选择封闭系统液体分装用于散装容器的10大理由
Thomas A. Braun 著
业务经理 - 化学品与包装产品部门
Colder Products Company - 美国明尼苏达州，圣保罗市

无论盛装的液体是否有害，采用封闭式系统分装都能够为相关人员和工艺带来显著的经济、安全和环境效益。无时不刻，都有数以百万计的桶装液体和IBC集装桶往来全球各地，将包括食用油、调味品、清洁剂、溶剂或者诸如硫酸或氢氧化钾之类的危险介质在内的所有物质运往各处。这些容器为各行各业提供了一种有效方式，用于生产商/制造商以及配制商交付散装液体成分和产品，由他们将散装液体原料和产品包装好后交付给终用户，而终用户又将这些液体分装入更小的容器或设备中，用于终应用工艺。

在历史上，简单的输送方法是采用“开放式”分装系统 —— 也就是只用一个龙头把液体从原来的装运容器中倒入桶中。然而，这种方法通常肮脏不堪，而且会有液体飞溅和溢出的风险，使操作人员和环境遭受液体介质及其所产生烟气的潜在危害。参见图1。

各行业常用的另一种方法是采用“半封闭”分装系统，通过可连接摇杆或者电动/气动螺杆式输送泵，用“插入式汲取管”从垂直容器中汲取内容物。参见图2。

尽管这种方法的考虑方向是正确的，但是半封闭分装系统通常是不密封的，因此其中的化学品可能会散发出危险烟气，因而对工作场所的空气造成污染。此外，采用半封闭方法时，每当一个新桶中的液体抽完之后，操作人员都需要插入和拆除汲取管——因此在这种方法下，操作人员们在转运过程中仍然会接触到滴液、泄漏和烟气。

第三种液体分装方法是采用“密闭式”或密封式系统。与开放式或半密闭式方法相比，这无疑是一种更安全的方法。密闭系统采用抽吸泵从容器中抽吸液体，并送入终工艺。参见图3。

密闭系统包括三大部分。参见图4。

■ 汲取管总成: 汲取管总成一般包括一个“桶塞”和一根伸到容器底部的中空“下插管”或“吸管”，“桶塞”配有一个螺纹塞，取代了标准塞孔用塞子。汲取管由桶制造商预先安装或者由分装商在灌装时安装。终用户也可以选择在将容器运到终工艺地点之前，在一个安全区域安装汲取管。
■ “分装头”或“分配头”: 这种接头容易被接到容器上，便于在终用户现场分装介质。接头通过软管或导管与抽吸泵相连，抽吸泵负责向终用户的工艺输送介质。
■ 抽吸泵: 设计合理的系统可以和任何抽吸泵接口连接，因此几乎任何类型的抽吸泵（离心泵、隔膜泵、齿轮泵、叶轮泵、蠕动泵、计量泵及配比泵等）都可以和密闭式系统配套使用。

不论是有害液体还是无毒害液体，采用密闭式系统分装可以为所有行业带来益处，无论是制造商、承运人、包装商还是终用户都可以从中获益。以下为选择或指定密闭分装系统用于散装液体容器的10大理由。

1. 确保操作人员的安全

对于操作人员而言，采用密闭式分装系统更安全，因为这种系统能够避免操作人员在存放、转运和处置的过程中与有害液体接触。OSHA（美国职业安全和健康署）以及其他健康和安全组织纷纷采取积极措施，以减少相关人员和工作环境的化学品接触。对安全考虑的更多关注，推动了向可以防止操作人员与化学品发生接触的系统转变的趋势。密闭系统的汲取管预先被安装在溶液桶上，因此容器内容物与操作人员或环境发生接触的可能性得以限制。作为更进一步的保护方法，还可以在汲取管总成上配置各种类型的运输用塞子，实现以安全的方式处理由高蒸汽压力介质、海拔变化或与灌装时温度不同的温度值所造成的内部压力。

2. 保持介质纯度、防止等级下降

许多行业和应用场合都要求采用密闭的方式运输和分装化学品，以免发生污染。半导体和生命科学行业是先开始采用完全密闭式系统的行业。在这两个行业的高敏制造工艺中，即使只有一丁点的灰尘或异物都有可能造成相当巨大的损失。从起始点到介质运输再到各使用点，密闭式系统可以很好地保持化学品的纯度。参见图5。

3. 材料使用成本效益大化

设计优良的密闭式分装系统还可以将桶或IBC中型散装容器完全抽空 （99%以上），实现终用户所购全部材料的有效使用。如果桶内介质价格昂贵或者介质为有害物质，处理较为困难和/或费用高昂，则密闭式系统的这一优点显得尤为重要。实现接近100%的介质分装一般有两种方法可选:

■ 采用比桶高度稍长一点的挠性汲取管，这样在安装过程中，汲取管会弯曲，到达桶底部外缘处。参见图6。然后，当溶液桶快要被抽空时，可以在桶的另一侧插入一块简易薄垫片，将桶完全抽空。

■ 汲取管底部装有一个褶皱式波纹管装置，用于保持溶液桶底部和汲取管之间的接触。参见图7。

在提高排空效率、减少废弃物和降低处置相关成本方面，这两种方法都是卓有成效的。但是，褶皱式波纹管的成本较高，原因如下：
a) 需要附加配件（波纹管）；
b) 需要用更大/更硬的汲取管来压缩褶皱式波纹管；
c) 需要增加劳动力将波纹管组装到汲取管上。

4. 防止误接

密闭分装系统上还具备可选功能，有助于防止发生误接。这些可选功能包括色标、物理键和RFID（无线射频识别）技术或者三者兼备。可以在分配头上和汲取管总成内安装颜色识别帽，这样就很容易将分配头与正确的桶或IBC中型散装容器匹配。参见图8。如果使用多个桶盛放不同产品，色标可以将误接的风险降至低，以免对工艺造成破坏或者导致重大污染。

5. 降低清理费用

密闭分装系统能够防止在使用点发生溢出，因此可以避免费用高昂的清理作业，而且这种清理作业有时候是有危险的。参见图9。密闭式系统不仅可以省掉与清理相关的直接费用，而且无需从较重要的生产活动中转移人员参与相关处理，以免造成生产力的损失。此外，桶和汲取管总成通常可以作为一个单元回收使用，无需安排人力和水资源对桶进行清洁，因此不会产生废水。

6. 降低处置成本

聚乙烯桶或IBC中型散装容器预先装有聚乙烯汲取管总成，形成一个完整的整套装置，可以安全、彻底注满和抽空，并作为一个单元回收使用。将桶抽空并在汲取管总成内塞入运输用塞子后，即可以将整套装置安全运送至回收站。密闭式分装系统能够抽空桶内99.9%的介质，因此可以省去或降低有害废弃物处置的额外费用。

7. 支持可持续发展计划

当今，许多公司都在环境和社会责任方面做出了正式承诺，采用密闭系统化学品分装技术能够为这些目标助力，帮助各组织实现如下指标:

■ 零职业疾病
■ 零排放
■ 零报告事件
■ 持续提高能源和水资源的使用效率
■ 持续降低垃圾产生量、能源和水资源的使用量
■ 有意识地设计可循环使用、再回收或者可以采用再生材料制造的产品
■ 提供符合客户和社会要求的更安全解决方案

8. 通过UN/DOT认证

按照EPA（环境保护署）的规定采用油桶、溶液桶或IBC中型散装容器运输有害物质时（HAZMAT），则整套装置（容器和封闭装置）都必须通过CFR178规定的DOT检测方案，以确保运输过程中介质的安全。在采用预先安装汲取管作为封闭装置的情况下，尤其应该如此。包装商可以选择符合这些标准的汲取管总成。

9. 符合洁净室应用的需求

对于执行严格的洁净室制造标准的行业而言（如半导体、太阳能和生命科学行业），密闭系统分装能够使之从中收益，因为汲取管总成和分配头配件可以在符合特定应用要求的洁净室条件下组装。此外，组装而成的密闭系统分装装置有助于确保从起始点到使用点整个过程中内容物的纯度。

10. 控制成本

便利性和安全性是液体分装的两大重要目标，而实惠性同样也具有关键意义。这也正是DrumQuik的桶塞和汲取管几乎完全采用高密度聚乙烯（HDPE）制造的原因，（DrumQuik是实惠、且应用广泛的密闭式分装系统之一）。HDPE经济实惠，通过FDA认证，适用于食品工艺流程。具有耐用性，能够抵抗各种工业化学品的腐蚀。由于绝大多数油桶、溶液桶和IBC中型散装容器都是采用HDPE制成，因此整个总成很容易回收使用。对于HDPE容器的大量用户而言，成本的节约和密闭系统分装的投资回报很快就可以实现。对于要求使用不锈钢或进口聚合物汲取管或分配头的其他应用场合而言，材料价格将明显提高，但是在其他收益方面，密闭系统分装所产生的效益可能仍然要超出投入。

结语
如今，无论是危险品行业还是非危险品行业的化学品包装商和终用户都深知自身的职责，并且越来越多的包装商和终用户都开始在化学品管理解决方案中采用密闭系统。密闭式分装系统在一次性桶中采用预先安装的汲取管总成，在本质上是更安全的，而且具有耐用性、可靠性和实惠性的特点。后一项特质 — 实惠性 — 往往是决定这种安全便利的系统能否广泛应用的关键因素。尽管开放式和半开放式系统仍将继续使用，桶的制造商们可以在产品上预先安装汲取管总成来提供低成本的密闭分装系统，以此提高客户对产品的认可。同样，通过预先安装同客户青睐的分配头相配的汲取管，以此来提高产品的安全性和认可度。后，终用户将从密闭分装系统中获益，包括操作人员和环境安全的提高、容器排空效率的提高、清理/处置成本的降低、以及对可持续发展和为缔造一个更洁净的世界所做的贡献。

密闭系统分装的选择与安装

可以由桶或IBC制造商、化学品制造商或者终用户决定是否使用密闭系统分装。桶或IBC制造商可以在向客户发货之前，将低成本汲取管总成预先安装在空容器上。或者由化学包装商在将容器发往客户之前，将汲取管总成安装在装满液体的容器上。配备相关设备、能够以安全的方式处理相关材料的终用户也可以选择在使用之前在现场安装汲取管。总之，无论是在哪一阶段安装集成式密闭分装系统，这种理想的系统都能够防止相关人员和环境接触化学品，而且易于使用，可以提高所有相关方的收益率，如桶制造商、化学品包装商和终用户等。

DrumQuik接头的特征

理想的溶液桶盖和终用户管道之间的接头包括这四大特征，而Colder Products Company提供的DrumQuik分装系统正具备了四大特征：
1. 内置截止阀。从容器上断开时（更换或者存放过程中），介质不会滴落和溢出。
2. 液体出口，有各种“接头”可选，能够轻松和系统管道相连。
3. 独立的排气口。这样在液体从容器中排出的同时，有补充空气进入容器。该出口也可以连接惰性气体覆盖层，如氮气、二氧化碳或氩气，用于保护氧敏介质，如食用油或微电子、太阳能和制药行业所用的高纯度化学品。
4. 在保证无泄漏的同时，分配头能够以简单和牢固的方式与桶塞快速连接和断开。终用户可以通过键控系统，采用目测（色标）和/或机械方法防止不兼容介质的意外误接。

Colder Products Company：

Colder Products Company是全球领先的快卸接头供应商，产品应用于生命科学、工业和化学品处理等市场。Colder创建更清洁、更快速、更安全和更智能的连接。公司总部设在美国明尼苏达州圣保罗市。Colder是一个Dover公司的子公司。CPC is the leading provider of quick disconnect couplings, fi ttings and connectors for life sciences, specialty industrial and chemical handling markets. Used in a broad range of applications,innovative coupling and connection technologies from CPC allow fl exible tubing to be quickly and safely connected and disconnected.

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