养百分比并保证它们以正确的速率喷出...并保持根区域中的正确量的氧气以允许光合作用。植物很有趣......它们倒置 - 根部需要氧气，冠层需要二氧化碳，“解释吉布森。

在封闭的咆哮中，植物从空气中吸收大量二氧化碳并将其转化为氧气。植物在它们的根部使用氧气吸收盐和水并产生碳水化合物。然后将那些碳水化合物进入树冠，使用光能和二氧化碳来支持光合作用。这有助于为工厂创造更复杂的糖和结构......反过来刺激了增长。然后将植物吸入水和氧气进入大气中。

人工方法无法解决这一问题：这些生物化学过程需要对环境进行快速而精确的调节，包括根区的气态物质以及影响植物冠层的氧气、二氧化碳、水分、温度和光能。

新兴技术包括Bloom Automation公司的大麻修剪机器人，该机器人利用软件模型和机器视觉非常精细地修剪嫩芽上的叶子。图像礼貌钢坯自动化

“我们的AessenseDrows AETRIUM系统优化所有这些过程 - 同时监视传感器阵列的所有不同参数，以确切地提供植物的需要。它控制致动器，以调整条件和自动蠕动泵，以精确的水平注入营养物，当时需要。一点挑战是，因为植物在空气换气（如此迅速通过光合作用）的速度变得如此迅速，因此它们可以在一小时内耗尽一间二氧化碳的成长室。此外，植物如此迅速吸出水，养育房变成丛林 - 几乎立即达到90％的湿度，“吉布森注意到。

因此，aessensegrowth系统也会自动向生长室内注入二氧化碳，以跟上光合作用和生长过程。其他功能包括除湿和与生长室内HVAC功能的集成，用于加热，空调，空气净化，气流管理和温度管理。通常情况下，该自动化系统将生长环境保持在68°和72°，在40%的湿度下，二氧化碳浓度为千分之百，而冠层的PPFD光照强度为1000。

吉布森说：“AEssenseGrows的每个人都是工程师，我们对这个行业很满意，因为我们在电子、控制系统和软件环境开发方面拥有丰富的经验。”。

事实上，Gibson从1995年开始在国家半导体公司的努力已经使他参与了新的用户界面和网站，以方便数据访问和系统控制。这包括提供物联网功能的aessensegrowds Guardian growth Manager工具，让管理者可以从笔记本电脑或移动设备远程监控生长环境，甚至可以执行机电系统的控制以根据需要进行调整。

用自动化设计收获大麻和HEMP利润

如果控制，相对适度的执行器，传感器和软件主导自动化的环境，则适当的运动设计位于大麻移植手机，收获机器人和自动化Destemming和支付设备的核心。考虑支付 - 从茎上移除大麻芽或花的过程。温哥华，加拿大为基础剪切是款式的设计师和制造商以及修剪机。

“大麻在美国、加拿大和世界其他地区的合法化推动了大麻植物种植、收获和加工方法的巨大转变，”Shearline研究主管Ryan Hall说。这样的操作总是比不知情者想象的要困难得多。

spydrx加灯流量支持垂直大麻种植。

请阅读本文中有关垂直种植的更多信息，这有助于经营者更有效地种植质量更好的大麻（以及一系列其他作物）：大麻栽培利用模块化自动化站．正如Macron Dynamics的Michael Giunta解释所示，大型大麻农业通常在室内和高度自动化。在某些布置中，可移动墙壁进入和退出站由执行多个工厂管理任务的复杂机器人服务。

“在1997年，经过四年令人沮丧的研发，我介绍了第一台能够在所有大麻的所有菌株上修剪过量的叶子，”加入大厅。正确设置和操作，该电动机驱动的机器产生的结果几乎与历史上用于公共消费的处理花的手工修剪方法 - 但快速10到20倍。

咀嚼机（宣传图片）由巴克妈妈提供

从那时起，大厅继续努力改善该设备的所有方面和其他自动化机械。

“The ability to develop and test concepts in a totally open and cooperative manner with manufacturers of motors, drive systems, and most importantly, PLC-controlled VFDs, has enabled amazing options to dramatically improve our machines’ efficiencies … and reduce manual labor even further,” said Hall.

Shearline用这些运动技术解决的一个挑战是修剪许多不同的大麻品种——它们都有独特的结构和密度。每个应变要求不同和不同水平的切边机滚筒速度，倾斜，和角度;抽吸;输入进给速率;和切割系统的速度和旋转。

Shearline将一系列设备提供给小型和商业规模的大麻处理器。图片礼貌Shearline•点击放大。

大规模生产者现在还要求其他大麻处理任务的自动化。“这些任务包括从秸秆的芽扣......作为修剪机器无法执行此过程。修剪机的工业规模喂养是我们通过我们的系统产品自动化的另一项任务。霍尔解释说，这些允许一致的流量输出均匀修整的产品......进一步减少了手工劳动力。“

“这里，在穿过以3,600转/分的鼓风机的叶轮之前需要修整材料的分离，以确保足够的抽吸。这是为了保留修剪叶子的质量，这在他们自己在提取方面具有重要价值，“剪切大厅继续。

所有机器的组件都是食品级化学镀镍或电抛光不锈钢，用于符合严格的当地法规。

“另一个设计收集细颗粒以确保修剪器保持对其一致操作至关重要的吸力。否则这些颗粒将在机器上堵塞出口过滤器，以确保周围工作环境的清洁和安全性。事实上，粒子收集还会最大限度地减少清洁设备所需的时间和劳动。“

这种和其他设备加工大麻植物（以及包括捻线机，Greenbroz和Munch Machine等OEM的设备）是开发的和商业上可用的 - 采用可变速度电机，适应湿润和干燥植物的进给;HMIS允许协调传送和手动任务;在某些情况下，甚至SKADA集成和IIOT连接的远程诊断。相比之下，机器充分利用大麻收获有办法。

在这台T-ZERO机器上，一个1马力的转臂马达旋转6.5英尺^3.Tumbler作为一个20马力的叶片马达工作修剪植物的茎和叶从芽。输入为三相480/600 V;产量为每小时120磅干芽。图片courtesy Twister Trimmer

Twister T-Zero修剪潮湿和干燥的大麻植物，每分钟输出56,000次，总湿吞吐量每小时600磅以上。Siemens PLC Automation使用触摸屏HMI使定制预设和数据收集能够进行顶级效率和一致性。图片courtesy Twister Trimmer

大麻不仅对它的生物多样性有着难以置信的用处。几千年来，它的纤维赋予了服装、纸张和建筑材料强度和耐久性；大麻籽（富含ω-3脂肪和抗氧化剂）是一种多功能的保健食品；这种植物的木质部分可以作为生物燃料，也可以用作老人牌混凝土（用于隔热和镶板）。一个挑战是，大麻秆的韧性使其相当难以加工。此外，这是非法的这么长时间，有很少的基础设施来处理和分配的原材料加工成最终产品。

治疗非食物或补充剂的大麻的一个关键步骤是截止秸秆的外皮，以暴露在纺织品中使用的软韧皮纤维以及秸秆的厚木质灯或赫德·核心的凝固纤维。在美国，大麻Inc.北卡罗来纳州是唯一的商业大麻二滴变器。但很快，新的移动设备可以为此功能服务的行业。基于加拿大的天然光纤技术埃德蒙顿最近发布了移动大麻和亚麻脱象器;Chemation AG（通过若干合作伙伴关系）还开始生产该专业移动设备。

如果成功，他们的努力可以解决大麻生产者与寻求将非CBD货物的人之间的断开的断开。但是有效的移动式二象剂设计的关键是它们是自馈单元......作为可行的大麻纤维养殖需要收获数千英亩的土地。查看电动执行器上的动作趋势片，了解线性运动组件和物联网功能的详细信息，从而改善重型车辆和非公路机械，与自给自足的独立器不同。

大麻提取和测试中的技术

大麻素如THC和CBD通常从大麻和大麻茎中提取，用于更广泛的食品、滴剂和吸食制品。萃取是通过使用低温CO形式的溶剂₂在高压下；乙醇；橄榄油；丁烷或己烷。

正如Burns of Applied Motion Products所解释的，许多大麻加工过程与食品和消费包装产品中的其他加工过程相似。”然而，在进入大麻自动化市场时，有些领域我们最初并不了解。例如，从植物中提取CBD的一种方法依赖于使用高度易燃的高级谷物酒精或乙醇。对于这样的应用，我们必须提供专门的运动控制解决方案-包括那些认证用于危险场所的解决方案。此类产品包括我们的HX56-100步进电机和STAC6-Q-H步进驱动器。”

汽车制造商应解决其他THC和CBD提取方法的挑战。

“帝国在许多其他特殊用途电机中制作高性能低温电机，”帝国磁道总裁Richard Halstead说。“一台电机设计在机器中用于提取大麻素在极冷的温度下。”

某些帝国磁电机提取大麻素有轴向间隙（轴向通量）的设计。这里显示的是一个这样的转子电机前磁铁插入。

作为最广泛使用的非法药物，大量知识已经积累了大麻素的效果 - 包括药物目的的效果。但是，这些信息没有使用传统方法（制药公司或其他医疗实体）收集，因此公司现在正在努力使这些化合物在安全，控制，工业规模过程中衡量。

“迄今为止，优选的萃取过程使用液体二氧化碳，”持续的Halstead。

“该材料提供了高提取率而不在化合物中留下残留物。捕获是，由于该过程在约-90°C的高压和温度下进行，所以需要在需要在这些条件下运行的特殊设备（包括电动机，操作泵，搅拌器和其他必要运动）。“

因此帝国磁性设计了一个解决方案，解决了这个问题的组合轴向间隙电机和磁耦合为避免污染，电机绕组（定子）密封在焊接不锈钢外壳中，以防止湿气侵入而变成冰。转子包含搅拌器和陶瓷轴承的功能。这些陶瓷轴承由液体CO润滑₂．霍尔斯特德解释说:“定子的材料和结构适用于电机所能看到的较宽的温度范围，而且由于它们不与油箱中的流体接触，因此对材料的选择没有限制。”