CN105707613A - 海水浓缩液的制法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供海水浓缩液的制法,其是经由过滤浓缩、开放式加热浓缩、分离、加热浓缩与冷却静置处理及冷冻浓缩等步骤,将海平面下15-200米之间、盐度3.0-3.5‰、硬度6000-7000mg/l且含有镁离子及钠离子浓度分别为1000-1500mg/l及10000-12000mg/l的海水制成盐度43-70‰、硬度420000-455000mg/l、镁离子的浓度102000-113000mg/l、钠离子的浓度6800-10000mg/l的海水浓缩液。该制法制得的海洋浓缩液具有高硬度并含有高浓度的镁离子,且所使用的原料是海平面下15-200米之间的海水,其原料取得较容易,故该制法具有低制造成本的优点。
Description
技术领域
本发明是关于一种海水浓缩液的制法。
背景技术
矿物质又称无机盐,是人体必须的元素。人体所需的矿物质,根据美国农业部国家研究咨询会的分类,以人体每日需要量为100毫克(mg)为分界,人体每日需要量达100mg以上者为巨量矿物质(macrominerals),包括钙(calcium)、氯(chlorine)、钠(sodium)、钾(potassium)、磷(phosphorus)、镁(magnesium)及硫(sulfur)等七种;其余人体每日需要的量100mg以下者,统称为稀有矿物质(traceminerals)。
矿物质参与人体各项的酵素(酶)活动、平衡体液及能量补给等生化反应,担任其中重要的催化剂角色。例如:镁对人体的作用涵盖维持肌肉与神经的正常功能,稳定心脏节律,强化骨骼健康,强化免疫机能等。许多研究指出,镁摄取充足可以预防高血压、心血管疾病、脑中风。更有研究显示,饮用水的硬度,尤其是镁的含量多寡与动脉粥样硬化引起的心血管疾病的发生率有显著的关联性,若饮水中镁的含量高,于人体饮用后能降低人体内血胆固醇浓度,进而使动脉粥样硬化引起的心血管疾病的发生率明显降低。
由于矿物质,例如:镁,无法由人体自行产生及合成,因此必须经由饮食及饮水等方式自人体外摄取。一般而言,镁的摄取通常是经由食物所获得,由饮用水中获得较少。然而,相较于食物中的镁,饮水中的镁呈现离子态而较易被人体吸收。因此,饮用水中若能具有适当的硬度及镁离子,人们平日饮水后,人们体内血胆固醇浓度就可有效地降低。
现有技术提供一种海洋深层水浓缩液,该浓缩液具有高硬度且含有高浓度镁离子,其能作为饮用水的原料,藉以降低人们体内血胆固醇的浓度;然而,由于该浓缩液是由取自海平面下超过200米的海洋深层水所制成,该海洋深层水必须配合相当复杂且精密的设备才能取得,导致该海洋深层水浓缩液具有制造成本高昂的问题。
发明内容
有鉴于上述的需求及问题,本发明的目的在于提供一种海水浓缩液的制法,所述制法除了具有能制得具有高硬度并含有高浓度镁离子的海水浓缩液的优点以外,还具有低制造成本的优点。
为了可达到前述的发明目的,本发明所采取的技术手段是令所述海水浓缩液的制法包含下列步骤:
提供取自海平面下15米至200米之间的海水;
使用海水淡化反渗透系统浓缩所述取自海平面下15米至200米之间的海水,制得第一浓缩液及淡化海水;
使用加热系统于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述第一浓缩液,以析出食用盐结晶,并制得盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液;
将所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液分离为食用盐结晶及第二浓缩液;
所述第二浓缩液经多次的加热浓缩与静置冷却处理,以得到第一结晶盐及第三浓缩液,其中,每一次的加热浓缩与静置冷却处理是使用锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉进行加热浓缩,且每一次的加热浓缩与静置冷却处理的冷却温度为0℃;
以零下25℃至零下35℃的温度冷冻所述第三浓缩液,获得第二结晶盐及所述海水浓缩液;
其中,所述取自海平面下15米至200米之间的海水的盐度为3.0‰至3.5‰,其硬度为6000mg/l至7000mg/l,且所述取自海平面下15米至200米的海水中所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为1000mg/l至1500mg/l及10000mg/l至12000mg/l,所述海水浓缩液的盐度为43‰至70‰,、硬度为420000mg/l至455000mg/l,所述海水浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为102000mg/l至113000mg/l及6800mg/l至10000mg/l。
较佳的,所述第一浓缩液的盐度为5.5‰至6.5‰,硬度为10000mg/l至14000mg/l,所述第一浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为2200mg/l至3500mg/l及15000mg/l至22000mg/l。
较佳的,所述第二浓缩液的盐度为30‰至33‰,硬度为150000mg/l至180000mg/l,所述第二浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为37000mg/l至45000mg/l及20000mg/l至25000mg/l。
较佳的,所述第三浓缩液的盐度为40‰至60‰,硬度为390000mg/l至420000mg/l,所述第三浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为86700mg/l及10200mg/l。
较佳的,所述取自海平面下15米至200米之间的海水及所述海水浓缩液包含有选自下列所构成的群组:锌离子、硒离子、锗离子、钒离子、铬离子、铜离子、锰离子、钾离子、镍离子、磷离子、铁离子及其组合。
较佳的,所述海水淡化反渗透系统包含依序连接的多层过滤设备、精密过滤机及海水淡化反渗透机;所述使用海水淡化反渗透系统浓缩所述取自海平面下15米至200米之间的海水,制得第一浓缩液及淡化海水的步骤包含:
供给该所述取自海平面下15公尺米至200公尺米之间的海水至该所述多层过滤设备,以制得一浊度低于0.5mg/l的过滤海水的步骤;具体而言,该步骤是供给所述取自海平面下15米至200米之间的海水至所述多层过滤设备,藉以滤除取自海平面下15米至200米之间的海水中的悬浮物质,并制得一浊度低于0.5mg/l的过滤海水;
利用所述精密过滤机处理所述浊度低于0.5mg/l的过滤海水,以滤除粒径为1微米以上的杂质,并得到经精密过滤的海水的步骤;
利用所述海水淡化反渗透机处理经精密过滤的海水,制得所述第一浓缩液及所述淡化海水的步骤。
更佳的,所述多层过滤设备包含第一多层过滤机及第二多层过滤机;于供给所述取自海平面下15米至200米之间的海水至所述多层过滤设备,以制得浊度低于0.5mg/l的过滤海水的步骤中,是依序利用所述第一多层过滤机及第二多层过滤机处理海水,制得所述浊度低于0.5mg/l的过滤海水。
藉此,确保过滤海水的浊度能远低于0.5mg/l。
更佳的,所述海水淡化反渗透机的操作压力为45kg/m2至55kg/m2。
较佳的,所述加热系统包含有依序连接的第一加热槽、第二加热槽、第三加热槽及第四加热槽;所述使用加热系统于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述第一浓缩液,制得盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液的步骤包含:
利用所述第一加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述第一浓缩液,得到盐度介于14‰至16‰的溶液的步骤;
利用所述第二加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述盐度介于14‰至16‰的溶液,得到盐度介于16‰至22‰的溶液的步骤;
利用所述第三加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述盐度介于16‰至22‰的溶液,得到盐度介于22‰至26‰的溶液的步骤;
利用所述第四加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述盐度介于22‰至26‰的溶液,得到盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶溶液的步骤。
较佳的,所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液的盐度至少为30‰。
较佳的,将所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液分离为食用盐结晶及第二浓缩液的步骤包含:离心分离所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液为所述食用盐结晶及所述第二浓缩液。
较佳的,每一次的加热浓缩与静置冷却处理包含:
步骤A:低温加热进料以获得含有析出物的溶液;以及
步骤B:静置冷却所述含有析出物的溶液以获得沉淀的析出物及澄清液;
且所述多次的加热浓缩与静置冷却处理包含有初次加热浓缩与静置冷却处理、第二次加热浓缩与静置冷却处理、第三次加热浓缩与静置冷却处理及第四次加热浓缩与静置冷却处理,初次加热浓缩与静置冷却处理的进料为所述第二浓缩液,第二次加热浓缩与静置冷却处理的进料为初次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,第三次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第二次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,第四次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第三次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,且第四次加热浓缩与静置冷却处理的沉淀的析出物及澄清液分别为所述第一结晶盐及所述第三浓缩液。
较佳的,每一次的加热浓缩与静置冷却处理的静置冷却时间为22小时至26小时。
基于上述的技术手段,本发明的海水浓缩液的制法,可将海平面下15米至200米之间的海水制成盐度为43‰至70‰,钠离子的浓度为6800mg/l至10000mg/l,硬度高达为420000mg/l至455000mg/l且镁离子的浓度高达102000mg/l至113000mg/l的海水浓缩液。由于所述制法是使用海平面下15米至200米之间的海水作为原料,则无需使用相当复杂且精密的设备即能取得该原料以制得所述海水浓缩液,故所述制法具有低成本的优点。
附图说明
图1为本发明实施例的海水浓缩液的制法的流程图。
具体实施方式
以下配合图式及本发明的较佳实施例,进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。
如图1所示,于本实施例中,本发明的海水浓缩液的制法的步骤包含有S1:提供取自海平面下15米至200米的海水;S2:令海水淡化反渗透系统浓缩海水,制得第一浓缩液及淡化海水;S3:令加热系统于90℃至110℃的温度下加热浓缩第一浓缩液,制得盐度达26.5‰以上的含有食用盐结晶的溶液;S4:将盐度达26.5‰以上的含有食用盐结晶的溶液分离为食用盐结晶及第二浓缩液;S5:第二浓缩液经多次的加热浓缩与静置冷却处理,以得到第一结晶盐及第三浓缩液;以及,S6:以零下30℃的温度冷冻第三浓缩液,获得第二结晶盐及海水浓缩液。详细说明如下。
首先,利用海水泵汲取海平面以下15米至200米的海水至储存槽中,该海平面以下15米至200米的海水的盐度为3.3‰,其硬度为6500mg/l,且该海水中所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为1250mg/l及11000mg/l。且该海平面以下15米至200米的海水含有锌离子、硒离子、锗离子、钒离子、铬离子、铜离子、锰离子、钾离子、镍离子、磷离子及铁离子。
接着,以输送泵将所述海平面以下15米至200米的海水汲取至海水淡化反渗透系统中。所述海水淡化反渗透系统包含有依序连接的多层过滤设备、精密过滤机及海水淡化反渗透机。多层过滤设备包含有第一多层过滤机及连接第一多层过滤机的第二多层过滤机。
输送泵是将所述海平面以下15米至200米的海水汲取至海水淡化反渗透系统的多层过滤设备中,通过第一多层过滤机及第二多层过滤机的处理,制得浊度低于0.5mg/l的过滤海水。再利用精密过滤机处理所述浊度低于0.5mg/l的过滤海水,将该过滤海水中粒径为1微米以上的杂质滤除,得到经精密过滤的海水,并令海水淡化反渗透机于55kg/m2的操作压力下,将经精密过滤的海水分离为第一浓缩液及淡化海水。其中,第一浓缩液的盐度为6‰,硬度为13000mg/l,第一浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为2900mg/l及18500mg/l。
然后,将第一浓缩液送入加热系统中,以加热浓缩第一浓缩液并析出食用盐结晶。加热系统包含有依序连接的第一加热槽、第二加热槽、第三加热槽及第四加热槽。令第一加热槽于100℃的温度下加热浓缩第一浓缩液,得到盐度介于14‰至16‰的溶液;再令第二加热槽于100℃的温度下加热浓缩盐度介于14‰至16‰的溶液,得到盐度介于16‰至22‰的溶液;并令第三加热槽于100℃的温度下加热浓缩盐度介于16‰至22‰的溶液,得到盐度介于22‰至26‰的溶液;令第四加热槽浓缩于100℃的温度下加热盐度介于22‰至26‰的溶液,以析出食用盐结晶,制得盐度达26.5‰以上的含有食用盐结晶的溶液。于本实施例中,盐度达26.5‰以上的含有食用盐结晶的溶液的盐度为33‰。
之后,利用离心机将盐度达26.5‰以上的含有食用盐结晶的溶液分离为第二浓缩液及食用盐结晶。其中,第二浓缩液的盐度为33‰,硬度为165000mg/l,第二浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为41000mg/l及22500mg/l。
再者,第二浓缩液经多次的加热浓缩与静置冷却处理,以得到第一结晶盐及第三浓缩液。其中,每一次的加热浓缩与静置冷却处理的步骤包含有以锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉加热进料以获得含有析出物的溶液;以及静置冷却含有析出物的溶液至0℃的冷却温度以获得沉淀的析出物及澄清液。
于本实施例中,所述多次的加热浓缩与静置冷却处理包含有初次加热浓缩与静置冷却处理、第二次加热浓缩与静置冷却处理、第三次加热浓缩与静置冷却处理及第四次加热浓缩与静置冷却处理。
初次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第二浓缩液,且初次加热浓缩与静置冷却处理是令第二浓缩液于锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉中加热后获得含有析出物的溶液,并于静置冷却含有析出物的溶液24小时并达到0℃的冷却温度之后获得沉淀的析出物及澄清液。
第二次加热浓缩与静置冷却处理的进料为初次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,且第二次加热浓缩与静置冷却处理是令初次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液于锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉中加热后获得含有析出物的溶液,并于静置冷却含有析出物的溶液24小时并达到0℃的冷却温度之后获得沉淀的析出物及澄清液。
第三次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第二次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,且第三次加热浓缩与静置冷却处理是令第二次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液于锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉中加热后获得含有析出物的溶液,并于静置冷却含有析出物的溶液24小时并达到0℃的冷却温度之后获得沉淀的析出物及澄清液。
第四次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第三次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,且第四次加热浓缩与静置冷却处理是以令第三次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液于锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉中加热后获得含有析出物的溶液,并于静置冷却含有析出物的溶液24小时并达到0℃的冷却温度之后获得沉淀的析出物及澄清液。其中,第四次加热浓缩与静置冷却处理的沉淀的析出物及澄清液即分别为第一结晶盐及第三浓缩液。第三浓缩液的盐度为40‰至60‰,硬度为390000mg/l至420000mg/l,第三浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为86700mg/l及10200mg/l。
最后,以零下30℃的温度冷冻第三浓缩液,获得第二结晶盐及海水浓缩液。海水浓缩液的盐度为66.8‰,硬度为442000mg/l,海水浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为110000mg/l及7090mg/l。且海水浓缩液含有锌离子、硒离子、锗离子、钒离子、铬离子、铜离子、锰离子、钾离子、镍离子、磷离子及铁离子。
基于上述,所述海水浓缩液的制法,可将海平面下15米至200米之间的海水制成盐度为43‰至70‰、钠离子的浓度为6800mg/l至10000mg/l硬度高达420000mg/l至455000mg/l、且镁离子的浓度高达102000mg/l至113000mg/l的海水浓缩液。且由于所述海水浓缩液的制法,其原料为海平面下15米至200米之间的海水,即属于地理上的大陆棚的范围内的海水,且大陆棚与海岸直接相邻,故所述海水浓缩液的制法无需使用高复杂及高精密度的设备及方法即能取得原料以制得海水浓缩液,故具有低成本的优点。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,应当可以利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰成等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (12)
1.一种海水浓缩液的制法,其特征在于包含下列步骤:
提供取自海平面下15米至200米之间的海水;
使用海水淡化反渗透系统浓缩所述取自海平面下15米至200米之间的海水,制得第一浓缩液及淡化海水;
使用加热系统于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述第一浓缩液,制得盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液;
将所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液分离为食用盐结晶及第二浓缩液;
所述第二浓缩液经多次的加热浓缩与静置冷却处理,以得到第一结晶盐及第三浓缩液,其中,每一次的加热浓缩与静置冷却处理是使用锅炉温度设定为90℃至110℃的锅炉进行加热浓缩,且每一次的加热浓缩与静置冷却处理的冷却温度为0℃;以零下25℃至零下35℃的温度冷冻所述第三浓缩液,获得第二结晶盐及海水浓缩液;
其中,所述取自海平面下15米至200米之间的海水的盐度为3.0‰至3.5‰,其硬度为6000mg/l至7000mg/l,且所述取自海平面下15米至200米之间的海水中所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为1000mg/l至1500mg/l及10000mg/l至12000mg/l;所述海水浓缩液的盐度为43‰至70‰,其硬度为420000mg/l至455000mg/l,所述海水浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为102000mg/l至113000mg/l及6800mg/l至10000mg/l。
2.根据权利要求1所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述海水淡化反渗透系统包含依序连接的多层过滤设备、精密过滤机及海水淡化反渗透机;所述使用海水淡化反渗透系统浓缩所述取自海平面下15米至200米之间的海水,制得第一浓缩液及淡化海水的步骤包含:
供给所述取自海平面下15米至200米之间的海水至所述多层过滤设备,以制得浊度低于0.5mg/l的过滤海水的步骤;
利用所述精密过滤机处理所述浊度低于0.5mg/l的过滤海水,以滤除粒径为1微米以上的杂质,并得到经精密过滤的海水的步骤;
利用所述海水淡化反渗透机处理所述经精密过滤的海水,制得所述第一浓缩液及所述淡化海水的步骤。
3.根据权利要求2所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述多层过滤设备包含第一多层过滤机及第二多层过滤机;于供给所述取自海平面下15米至200米之间的海水至所述多层过滤设备,以制得浊度低于0.5mg/l的过滤海水的步骤中,是依序利用所述第一多层过滤机及所述第二多层过滤机处理所述取自海平面下15米至200米之间的海水,制得所述浊度低于0.5mg/l的过滤海水。
4.根据权利要求2或3所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述海水淡化反渗透机的操作压力为45kg/m2至55kg/m2。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述第一浓缩液的盐度为5.5‰至6.5‰,硬度为10000mg/l至14000mg/l,所述第一浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为2200mg/l至3500mg/l及15000mg/l至22000mg/l。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述加热系统包含有依序连接的第一加热槽、第二加热槽、第三加热槽及第四加热槽;所述使用加热系统于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述第一浓缩液,制得盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液的步骤包含:
利用所述第一加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述第一浓缩液,得到盐度介于14‰至16‰的溶液的步骤;
利用所述第二加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述盐度介于14‰至16‰的溶液,得到盐度介于16‰至22‰的溶液的步骤;
利用所述第三加热槽于90℃至110℃的温度下加热浓缩所述盐度介于16‰至22‰的溶液,得到盐度介于22‰至26‰的溶液的步骤;
利用所述第四加热槽浓缩于90℃至110℃的温度下加热所述盐度介于22‰至26‰的溶液,得到盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液的步骤。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液的盐度至少为30‰。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,将所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液分离为食用盐结晶及第二浓缩液的步骤包含:离心分离所述盐度达26.5‰以上且含有食用盐结晶的溶液为所述食用盐结晶及所述第二浓缩液。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述第二浓缩液的盐度为30‰至33‰,硬度为150000mg/l至180000mg/l,所述第二浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为37000mg/l至45000mg/l及20000mg/l至25000mg/l。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,所述第三浓缩液的盐度为40‰至60‰,硬度为390000mg/l至420000mg/l,所述第三浓缩液所含有的镁离子的浓度及钠离子的浓度分别为86700mg/l及10200mg/l。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,每一次的加热浓缩与静置冷却处理包含:
步骤A:加热进料以获得含有析出物的溶液;以及
步骤B:静置冷却所述含有析出物的溶液以获得沉淀的析出物及澄清液;
其中,所述多次的加热浓缩与静置冷却处理包含有初次加热浓缩与静置冷却处理、第二次加热浓缩与静置冷却处理、第三次加热浓缩与静置冷却处理及第四次加热浓缩与静置冷却处理,初次加热浓缩与静置冷却处理的进料为所述第二浓缩液,第二次加热浓缩与静置冷却处理的进料为初次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,第三次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第二次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,第四次加热浓缩与静置冷却处理的进料为第三次加热浓缩与静置冷却处理的澄清液,且第四次加热浓缩与静置冷却处理的沉淀的析出物及澄清液分别为所述第一结晶盐及所述第三浓缩液。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的海水浓缩液的制法,其特征在于,每一次的加热浓缩与静置冷却处理的静置冷却时间为22小时至26小时。
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- 2014-12-02 CN CN201410718201.5A patent/CN105707613A/zh active Pending
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