CN103396939B - 一种孢子粉收集方法及装置和刷理机 - Google Patents

Abstract

一种孢子粉收集方法及装置和刷理机，包括以下步骤：菌床由吸运集料器送入第一旋风分离器，轻料经脉冲除尘器收集获得孢子粉；重料输送至刷理机，经刷理机筛分后的细料送入第四旋风分离器；经刷理机筛分后的粗料送入第二旋风分离器；第二旋风分离器分离后的重料送入粉碎机，粉碎后的物料送入第三旋风分离器；各个旋风分离器分离的轻料经风机负压输送至脉冲除尘器，由脉冲除尘器收集获得孢子粉。本发明通过采用先旋风分离，然后揉搓，刷分，再旋风分离，重料再经粉碎后旋风分离的分段多级分离方式，在确保收集的孢子粉达到1600~1800亿/克，活孢率达到85~90%，残渣的提取的孢子仅为4亿/克，分离提取非常充分。

Description

一种孢子粉收集方法及装置和刷理机

技术领域

本发明涉及微生物孢子收集领域，特别是一种孢子粉收集方法及装置和刷理机。

背景技术

白僵菌是一种半知菌类的虫生真菌，具有营养器官--菌丝和繁殖器官--分生孢子，菌丝有横隔有分枝。白僵菌的分布范围很广，从海拔几米至2000多米的高山均发现过白僵菌的存在，白僵菌可以侵入6个目15科200多种昆虫、螨类的虫体内大量繁殖，同时不断产生白僵素（大环脂类毒素）和草酸钙结晶，这些物质可引起昆虫中毒，使体液机能发生变化，打乱新陈代谢以致死亡。

绿僵菌属子囊菌门、肉座菌目、麦角菌科、绿僵菌属，是一种广谱的昆虫病原菌，在国外应用其防治害虫的面积超过了白僵菌，防治效果可与白僵菌媲美。绿僵菌是能够寄生于多种害虫的一类杀虫真菌，通过体表入侵作用进入害虫体内，在害虫体内不断增繁殖通过消耗营养、机械穿透、产生毒素，并不断在害虫种群中传播，使害虫致死。绿僵菌具有一定的专一性，对人畜无害，同时还具有不污染环境、无残留、害虫不会产生抗药性等优点。

利用例如白僵菌或绿僵菌的这种特性可以制成真菌杀虫剂，但收集高纯度和高活性的孢子粉是困难的。

中国专利01275732.2提供了一种真菌孢子分离器，先将固体培养基颗粒在分离室内粉碎，然后用循环气流将悬浮于分离室上方的孢子粉导入旋风分离器中，再利用旋转离心分离和布袋除尘器结合进行气固两相分离。但是预粉碎的培养基颗粒会加重分离的负担，且容易出现搅拌死角、加料量大时搅拌能耗高，整体生产效率不高，不适于大规模生产。中国专利文献200510047737.X的真菌孢子分离器，先将固体颗粒物料在分离前期循环流动，使真菌孢子和培养基充分分离，再利用旋风分离器从引入的含孢气流中分离收集孢子，其结构较简单，分离速度快，存在的问题是固体颗粒物料中仍含有大量的孢子，利用率不高。中国专利文献101524672 公开了一种旋风分离器和带有该旋风分离器的孢子分离装置，采用两级旋风分离的方式收集孢子，提高了孢子的收集纯度，使分离纯度高。存在的问题是，固体培养基颗粒与孢子的分离不够彻底，余料中固体培养基颗粒的含孢量较高，浪费较大，不适于工厂化大规模生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种孢子粉收集方法及装置和刷理机，可以提高孢子粉的纯度和活性，提高孢子粉的收集率，降低物料残渣中的孢子粉含量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种孢子粉收集方法，包括以下步骤：

一、菌床经干燥后由吸运集料器送入第一旋风分离器，轻料经第一脉冲除尘器收集获得孢子粉；

二、重料输送至储料仓，经振动出料器和管型喂料机送至刷理机，经刷理机筛分后的细料送入第四旋风分离器；

经刷理机筛分后的粗料送入第二旋风分离器；

第二旋风分离器分离后的重料经磁力除杂器送入粉碎机，粉碎后的物料送入第三旋风分离器；

第二旋风分离器、第三旋风分离器和第四旋风分离器分离的轻料经风机负压输送至第二脉冲除尘器，由第二脉冲除尘器收集获得孢子粉，

所述的第一脉冲除尘器和第二脉冲除尘器采用350~400目的滤袋；

通过上述步骤，实现孢子粉的收集。

一种用于上述方法的孢子粉收集装置，用于进料的吸运集料器与第一旋风分离器的进料口连接，第一旋风分离器的轻料出口与第一脉冲除尘器连接；

第一旋风分离器的重料出口经过卸料阀与储料仓连接，储料仓经过振动出料器与管型喂料机连接；

管型喂料机通过管路与刷理机的进料口连接，刷理机的细料出口与第四旋风分离器连接；

刷理机的重杂出料口通过管路与第二旋风分离器的进料口连接，第二旋风分离器的重料出口经磁力除杂器与粉碎机连接；

粉碎机的出料口通过管路与第三旋风分离器的进料口连接；

第二旋风分离器、第三旋风分离器和第四旋风分离器的轻料出口与风机的进口连接，风机的出口与第二脉冲除尘器连接。

 [0009] 所述的管路中设有诱导式接料器。

所述的储料仓底部设有向上拱起的档料板，所述的档料板通过弹性元件与储料仓的内壁连接，并与内壁之间留有供物料通过的缝隙，档料板的下方固设有振动电机，振动电机的轴上设有柔性扫料杆。

所述的刷理机中，上部圆柱形下部锥形的壳体内设有筛筒，筛筒内设有由驱动装置驱动旋转的刷辊，刷辊上设有朝向筛筒方向的刷毛，在筛筒内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板，所述的环形档料板为水平布置；

进料口位于壳体的顶端，并与筛筒和刷辊之间的空腔连通，在壳体锥形段底部侧壁设有负压出料口，负压出料口与壳体和筛筒之间的空腔连通，在壳体锥形段底部设有重杂出料口，重杂出料口与筛筒和刷辊之间的空腔连通，重杂出料口下端设有卸料阀。

所述的筛筒顶部外壁设有多个滚轮，并通过滚轮活动支承在壳体的顶端，筛筒顶端设有轮齿，驱动装置通过轮齿驱动筛筒以与刷辊相反的方向旋转；

所述的筛筒外壁还设有朝向壳体内壁的刷毛，在壳体内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板，所述的环形档料板为水平布置；

进料口通过进料环槽与筛筒和刷辊之间的空腔连通。

一种刷理机，上部圆柱形下部锥形的壳体内设有筛筒，筛筒内设有由驱动装置驱动旋转的刷辊，刷辊上设有朝向筛筒方向的刷毛，在筛筒内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板，所述的环形档料板为水平布置；

进料口位于壳体的顶端，并与筛筒和刷辊之间的空腔连通，在壳体锥形段底部侧壁设有负压出料口，负压出料口与壳体和筛筒之间的空腔连通，在壳体锥形段底部设有重杂出料口，重杂出料口与筛筒和刷辊之间的空腔连通，重杂出料口下端设有卸料阀。

所述的筛筒顶部外壁设有多个滚轮，并通过滚轮活动支承在壳体的顶端，筛筒顶端设有轮齿，驱动装置通过轮齿驱动筛筒以与刷辊相反的方向旋转；

进料口通过进料环槽与筛筒和刷辊之间的空腔连通。

所述的筛筒外壁还设有朝向壳体内壁的刷毛，在壳体内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板，所述的环形档料板为水平布置。

壳体和筛筒之间的空腔内靠近负压出料口的位置还设有向负压出料口倾斜的导料板。

培养基物质通常采用麸皮和稻壳，经仔细分析，白僵菌孢子粘附在培养基物质的表面，且孢子粉颗粒微小，比重轻柔，流散性强，不易收集，仅靠旋风分离难以将培养基物质与孢子分离，但是粉碎后再分离会加大分离的难度，且粉碎后的白僵菌孢子仍会粘附在培养基物质的表面，尤其是位于内表面的孢子难以分离。

本发明提供的一种孢子粉收集方法及装置和刷理机，通过采用先旋风分离，然后揉搓，刷分，筛分，再旋风分离，重料再经粉碎后旋风分离的分段多级分离方式，在确保收集的孢子粉达到1600~1800亿/克，活孢率达到85~90%，含水率低于10%的条件下，残渣的提取的孢子仅为4亿/克，分离提取非常充分。本发明的孢子粉收集装置，通过采用分级分段处理的方式，大幅提高了生产效率，降低了残渣中的孢子粉含量，增加了效益。设备结构紧凑，采用自动化控制节约了人工，降低了排放，符合环保要求。采用的专用刷理机确保孢子与培养基物质分离，尤其是在麸皮和稻壳内壁的孢子的分离效果。进一步的，采用可旋转的筛筒，进一步地提高了孢子与培养基物质的分离效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的生产方法流程示意图。

图2为本发明装置的整体结构示意图。

图3为本发明中刷理机的结构示意图。

图4为本发明中刷理机的筛筒内壁的结构示意图。

图5为图4的A-A剖视示意图。

图6为本发明中刷理机的优化结构示意图。

图中：菌床1，吸料管2，吸运集料器3，第一旋风分离器4，第一脉冲除尘器5、第二脉冲除尘器5'，风帽6，储料仓7，档料板71，振动电机72，柔性扫料杆73，振动出料器8，刷理机9，电机901，减速器902，进料口903，刷辊904，壳体905，筛筒906，环形档料板907，刷毛908，负压出料口909，辊轴910，导料板911，滚轮912，第一齿轮913，第二齿轮914，内环齿915，重杂出料口916，进料环槽917，诱导式接料器10，管型喂料机11，第二旋风分离器12，磁力除杂器13，粉碎机14，第三旋风分离器15，第四旋风分离器16，卸料阀17，风机18。

具体实施方式

如图1、2中，一种孢子粉收集方法，包括以下步骤：

一、菌床1经干燥后由吸运集料器3送入第一旋风分离器4，轻料经第一脉冲除尘器5的布袋收集获得孢子粉，空气经风帽6排入大气，本例中第一脉冲除尘器5内的布袋优选地采用350~400目的特殊滤袋；第一步分离的孢子粉是纯度含量最高的。因此时的固体培养基颗粒体积较大，分离较为容易，此时第一旋风分离器4的风量与其他的旋风分离器相比可调节至最大。

二、第一旋风分离器4内的重料输送至储料仓7，经过振动出料器8和管型喂料机11送料至下道工序，振动出料器8和管型喂料机11对物料施加拍、摔和揉搓的动作，进一步使固体培养基颗粒松散，孢子粉与固体培养基颗粒分离，以便于下部工序的处理。

物料送至刷理机9，经刷理机9刷理、筛分后的细料送入第四旋风分离器16；采用刷理机大幅提高了孢子与固体培养基颗粒之间的分离效果，尤其是提高了附着在固体培养基颗粒例如麸皮和稻壳内壁的孢子的分离效果，此时在第四旋风分离器16内分离出的轻料较多，而重料较少，风量应精细调节至与该工况相适应。

经刷理机9筛分后的粗料送入第二旋风分离器12，此时的工况是轻料较少，而重料较多，风量比第四旋风分离器16中可适当调大；

第二旋风分离器12分离后的重料经过磁力除杂器13，设置的磁力除杂器13用于去除物料中的铁质残渣，避免损坏粉碎机。送入粉碎机14后，粉碎后的物料送入第三旋风分离器15；本例中的粉碎机采用锤片式粉碎机，可以将固体培养基颗粒破碎成较小的颗粒，而不会磨成粉状，避免增加旋风分离的难度。第三旋风分离器15中的工况同样是轻料较少，而重料较多，但是由于物料经过粉碎，此处的风量应低于第二旋风分离器12内的风量。

第二旋风分离器12、第三旋风分离器15和第四旋风分离器16分离的轻料经风机18负压输送至第二脉冲除尘器5’，由第二脉冲除尘器5’收集获得孢子粉，本例中第二脉冲除尘器5’内的布袋也优选地采用350~400目的特殊滤袋，以提高收集效果；

通过上述步骤，实现孢子粉的收集。采用本发明的方法，通过分段收集的方法，提高了分离的效果，使各个段的负载均衡，并提高每段的工作效率。也便于根据每级分级的物料特点调整风力等参数。

如图2~6中，一种用于上述方法的孢子粉收集装置，用于进料的吸运集料器3与第一旋风分离器4的进料口连接，第一旋风分离器4的轻料出口与第一脉冲除尘器5连接，第一脉冲除尘器5通过风帽6与大气连通；吸运集料器3类似风机的结构，用于将菌床1的干燥物料吸引到第一旋风分离器4内。

如图2中，第一旋风分离器4的重料出口经过卸料阀17与储料仓7连接，储料仓7经过振动出料器8与管型喂料机11连接；本例中的卸料阀17采用旋转式卸料阀，以避免风力流失。振动出料器8和管型喂料机11在输送物料的同时实现对物料的摔打、揉搓动作。

优选的方案如图2中，所述的储料仓7底部设有向上拱起的档料板71，所述的档料板71通过弹性元件例如弹簧或橡胶棒与储料仓7的内壁连接，并与内壁之间留有供物料通过的缝隙，档料板71的下方固设有振动电机72，振动电机72的轴上设有柔性扫料杆73。当振动电机72转动时，带动档料板71振动，由此结构，适应了本发明中由麸皮和稻壳组成固体培养基颗粒的物料自溜性差，易起拱的特点，便于推动物料的流动。进一步的，设置的柔性扫料杆73用于将储料仓7仓底的物料扫入到下部的振动出料器8，且不会损伤孢子。

如图2中，管型喂料机11通过管路与刷理机9的进料口903连接，此处的管路中设有诱导式接料器10，以避免管路堵塞，刷理机9的细料出口与第四旋风分离器16连接；

如图2中，刷理机9的重杂出料口916通过管路与第二旋风分离器12的进料口连接，此处的管路中设有诱导式接料器10，，第二旋风分离器12的重料出口经磁力除杂器13与粉碎机14连接；

粉碎机14的出料口通过管路与第三旋风分离器15的进料口连接，此处的管路中设有诱导式接料器10；

第二旋风分离器12、第三旋风分离器15和第四旋风分离器16的轻料出口与风机18的进口连接，风机18的出口与第二脉冲除尘器5’连接，第二脉冲除尘器5’通过风帽6'与大气连通。

针对本发明物料的特点，优选的方案中，本发明对刷理机9也进行了改进，如图3~5中所示，所述的刷理机9中，上部圆柱形下部锥形的壳体905内设有筛筒906，筛筒906内设有由驱动装置驱动旋转的刷辊904，刷辊904上设有朝向筛筒906方向的刷毛908，在筛筒906内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板907，所述的环形档料板907为水平布置；

进料口903位于壳体905的顶端，与壳体之间沿切向连接，并与筛筒906和刷辊904之间的空腔连通，在壳体905锥形段底部侧壁设有负压出料口909，负压出料口909与壳体905和筛筒906之间的空腔连通，在壳体905锥形段底部设有重杂出料口916，重杂出料口916与筛筒906和刷辊904之间的空腔连通，重杂出料口916下端设有卸料阀17。设于上部的驱动装置，本例中采用电机901与减速器902连接，减速器902通过同步带与刷辊904的辊轴910连接，并驱动刷辊904旋转，将驱动装置设置在上部，减少了对下部卸料部分的干扰，便于设置，简化了结构。物料沿切向进入到筛筒906和刷辊904之间的空腔，刷辊904上的刷毛908将物料甩向筛筒906，并对不能通过筛筒906的物料进行刷理，使孢子分离，并在负压作用下穿过筛筒906。设置的环形档料板907可以延缓粗料的下降速度，且在降落摔打过程中，进一步使孢子与固体培养基颗粒分离。与现有技术不同的，本例中的环形档料板907为水平布置，且多片的环形档料板907从上到下交错布置。现有技术中采用向内圈倾斜的螺旋形档料板，该结构的缺点在于降低了筛筒906的利用率，即部分的筛筒906被向内圈倾斜的螺旋形档料板挡住，因此降低了筛筒906的可用面积，且螺旋形档料板也会对刷毛908形成干涉，与刷毛908的摩擦降低了刷毛908的使用寿命，通常每两个月就需要更换。而本发明中采用水平交错布置的环形档料板907则克服了该缺陷。不会对筛筒906形成阻挡，且与刷毛908之间也没有干涉，大幅延长了刷毛908的使用寿命，且提高了筛分效果。由于固体培养基颗粒物料的重量较轻，在风力和刷毛908的共同作用下，固体培养基颗粒物料也无法停留在环形档料板907上，因此可以不用采用倾斜的结构。

在上述刷理机的基础上，进一步优化的结构，如图6中所示，所述的筛筒906顶部外壁设有多个滚轮912，并通过滚轮912活动支承在壳体905的顶端，筛筒906顶端设有轮齿，驱动装置通过轮齿驱动筛筒906以与刷辊904相反的方向旋转；具体如图6中，辊轴910上还设有第一齿轮913，第一齿轮913与第二齿轮914啮合，第二齿轮914与设于筛筒906内壁的内环齿915啮合，从而驱动筛筒906以与刷辊904相反的方向旋转，以该离心筛分的结构提高了筛分的效果。采用设置在筛筒906外壁的轮齿也是可行的，传动齿轮相对复杂一些，更进一步的，采用链轮与设于筛筒906的多个销轴进行传动也是可行的，图中未示出。

由于旋转的906对进料形成了干涉，如图6中，进料口903通过进料环槽917与筛筒906和刷辊904之间的空腔连通。进料环槽917设在筛筒906上，并与进料口903之间形成密封配合，在进料环槽917的下部设有螺旋切向的排料口。

优选的方案如图6中，所述的筛筒906外壁还设有朝向壳体905内壁的刷毛908，在壳体905内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板907，所述的环形档料板907为水平布置。由此结构，进一步增强了刷理效果。

进一步优选的方案如图6中，壳体905和筛筒906之间的空腔内靠近负压出料口909的位置还设有向负压出料口909倾斜的导料板911。由此结构，便于细料的排料。

以上实施例为用于理解本发明的说明，是本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种孢子粉收集方法，其特征是包括以下步骤：

一、菌床（1）经干燥后由吸运集料器（3）送入第一旋风分离器（4），轻料经第一脉冲除尘器（5）收集获得孢子粉；

二、重料输送至储料仓（7），经振动出料器（8）和管型喂料机（11）送至刷理机（9），经刷理机（9）筛分后的细料送入第四旋风分离器（16）；

经刷理机（9）筛分后的粗料送入第二旋风分离器（12）；

第二旋风分离器（12）分离后的重料经磁力除杂器（13）送入粉碎机（14），粉碎后的物料送入第三旋风分离器（15）；

第二旋风分离器（12）、第三旋风分离器（15）和第四旋风分离器（16）分离的轻料经风机（18）负压输送至第二脉冲除尘器（5’），由第二脉冲除尘器（5’）收集获得孢子粉，

所述的第一脉冲除尘器（5）和第二脉冲除尘器（5’）采用350~400目的滤袋；

通过上述步骤，实现孢子粉的收集。

2.一种用于权利要求1所述方法的孢子粉收集装置，其特征是：用于进料的吸运集料器（3）与第一旋风分离器（4）的进料口连接，第一旋风分离器（4）的轻料出口与第一脉冲除尘器（5）连接；

第一旋风分离器（4）的重料出口经过卸料阀（17）与储料仓（7）连接，储料仓（7）经过振动出料器（8）与管型喂料机（11）连接；

管型喂料机（11）通过管路与刷理机（9）的进料口（903）连接，刷理机（9）的细料出口与第四旋风分离器（16）连接；

刷理机（9）的重杂出料口（916）通过管路与第二旋风分离器（12）的进料口连接，第二旋风分离器（12）的重料出口经磁力除杂器（13）与粉碎机（14）连接；

粉碎机（14）的出料口通过管路与第三旋风分离器（15）的进料口连接；

第二旋风分离器（12）、第三旋风分离器（15）和第四旋风分离器（16）的轻料出口与风机（18）的进口连接，风机（18）的出口与第二脉冲除尘器（5’）连接。

3.根据权利要求2所述的一种孢子粉收集装置，其特征是：所述的管路中设有诱导式接料器（10）。

4.根据权利要求2所述的一种孢子粉收集装置，其特征是：所述的储料仓（7）底部设有向上拱起的档料板（71），所述的档料板（71）通过弹性元件与储料仓（7）的内壁连接，并与内壁之间留有供物料通过的缝隙，档料板（71）的下方固设有振动电机（72），振动电机（72）的轴上设有柔性扫料杆（73）。

5.根据权利要求2或4所述的一种孢子粉收集装置，其特征是：所述的刷理机（9）中，上部圆柱形下部锥形的壳体（905）内设有筛筒（906），筛筒（906）内设有由驱动装置驱动旋转的刷辊（904），刷辊（904）上设有朝向筛筒（906）方向的刷毛（908），在筛筒（906）内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板（907），所述的环形档料板（907）为水平布置；

进料口（903）位于壳体（905）的顶端，并与筛筒（906）和刷辊（904）之间的空腔连通，在壳体（905）锥形段底部侧壁设有负压出料口（909），负压出料口（909）与壳体（905）和筛筒（906）之间的空腔连通，在壳体（905）锥形段底部设有重杂出料口（916），重杂出料口（916）与筛筒（906）和刷辊（904）之间的空腔连通，重杂出料口（916）下端设有卸料阀（17）。

6.根据权利要求5所述的一种孢子粉收集装置，其特征是：所述的筛筒（906）顶部外壁设有多个滚轮（912），并通过滚轮（912）活动支承在壳体（905）的顶端，筛筒（906）顶端设有轮齿，驱动装置通过轮齿驱动筛筒（906）以与刷辊（904）相反的方向旋转；

所述的筛筒（906）外壁还设有朝向壳体（905）内壁的刷毛（908），在壳体（905）内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板（907），所述的环形档料板（907）为水平布置；

进料口（903）通过进料环槽（917）与筛筒（906）和刷辊（904）之间的空腔连通。

7.一种刷理机，其特征是：上部圆柱形下部锥形的壳体（905）内设有筛筒（906），筛筒（906）内设有由驱动装置驱动旋转的刷辊（904），刷辊（904）上设有朝向筛筒（906）方向的刷毛（908），在筛筒（906）内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板（907），所述的环形档料板（907）为水平布置；

进料口（903）位于壳体（905）的顶端，并与筛筒（906）和刷辊（904）之间的空腔连通，在壳体（905）锥形段底部侧壁设有负压出料口（909），负压出料口（909）与壳体（905）和筛筒（906）之间的空腔连通，在壳体（905）锥形段底部设有重杂出料口（916），重杂出料口（916）与筛筒（906）和刷辊（904）之间的空腔连通，重杂出料口（916）下端设有卸料阀（17）。

8.根据权利要求7所述的一种刷理机，其特征是：所述的筛筒（906）顶部外壁设有多个滚轮（912），并通过滚轮（912）活动支承在壳体（905）的顶端，筛筒（906）顶端设有轮齿，驱动装置通过轮齿驱动筛筒（906）以与刷辊（904）相反的方向旋转；

进料口（903）通过进料环槽（917）与筛筒（906）和刷辊（904）之间的空腔连通。

9.根据权利要求8所述的一种刷理机，其特征是：所述的筛筒（906）外壁还设有朝向壳体（905）内壁的刷毛（908），在壳体（905）内壁设有多片从上到下交错布置并与刷毛交叠的环形档料板（907），所述的环形档料板（907）为水平布置。

10.根据权利要求7~9任一项所述的一种刷理机，其特征是：壳体（905）和筛筒（906）之间的空腔内靠近负压出料口（909）的位置还设有向负压出料口（909）倾斜的导料板（911）。

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