選擇封閉系統(tǒng)液體分裝用于散裝容器的10大理由
Thomas A. Braun 著
業(yè)務(wù)經(jīng)理 -
化學(xué)品與包裝產(chǎn)品部門
Colder Products Company -
美國明尼蘇達(dá)州，圣保羅市
無論盛裝的液體是否有害，采用封閉式系統(tǒng)分裝都能夠為相關(guān)人員和工藝帶來顯著的經(jīng)濟(jì)、安全和環(huán)境效益。無時不刻，都有數(shù)以百萬計的桶裝液體和IBC集裝桶往來全球各地，將包括食用油、調(diào)味品、清潔劑、溶劑或者諸如硫酸或氫氧化鉀之類的危險介質(zhì)在內(nèi)的所有物質(zhì)運(yùn)往各處。這些容器為各行各業(yè)提供了一種有效方式，用于生產(chǎn)商/制造商以及配制商交付散裝液體成分和產(chǎn)品，由他們將散裝液體原料和產(chǎn)品包裝好后交付給終用戶，而終用戶又將這些液體分裝入更小的容器或設(shè)備中，用于終應(yīng)用工藝。
在歷史上，簡單的輸送方法是采用“開放式”分裝系統(tǒng) —— 也就是只用一個龍頭把液體從原來的裝運(yùn)容器中倒入桶中。然而，這種方法通常骯臟不堪，而且會有液體飛濺和溢出的風(fēng)險，使操作人員和環(huán)境遭受液體介質(zhì)及其所產(chǎn)生煙氣的潛在危害。參見圖1。
各行業(yè)常用的另一種方法是采用“半封閉”分裝系統(tǒng)，通過可連接搖桿或者電動/氣動螺桿式輸送泵，用“插入式汲取管”從垂直容器中汲取內(nèi)容物。參見圖2。 
盡管這種方法的考慮方向是正確的，但是半封閉分裝系統(tǒng)通常是不密封的，因此其中的化學(xué)品可能會散發(fā)出危險煙氣，因而對工作場所的空氣造成污染。此外，采用半封閉方法時，每當(dāng)一個新桶中的液體抽完之后，操作人員都需要插入和拆除汲取管——因此在這種方法下，操作人員們在轉(zhuǎn)運(yùn)過程中仍然會接觸到滴液、泄漏和煙氣。
第三種液體分裝方法是采用“密閉式”或密封式系統(tǒng)。與開放式或半密閉式方法相比，這無疑是一種更安全的方法。密閉系統(tǒng)采用抽吸泵從容器中抽吸液體，并送入終工藝。參見圖3。
密閉系統(tǒng)包括三大部分。參見圖4。
 
■ 汲取管總成: 汲取管總成一般包括一個“桶塞”和一根伸到容器底部的中空“下插管”或“吸管”，“桶塞”配有一個螺紋塞，取代了標(biāo)準(zhǔn)塞孔用塞子。汲取管由桶制造商預(yù)先安裝或者由分裝商在灌裝時安裝。終用戶也可以選擇在將容器運(yùn)到終工藝地點(diǎn)之前，在一個安全區(qū)域安裝汲取管。
■ “分裝頭”或“分配頭”: 這種接頭容易被接到容器上，便于在終用戶現(xiàn)場分裝介質(zhì)。接頭通過軟管或?qū)Ч芘c抽吸泵相連，抽吸泵負(fù)責(zé)向終用戶的工藝輸送介質(zhì)。
■ 抽吸泵: 設(shè)計合理的系統(tǒng)可以和任何抽吸泵接口連接，因此幾乎任何類型的抽吸泵（離心泵、隔膜泵、齒輪泵、葉輪泵、蠕動泵、計量泵及配比泵等）都可以和密閉式系統(tǒng)配套使用。
不論是有害液體還是無毒害液體，采用密閉式系統(tǒng)分裝可以為所有行業(yè)帶來益處，無論是制造商、承運(yùn)人、包裝商還是終用戶都可以從中獲益。以下為選擇或指定密閉分裝系統(tǒng)用于散裝液體容器的10大理由。
1. 確保操作人員的安全
對于操作人員而言，采用密閉式分裝系統(tǒng)更安全，因為這種系統(tǒng)能夠避免操作人員在存放、轉(zhuǎn)運(yùn)和處置的過程中與有害液體接觸。OSHA（美國職業(yè)安全和健康署）以及其他健康和安全組織紛紛采取積極措施，以減少相關(guān)人員和工作環(huán)境的化學(xué)品接觸。對安全考慮的更多關(guān)注，推動了向可以防止操作人員與化學(xué)品發(fā)生接觸的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的趨勢。密閉系統(tǒng)的汲取管預(yù)先被安裝在溶液桶上，因此容器內(nèi)容物與操作人員或環(huán)境發(fā)生接觸的可能性得以限制。作為更進(jìn)一步的保護(hù)方法，還可以在汲取管總成上配置各種類型的運(yùn)輸用塞子，實現(xiàn)以安全的方式處理由高蒸汽壓力介質(zhì)、海拔變化或與灌裝時溫度不同的溫度值所造成的內(nèi)部壓力。
2. 保持介質(zhì)純度、防止等級下降
許多行業(yè)和應(yīng)用場合都要求采用密閉的方式運(yùn)輸和分裝化學(xué)品，以免發(fā)生污染。半導(dǎo)體和生命科學(xué)行業(yè)是先開始采用完全密閉式系統(tǒng)的行業(yè)。在這兩個行業(yè)的高敏制造工藝中，即使只有一丁點(diǎn)的灰塵或異物都有可能造成相當(dāng)巨大的損失。從起始點(diǎn)到介質(zhì)運(yùn)輸再到各使用點(diǎn)，密閉式系統(tǒng)可以很好地保持化學(xué)品的純度。參見圖5。
3. 材料使用成本效益大化
設(shè)計優(yōu)良的密閉式分裝系統(tǒng)還可以將桶或IBC中型散裝容器完全抽空 （99%以上），實現(xiàn)終用戶所購全部材料的有效使用。如果桶內(nèi)介質(zhì)價格昂貴或者介質(zhì)為有害物質(zhì)，處理較為困難和/或費(fèi)用高昂，則密閉式系統(tǒng)的這一優(yōu)點(diǎn)顯得尤為重要。實現(xiàn)接近100%的介質(zhì)分裝一般有兩種方法可選:
■ 采用比桶高度稍長一點(diǎn)的撓性汲取管，這樣在安裝過程中，汲取管會彎曲，到達(dá)桶底部外緣處。參見圖6。然后，當(dāng)溶液桶快要被抽空時，可以在桶的另一側(cè)插入一塊簡易薄墊片，將桶完全抽空。
■ 汲取管底部裝有一個褶皺式波紋管裝置，用于保持溶液桶底部和汲取管之間的接觸。參見圖7。
在提高排空效率、減少廢棄物和降低處置相關(guān)成本方面，這兩種方法都是卓有成效的。但是，褶皺式波紋管的成本較高，原因如下：
a) 需要附加配件（波紋管）；
b) 需要用更大/更硬的汲取管來壓縮褶皺式波紋管；
c) 需要增加勞動力將波紋管組裝到汲取管上。
4. 防止誤接
密閉分裝系統(tǒng)上還具備可選功能，有助于防止發(fā)生誤接。這些可選功能包括色標(biāo)、物理鍵和RFID（無線射頻識別）技術(shù)或者三者兼?zhèn)��？梢栽诜峙漕^上和汲取管總成內(nèi)安裝顏色識別帽，這樣就很容易將分配頭與正確的桶或IBC中型散裝容器匹配。參見圖8。如果使用多個桶盛放不同產(chǎn)品，色標(biāo)可以將誤接的風(fēng)險降至低，以免對工藝造成破壞或者導(dǎo)致重大污染。
5. 降低清理費(fèi)用
密閉分裝系統(tǒng)能夠防止在使用點(diǎn)發(fā)生溢出，因此可以避免費(fèi)用高昂的清理作業(yè)，而且這種清理作業(yè)有時候是有危險的。參見圖9。密閉式系統(tǒng)不僅可以省掉與清理相關(guān)的直接費(fèi)用，而且無需從較重要的生產(chǎn)活動中轉(zhuǎn)移人員參與相關(guān)處理，以免造成生產(chǎn)力的損失。此外，桶和汲取管總成通�？梢宰鳛橐粋�單元回收使用，無需安排人力和水資源對桶進(jìn)行清潔，因此不會產(chǎn)生廢水。
6. 降低處置成本
聚乙烯桶或IBC中型散裝容器預(yù)先裝有聚乙烯汲取管總成，形成一個完整的整套裝置，可以安全、徹底注滿和抽空，并作為一個單元回收使用。將桶抽空并在汲取管總成內(nèi)塞入運(yùn)輸用塞子后，即可以將整套裝置安全運(yùn)送至回收站。密閉式分裝系統(tǒng)能夠抽空桶內(nèi)99.9%的介質(zhì)，因此可以省去或降低有害廢棄物處置的額外費(fèi)用。
7. 支持可持續(xù)發(fā)展計劃
當(dāng)今，許多公司都在環(huán)境和社會責(zé)任方面做出了正式承諾，采用密閉系統(tǒng)化學(xué)品分裝技術(shù)能夠為這些目標(biāo)助力，幫助各組織實現(xiàn)如下指標(biāo):
■ 零職業(yè)疾病
■ 零排放
■ 零報告事件
■ 持續(xù)提高能源和水資源的使用效率
■ 持續(xù)降低垃圾產(chǎn)生量、能源和水資源的使用量
■ 有意識地設(shè)計可循環(huán)使用、再回收或者可以采用再生材料制造的產(chǎn)品
■ 提供符合客戶和社會要求的更安全解決方案
8. 通過UN/DOT認(rèn)證
按照EPA（環(huán)境保護(hù)署）的規(guī)定采用油桶、溶液桶或IBC中型散裝容器運(yùn)輸有害物質(zhì)時（HAZMAT），則整套裝置（容器和封閉裝置）都必須通過CFR178規(guī)定的DOT檢測方案，以確保運(yùn)輸過程中介質(zhì)的安全。在采用預(yù)先安裝汲取管作為封閉裝置的情況下，尤其應(yīng)該如此。包裝商可以選擇符合這些標(biāo)準(zhǔn)的汲取管總成。
9. 符合潔凈室應(yīng)用的需求
對于執(zhí)行嚴(yán)格的潔凈室制造標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)而言（如半導(dǎo)體、太陽能和生命科學(xué)行業(yè)），密閉系統(tǒng)分裝能夠使之從中收益，因為汲取管總成和分配頭配件可以在符合特定應(yīng)用要求的潔凈室條件下組裝。此外，組裝而成的密閉系統(tǒng)分裝裝置有助于確保從起始點(diǎn)到使用點(diǎn)整個過程中內(nèi)容物的純度。
10. 控制成本
便利性和安全性是液體分裝的兩大重要目標(biāo)，而實惠性同樣也具有關(guān)鍵意義。這也正是DrumQuik的桶塞和汲取管幾乎完全采用高密度聚乙烯（HDPE）制造的原因，（DrumQuik是實惠、且應(yīng)用廣泛的密閉式分裝系統(tǒng)之一）。HDPE經(jīng)濟(jì)實惠，通過FDA認(rèn)證，適用于食品工藝流程。具有耐用性，能夠抵抗各種工業(yè)化學(xué)品的腐蝕。由于絕大多數(shù)油桶、溶液桶和IBC中型散裝容器都是采用HDPE制成，因此整個總成很容易回收使用。對于HDPE容器的大量用戶而言，成本的節(jié)約和密閉系統(tǒng)分裝的投資回報很快就可以實現(xiàn)。對于要求使用不銹鋼或進(jìn)口聚合物汲取管或分配頭的其他應(yīng)用場合而言，材料價格將明顯提高，但是在其他收益方面，密閉系統(tǒng)分裝所產(chǎn)生的效益可能仍然要超出投入。
結(jié)語
如今，無論是危險品行業(yè)還是非危險品行業(yè)的化學(xué)品包裝商和終用戶都深知自身的職責(zé)，并且越來越多的包裝商和終用戶都開始在化學(xué)品管理解決方案中采用密閉系統(tǒng)。密閉式分裝系統(tǒng)在一次性桶中采用預(yù)先安裝的汲取管總成，在本質(zhì)上是更安全的，而且具有耐用性、可靠性和實惠性的特點(diǎn)。后一項特質(zhì) — 實惠性 — 往往是決定這種安全便利的系統(tǒng)能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。盡管開放式和半開放式系統(tǒng)仍將繼續(xù)使用，桶的制造商們可以在產(chǎn)品上預(yù)先安裝汲取管總成來提供低成本的密閉分裝系統(tǒng)，以此提高客戶對產(chǎn)品的認(rèn)可。同樣，通過預(yù)先安裝同客戶青睞的分配頭相配的汲取管，以此來提高產(chǎn)品的安全性和認(rèn)可度。后，終用戶將從密閉分裝系統(tǒng)中獲益，包括操作人員和環(huán)境安全的提高、容器排空效率的提高、清理/處置成本的降低、以及對可持續(xù)發(fā)展和為締造一個更潔凈的世界所做的貢獻(xiàn)。
密閉系統(tǒng)分裝的選擇與安裝
可以由桶或IBC制造商、化學(xué)品制造商或者終用戶決定是否使用密閉系統(tǒng)分裝。桶或IBC制造商可以在向客戶發(fā)貨之前，將低成本汲取管總成預(yù)先安裝在空容器上�；蛘哂苫瘜W(xué)包裝商在將容器發(fā)往客戶之前，將汲取管總成安裝在裝滿液體的容器上。配備相關(guān)設(shè)備、能夠以安全的方式處理相關(guān)材料的終用戶也可以選擇在使用之前在現(xiàn)場安裝汲取管。總之，無論是在哪一階段安裝集成式密閉分裝系統(tǒng)，這種理想的系統(tǒng)都能夠防止相關(guān)人員和環(huán)境接觸化學(xué)品，而且易于使用，可以提高所有相關(guān)方的收益率，如桶制造商、化學(xué)品包裝商和終用戶等。
DrumQuik接頭的特征
理想的溶液桶蓋和終用戶管道之間的接頭包括這四大特征，而Colder Products Company提供的DrumQuik分裝系統(tǒng)正具備了四大特征：
1. 內(nèi)置截止閥。從容器上斷開時（更換或者存放過程中），介質(zhì)不會滴落和溢出。
2. 液體出口，有各種“接頭”可選，能夠輕松和系統(tǒng)管道相連。
3. 獨(dú)立的排氣口。這樣在液體從容器中排出的同時，有補(bǔ)充空氣進(jìn)入容器。該出口也可以連接惰性氣體覆蓋層，如氮?dú)�、二氧化碳或氬氣，用于保護(hù)氧敏介質(zhì)，如食用油或微電子、太陽能和制藥行業(yè)所用的高純度化學(xué)品。
4. 在保證無泄漏的同時，分配頭能夠以簡單和牢固的方式與桶塞快速連接和斷開。終用戶可以通過鍵控系統(tǒng)，采用目測（色標(biāo)）和/或機(jī)械方法防止不兼容介質(zhì)的意外誤接。
Colder Products Company：
Colder Products Company是全球領(lǐng)先的快卸接頭供應(yīng)商，產(chǎn)品應(yīng)用于生命科學(xué)、工業(yè)和化學(xué)品處理等市場。Colder創(chuàng)建更清潔、更快速、更安全和更智能的連接。公司總部設(shè)在美國明尼蘇達(dá)州圣保羅市。Colder是一個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.
CPC化學(xué)品分配頭 , CPC酸桶接頭 , CPC快插接頭 , CPC化學(xué)桶接頭 實物照片
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