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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Platten aus lignozellulosehaltigem Material, bei welchem vorerst das Ausgangsmaterial in wenigstens einer Stufe zerfasert wird und das erhaltene Fasermaterial in einer Förderflüssigkeit aufgeschwemmt wird, darnach in der Formstufe aus dieser Aufschwemmung Rohlinge der zu formenden Körper geformt werden und schliesslich die
Förderflüssigkeit mechanisch abgeschieden wird sowie die Endprodukte unter Druck und Wärme getrocknet werden.
Bei Papier- und bei Zellstoffherstellung wird im allgemeinen der aus den Reinigungsstufen kommende
Stoffbrei von etwa 0, 5% Stoffdichte auf eine solche von 5 bis 6% eingedickt sowie in einer Stoff-Bütte gestapelt und von dort aus der Maschinen-Bütte zugeführt, in welcher der Stoffbrei mit dem Kreislaufwasser aus der
Blattbildungs-Vorrichtung auf die erforderliche Konsistenz von 1% oder weniger verdünnt wird ; dadurch sollen im Kreislauf : Maschinen-Bütte-Entwässerungs-vorrichtung, Frischwasser-Zusätze und Abwassermengen möglichst niedrig gehalten werden. Bei solchen Herstellungsverfahren ist ausserdem die Trocknung von
Zellstoffbrei durch Verdampfen bekannt. Ferner wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von Platten entwickelt, welche bis zu 100% aus Baumrinde bestehen.
Um bei derartigem Ausgangsmaterial Form- und
Entwässerungseigenschaften zu verbessern, wird dasselbe nach der Zerfaserung auf einen Trockengehalt zwischen
30 und 80 Gew.-% vorgetrocknet und der dabei entstehende Dampf kondensiert sowie das Kondenswasser wieder zugemischt. Die zugehörige Veröffentlichung enthält jedoch keine Angaben über Behandlung des Abwassers oder über Trockengehalt des Materials nach der mechanischen Entwässerung im Vergleich zu demjenigen nach der
Vortrocknung.
Weiters ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Asbest-Papieren bekannt, bei welchem an einer
Formstation den Rohlingen für das zu formende Gut Frischwasser zugeführt wird. Zur Herstellung von
Formkörpern, beispielsweise von Platten aus lignozellulosehaltigem Material wird gleichfalls das konventionelle, sogenannte "nasse" Verfahren angewandt, bei welchem aus einer Aufschwemmung des zerfaserten Materials die
Rohlinge für die zu formenden Körper geformt und dieselben anschliessend auf einen Trockengehalt von etwa 30 bis 40 Gew.-% entwässert werden ; darnach gelangen die Rohlinge in eine Heisspresse, in welcher dieselben durch mechanisches Auspressen von Wasser auf höhere Trockengehalte von etwa 50 bis 55% gebracht werden und dabei das restliche Wasser durch Zuführung von Wärme über die Pressplatten verdampft wird.
Beim sogenannten "trockenen" Verfahren werden Faserplatten od. dgl. ohne Einsatz von Wasser als Fördermittel bei der Formung der Rohlinge hergestellt ; hiebei werden die zu formenden Körper unmittelbar aus ganz oder teilweise getrockneten Fasern unter Anwendung einer pneumatischen Fördertechnik und Formtechnik geformt ; die
Rohlinge werden ohne Wasserentzug mit einem Trockengehalt von 50 bis 100% vorgepresst und gelangen dann in die Heisspresse, in welcher sie gepresst und getrocknet werden ; aus der Heisspresse tritt kein Wasser in flüssiger Form aus.
Diese beiden Methoden zur Herstellung von Formkörpern aus lignozellulosehaltigem Material werden auch in grösserem Umfang angewandt : das nasse Verfahren wird vor allem deswegen bevorzugt, weil es wesentlich einfacher durchzuführen und mit Wasser als Fördermittel die Formung der Rohlinge einwandfrei beherrschbar ist ; die dabei verbrauchte Förderflüssigkeit enthält jedoch aus dem behandelten Fasermaterial ausgelöste Bestandteile, so dass durch die anfallende Abwassermenge an der betreffenden Aufnahmestelle, beispielsweise in stehendem oder fliessendem Gewässer erhebliche Verunreinigung entsteht.
Aus diesem Grunde wird bereits häufig das trockene Verfahren bevorzugt, bei welchem zwar keine verunreinigte Förderflüssigkeit anfällt, bei welchem jedoch erst unter zusätzlichem Einsatz künstlicher Bindemittel zwischen den Fasern eine gleich gute Fibrillenbindung erzielt wird wie bei den nassen Verfahren, wofür im allgemeinen ein Zusatz von teuren Präparaten in Mengen von 1 bis 12 Gew.-% erforderlich ist.
Das Herstellungsverfahren der eingangs beschriebenen Art für Formkörper, insbesondere von Platten aus lignozellulosehaltigem Material soll nun derart vorteilhaft ausgestaltet werden, dass sowohl die beim Nassverfahren gegebenen Vorteile bezüglich besserer Faserbindung als auch diejenigen des Trockenverfahrens (Vermeidung von umweltschädlichem Abwasser-Anfall) gemeinsam realisiert werden.
Nach der Erfindung wird dies bei derartigen Herstellungsverfahren in einfacher und befriedigender Weise dadurch erreicht, dass das durch Zerfaserung erhaltene Material in der Aufschwemmungsstufe durch mittels Wärmezufuhr hervorgerufene Verdampfung von Wasser auf einen solchen Trockengehalt vorgetrocknet wird, welcher grösser ist als der Trockengehalt der Rohlinge für die zu formenden Körper nach in der Formstufe erfolgter mechanischer Entwässerung, so dass, trotzdem der zwischen Aufschwemmungsstufe und Formstufe umgewälzten Förderflüssigkeit Frischwasser zugesetzt wurde, während der anschliessenden Trocknungsstufe im wesentlichen ausschliesslich Wasserdampf abgeht.
Eine bevorzugte Ausgestaltung dieses Herstellungsverfahrens ergibt sich dadurch, dass in der Formstufe Frischwasser durch Aufbringen auf die Rohlinge für die zu formenden Körper zugeführt wird, welchem zweckmässig Chemikalien zugesetzt sind, mittels welcher die Güteeigenschaften der zu formenden Körper beeinflusst werden. Dem Frischwasser können einerseits zur Erhöhung der Wasserbeständigkeit der Formkörper beispielsweise Paraffin-Emulsionen, Phenolharze oder Karbanide zugesetzt werden, bzw. anderseits Wasserglas, Ammoniumsalze, Sulfate oder Borate zwecks Erzielung feuerfester Eigenschaften.
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Bei Durchführung dieses erfindungsgemässen Herstellungsverfahrens für Formkörper aus lignozellulosehaltigem Material wird trotz Zusatzes von Frischwasser zu der zwischen Aufschwemmung des Fasermaterials und Formung der Rohlinge umgewälzten Förderflüssigkeit kein Abwasser in flüssiger Form abgeführt ; durch das im speziellen vorgesehene Aufbringen des Frischwassers in der Formstufe auf die Rohlinge für die zu formenden Körper werden in den Rohlingen ausgelöste lignozellulosehaltige Substanzen von den Oberflächen derselben in deren innere Abschnitte verdrängt, wodurch das Endergebnis weiter verbessert wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer Anlage zur Herstellung von Formkörpern aus lignozellulosehaltigem Material nach dem erfindungsgemässen Verfahren schematisch dargestellt.
Bei dieser Fertigungsanlage wird von einem Vorrat-10-stückförmiges lignozellulosehaltiges Rohmaterial, beispielsweise in Form von Holz-Hackstückchen durch eine Leitung --12-- einer Zerfaserungsstufe --14-- zugeführt und in derselben zerfasert bzw. raffiniert. Diese Zerfaserung kann in einem oder mehreren Schritten erfolgen, entweder unter atmosphärischen Bedingungen oder unter Überdruck bei
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durch unmittelbare oder mittelbare Berührung der Trockengehalt des Fasermaterials erhöht wird gegenüber demjenigen der Rohlinge nach der mechanischen Entwässerung in der Formstufe. Mittels einer Blasvorrichtung
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aufgeschwemmt wird, welches durch eine Leitung --30-- zugeführt wird, wie unten noch näher erläutert.
Anschliessend wird dann das Fasermaterial in wässeriger Aufschwemmung durch eine Leitung --32-- zur Formstufe-33-für die zu formenden Körper geleitet, in welcher in bekannter Weise mittels Entwässerung gearbeitet wird, beispielsweise durch Flüssigkeitsabzug über ein längs einer endlosen Bahn bewegtes Siebtuch - -34--, wobei die Hauptmasse des als Förderflüssigkeit dienenden Wassers abgeschieden und in einem Trog --36-- od. dgl. gesammelt wird ; in dieser Formstation--33-kann die Entwässerung mittels eines Vakuumoder Saugkastens --38-- bzw. zusätzlich durch Auspressen in einer Walzenpresse-40-weiter gesteigert werden.
An den in der Formstufe --33-- hergestellten Rohlingen ist in Abhängigkeit von den eingesetzten Entwässerungs-Vorrichtungen der Trockengehalt der Rohlinge in weiten Grenzen variabel und beträgt gewöhnlich zwischen 20 und 60 bis 65 Gew.-%. Von der Formstation--33--werden die Rohlinge für die zu formenden
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weiter Wasser in flüssiger Form ausgepresst wird ; der Trockengehalt der Rohlinge soll vor der Heisspresse --42-- jedenfalls so hoch sein, dass die Trocknung in dieser Presse nur dadurch erfolgt, dass Wasser in Dampfform, und also nicht in flüssiger Form, entweicht. Die Heisspresse kann als Etagenpresse ausgeführt sein und hat in an sich bekannter Weise Pressplatten, zwischen denen die Faserplattenrohlinge einer kombinierten Druck- und Wärmebehandlung zu ihrer endgültigen Form unterworfen werden.
Aus der Vorpresse--44-- austretendes Wasser wird in einem Trog --46-- gesammelt und einem Behälter-48-, der für den Trog --46-- und den Trog--36--gemeinsam sein kann, zugeführt.
Falls die in der Vortrocknungsstation--20-verdampfte Wassermenge grösser ist als die Wassermenge, die bei der mechanischen Entwässerung zu dem Behälter --48-- entweicht, kann Flüssigkeit, vorzugsweise in der Form von Frischwasser, durch eine Leitung --50-- Düsen oder Spritzvorrichtungen--52--an der Formstation-33--, wie beispielsweise über dem Vakuumsaugkasten-38--, zugeführt werden. Das Frischwasser kann auch gewünschte Chemikalien, die also in dem Enderzeugnis vorhanden sein sollen, enthalten.
Durch dieses Aufbringen von Wasser auf die Oberfläche der Faserplattenrohlinge werden in der Oberflächenschicht herausgelöste lignozellulosehaltige Substanzen von der Oberfläche in Richtung zur Mitte der Rohlinge verdrängt, was von grosser Bedeutung ist, um Verfärbung der Enderzeugnisse und auch Verschmutzung z. B. der Matrizen der Formpresse zu vermeiden. Das zugeführte Frischwasser ersetzt den Verlust durch die Vortrocknung in der Station--20--.
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--56-- dem Stoffkasten--28-für die Aufschwemmung neuer Mengen getrockneten Faserstoffes zugeführt. Dank der Verdampfung von Wasser in der Vorrichtung --20-- braucht kein Auslassen von Herstellungswasser in die Umgebung stattfinden.
Der Vorteil, die rein mechanische Entwässerung vor die Behandlung in der Heisspresse zu legen, wobei diese Auspressung also bei niedrigen Temperaturen vorgenommen werden kann, liegt darin, dass hiebei eine weitere Auslösung von lignozellulosehaltigen Bestandteilen aus dem Faserstoff vermieden wird, was dagegen eintreten würde, wenn die mechanische Entwässerung bei der in der Heisspresse herrschenden erhöhten Temperatur vorgenommen werden würde. Die in der Heisspresse somit durch Zufuhr von Wärmemittel über die Pressplatten endgetrockneten geformten Körper werden danach aus der Anlage herausgeführt, um weiter behandelt, z. B. bezüglich ihres Formates bearbeitet zu werden.
In der Heisspresse soll somit vorzugsweise lediglich reine Verdampfung von in dem geformten Körper verbliebener Flüssigkeit vorkommen dürfen.
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Von dieser Formatisierung herrührender lignozellulosehaltiger Abfall wird, vorzugsweise ohne Zusatz von Wasser, zerkleinert, wonach das feinzerteilte Erzeugnis der Anlage für die Stoffaufschwemmung, die für die Nassformung der zu formenden Körper benutzt wird, zurückgeführt wird.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeigte Ausführungsform begrenzt, sondern lässt sich im weitesten Sinne innerhalb des Rahmens des ihr zugrundeliegenden Leitgedankens abwandeln. In gewissen Fällen ist es denkbar, einen kleineren überschuss an Förderflüssigkeit insoweit zuzulassen, dass der Trockengehalt der abschliessenden Trocknungsstufe zugeführten geformten Körper den des dem Prozess zugeführten feinverteilten Faserstoffes übersteigen darf. Der überschuss an Förderflüssigkeit wird dann derart behandelt, dass darin gelöste lignozellulosehaltige Substanzen unschädlich gemacht oder in einen andern Prozess überführt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Platten aus lignozellulosehaltigem Material, bei welchem vorerst das Ausgangsmaterial in wenigstens einer Stufe zerfasert wird und das erhaltene Fasermaterial in einer Förderflüssigkeit aufgeschwemmt wird, darnach in der Formstufe aus dieser Aufschwemmung Rohlinge der zu formenden Körper geformt werden und schliesslich die Förderflüssigkeit mechanisch abgeschieden wird sowie die Endprodukte unter Druck und Wärme getrocknet werden,
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stufe durch mittels Wärmezufuhr hervorgerufene Verdampfung von Wasser auf einen solchen Trockengehalt vorgetrocknet wird, welcher grösser ist als der Trockengehalt der Rohlinge für die zu formenden Körper nach in der Formstufe erfolgter mechanischer Entwässerung, so dass,
trotzdem der zwischen Aufschwemmungsstufe und Formstufe umgewälzten Förderflüssigkeit Frischwasser zugesetzt wurde, während der anschliessenden Trocknungsstufe im wesentlichen ausschliesslich Wasserdampf abgeht.
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The invention relates to a method for the production of molded bodies, in particular plates made of lignocellulosic material, in which the starting material is first defibrated in at least one stage and the fiber material obtained is floated in a conveying liquid, then in the molding step blanks of the bodies to be molded are made from this flooding are shaped and finally the
The conveying liquid is mechanically separated and the end products are dried under pressure and heat.
In the case of paper and pulp production, the one coming from the cleaning stages is generally used
Pulp from about 0.5% consistency thickened to that of 5 to 6% and stacked in a pulp and from there fed to the machine chest, in which the pulp with the circulating water from the
The sheet-forming device is diluted to the required consistency of 1% or less; This is to keep in the cycle: machine-chute-drainage device, fresh water additives and waste water quantities as low as possible. In such manufacturing processes, the drying of
Pulp known by evaporation. Furthermore, a process for the production of panels has already been developed, which consists of up to 100% tree bark.
In order to use such a starting material form and
To improve drainage properties, the same is done after defibering to a dry matter content between
30 and 80% by weight predried and the resulting steam condenses and the condensation water is mixed in again. However, the corresponding publication does not contain any information on the treatment of the wastewater or on the dry content of the material after mechanical dewatering compared to that after
Pre-drying.
Furthermore, a method for the production of asbestos papers is known in which on one
Forming station fresh water is supplied to the blanks for the product to be formed. For production of
Molded bodies, for example sheets made of lignocellulose-containing material, are also used in the conventional, so-called "wet" process, in which the
Blanks for the bodies to be shaped are formed and the same are then dewatered to a dry content of about 30 to 40% by weight; The blanks are then placed in a hot press, in which they are brought to a higher dryness content of around 50 to 55% by mechanically pressing out water and the remaining water is evaporated by supplying heat via the press plates.
In the so-called "dry" process, fibreboards or the like are produced without the use of water as a means of conveyance when the blanks are formed; The bodies to be shaped are shaped directly from completely or partially dried fibers using pneumatic conveying technology and molding technology; the
Blanks are pre-pressed without dehydration with a dryness content of 50 to 100% and then enter the hot press, in which they are pressed and dried; no water in liquid form escapes from the hot press.
These two methods for the production of molded bodies from lignocellulosic material are also used on a larger scale: the wet process is preferred primarily because it is much easier to carry out and the shaping of the blanks can be perfectly controlled with water as the conveying medium; however, the conveying liquid consumed in the process contains components released from the treated fiber material, so that considerable pollution occurs due to the amount of waste water produced at the relevant receiving point, for example in standing or flowing water.
For this reason, the dry process is often preferred, in which no contaminated conveying liquid is produced, but in which an equally good fibril bond is achieved as with the wet process, for which generally an addition of expensive ones is achieved only with the additional use of artificial binders between the fibers Preparations in amounts of 1 to 12 wt .-% is required.
The production process of the type described at the beginning for molded bodies, in particular sheets made of lignocellulosic material, should now be designed in such an advantageous manner that both the advantages of the wet process with regard to better fiber binding and those of the dry process (avoidance of environmentally harmful waste water accumulation) are jointly realized.
According to the invention, this is achieved in a simple and satisfactory manner in such manufacturing processes in that the material obtained by defibering is predried in the suspension stage by evaporation of water caused by the supply of heat to such a dry content which is greater than the dry content of the blanks for the forming body after mechanical dewatering has taken place in the forming stage, so that, despite the fact that fresh water was added to the conveying liquid circulated between the flooding stage and the forming stage, during the subsequent drying stage essentially only water vapor is released.
A preferred embodiment of this manufacturing method results from the fact that in the molding stage fresh water is supplied by application to the blanks for the bodies to be molded, to which chemicals are expediently added, by means of which the quality properties of the bodies to be molded are influenced. Paraffin emulsions, phenolic resins or carbanides, for example, can be added to the fresh water, on the one hand, to increase the water resistance of the molded bodies, or, on the other hand, waterglass, ammonium salts, sulfates or borates in order to achieve fire-resistant properties.
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When carrying out this production method according to the invention for molded bodies made of lignocellulosic material, despite the addition of fresh water to the conveying fluid circulated between the suspension of the fiber material and the formation of the blanks, no waste water is discharged in liquid form; Through the specially provided application of the fresh water in the molding stage to the blanks for the bodies to be molded, lignocellulosic substances released in the blanks are displaced from the surfaces of the same in their inner sections, whereby the end result is further improved.
In the drawing, an embodiment of a plant for the production of molded bodies from lignocellulosic material according to the method according to the invention is shown schematically.
In this production plant, 10-piece lignocellulose-containing raw material, for example in the form of wood chips, is fed through a line --12-- to a fiberizing stage --14-- and is fiberized or refined in the same. This defibration can take place in one or more steps, either under atmospheric conditions or under excess pressure
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through direct or indirect contact, the dry content of the fiber material is increased compared to that of the blanks after mechanical dewatering in the molding stage. By means of a blower
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is floated up, which is fed through a line --30--, as explained in more detail below.
Then the fiber material is then led in aqueous suspension through a line --32 - to the forming stage 33 for the bodies to be formed, in which work is carried out in a known manner by means of dewatering, for example by drawing off liquid over a sieve cloth moving along an endless path - -34--, whereby the main mass of the water used as the conveying liquid is separated and collected in a trough -36- or the like; In this forming station - 33 - the dewatering can be increased further by means of a vacuum or suction box --38 - or additionally by pressing in a roller press -40-.
On the blanks produced in the molding stage --33--, the dry content of the blanks is variable within wide limits, depending on the dewatering devices used, and is usually between 20 and 60 to 65% by weight. From the forming station - 33 - the blanks for the
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further water is squeezed out in liquid form; In any case, the dryness of the blanks before the hot press --42-- should be so high that drying in this press only takes place by the fact that water escapes in vapor form, and not in liquid form. The hot press can be designed as a multi-stage press and has press plates in a manner known per se, between which the fiberboard blanks are subjected to a combined pressure and heat treatment to their final shape.
Water emerging from the prepress - 44-- is collected in a trough --46-- and fed to a container -48-, which can be common for trough --46-- and trough - 36 -.
If the amount of water evaporated in the pre-drying station - 20 - is greater than the amount of water that escapes to the container --48-- during mechanical dewatering, liquid, preferably in the form of fresh water, can be fed through a line --50-- Nozzles or spray devices - 52 - at the forming station 33 -, such as above the vacuum suction box 38 - are fed. The fresh water can also contain desired chemicals, which should therefore be present in the end product.
By this application of water to the surface of the fibreboard blanks, lignocellulosic substances dissolved out in the surface layer are displaced from the surface in the direction of the middle of the blanks, which is of great importance in order to avoid discoloration of the end products and also contamination e.g. B. to avoid the dies of the molding press. The fresh water supplied replaces the loss caused by the pre-drying in the station - 20 -.
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--56-- fed to the material box - 28 - for the suspension of new quantities of dried fiber material. Thanks to the evaporation of water in the device --20-- there is no need to release production water into the environment.
The advantage of placing the purely mechanical dewatering before the treatment in the hot press, whereby this pressing can therefore be carried out at low temperatures, is that further release of lignocellulose-containing components from the fiber is avoided, which would occur if the mechanical dewatering would be carried out at the elevated temperature prevailing in the hot press. The molded bodies, which have been finally dried in the hot press by supplying heat medium via the press plates, are then removed from the system in order to be further treated, e.g. B. to be edited regarding their format.
In the hot press, therefore, only pure evaporation of the liquid remaining in the shaped body should preferably occur.
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Lignocellulose-containing waste resulting from this formatting is comminuted, preferably without the addition of water, after which the finely divided product is returned to the stock suspension system which is used for the wet molding of the bodies to be molded.
The invention is of course not limited to the embodiment shown, but can be modified in the broadest sense within the framework of the guiding principle on which it is based. In certain cases it is conceivable to allow a smaller excess of conveying liquid to the extent that the dry content of the shaped body fed to the final drying stage may exceed that of the finely divided pulp fed to the process. The excess of conveying liquid is then treated in such a way that lignocellulose-containing substances dissolved in it are rendered harmless or transferred to another process.
PATENT CLAIMS:
1. A process for the production of molded bodies, in particular sheets of lignocellulosic material, in which the starting material is first defibrated in at least one stage and the fiber material obtained is suspended in a conveying liquid, after which blanks of the bodies to be molded are formed from this suspension in the molding stage and finally the fluid is mechanically separated and the end products are dried under pressure and heat,
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stage is pre-dried by evaporation of water caused by the supply of heat to such a dry content, which is greater than the dry content of the blanks for the body to be formed after mechanical dewatering in the forming stage, so that
in spite of the fact that fresh water was added to the conveying liquid circulated between the flooding stage and the forming stage, during the subsequent drying stage essentially only water vapor escapes.
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