DE102010034763B3 - Process and plant for the treatment of wood for the production of medium density fibreboard - Google Patents

Process and plant for the treatment of wood for the production of medium density fibreboard Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zur Aufbereitung von Holz, aus dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit folgenden Schritten: a) Transportieren der Hackschnitzel in einen Bunker (1), b) Vorkochen der Hackschnitzel in dem Bunker (1) mittels Heißdampfs, c) Austragen und Entwässern der Hackschnitzel aus dem Bunker (1) mittels einer Stopfschnecke (2) in einen Kocher (3), d) Aufschließen der Hackschnitzel im Kocher (3) mittels Heißdampfs, e) Ausfördern der aufgeschlossenen Hackschnitzel in einen Refiner (4) und Zerfasern der Hackschnitzel zu Holzfasern, f) Beleimen der nassen Holzfasern und g) Trocknen der beleimten Holzfasern in einem Trockner (5) mittels Heißgas, zeichnet sich dadurch aus, dass h) die Hackschnitzel spätestens im Bunker (1) mittels einer Heizung vorgewärmt werden.A process for the treatment of wood, from which wood chips are first produced, for the production of medium-density fiberboard (MDF), comprising the following steps: a) transporting the wood chips into a bunker (1), b) precooking the wood chips in the bunker (1) by means of superheated steam, c) discharging and dewatering the wood chips from the bunker (1) by means of a plug screw (2) in a digester (3), d) digesting the chips in the digester (3) by means of superheated steam, e) conveying the digested chips into one Refining (4) and shredding the wood chips to wood fibers, f) gluing the wet wood fibers and g) drying the glued wood fibers in a dryer (5) by means of hot gas, characterized in that h) the chips at the latest in the bunker (1) means to be preheated in a heating system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Aufbereitung von Holz für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF), bei dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, die anschließend in einen Bunker transportiert und dort mittels Heißdampfs vorgekocht werden. Aus dem Bunker werden die Hackschnitzel mittels einer Stopfschnecke in einen Kocher gefördert, wobei sie beim Passieren der Stopfschnecke entwässert werden. Im Kocher werden die Hackschnitzel anschließend mittels Heißdampfs aufgeschlossen. Die aufgeschlossenen Hackschnitzel werden aus dem Kocher ausgefördert und in einen Refiner gegeben, wo sie zu Holzfasern zerfasert werden. Die noch nassen Holzfasern werden anschließend beleimt und einem Trockner zugeführt, in dem sie mittels Heißgas getrocknet werden. Die trockenen Holzfasern werden dann einer Streuvorrichtung zugeführt, mittels der die Fasern zu einem Kuchen gestreut werden, der anschließend unter hohem Druck und hoher Temperatur zu einer Faserplatte gewünschter Dicke verpresst wird.The invention relates to a method and a plant for the treatment of wood for the production of medium-density fiberboard (MDF), are first produced in the wood chips, which are then transported to a bunker and precooked there by means of superheated steam. From the bunker, the wood chips are conveyed by means of a plug screw into a digester, where they are dewatered when passing the plug screw. In the digester, the chips are then digested by means of superheated steam. The digested chips are discharged from the digester and placed in a refiner, where they are fiberized into wood fibers. The still wet wood fibers are then glued and fed to a dryer in which they are dried by means of hot gas. The dry wood fibers are then fed to a spreader, by means of which the fibers are scattered into a cake, which is then pressed under high pressure and high temperature to a fiberboard of desired thickness.

Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der DE 197 46 383 A1 bekannt.Such a method is for example from the DE 197 46 383 A1 known.

Beim Einsatz von Wald- oder Restholz ist die Entrindung von hoher Bedeutung hinsichtlich der späteren Plattenqualität. Je intensiver die Rinde entfernt wird, desto heller in der Farbe wird später die Platte und desto problemloser lässt sie sich lackieren bzw. beschichten. Für eine kontinuierliche Entrindung werden in der Regel Rotorenentrinder verwendet. Um ein zu rasches Austrocknen des Holzes zu verhindern, erfolgt die Entrindung möglichst unmittelbar vor der Holzaufbereitung bzw. ist Bestandteil des kontinuierlichen Prozessablaufes. In der ersten Stufe der Zerfaserung wird das Holz vorbereitet, in dem es sortiert und gereinigt wird. Eine Verwendung von Metallsuchgeräten verhindert eine Beschädigung der Werkzeuge und erhöht die Standzeiten. Das so gereinigte Holz wird dann einem Scheiben- oder Trommelhacker zugeführt in dem der Baumstamm dann zu Hackschnitzeln verarbeitet wird. Die erzielbare Hackschnitzellänge ist bei Trommelhackern direkt abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit und umgekehrt proportional der Rotordrehzahl und der Messeranzahl. Bei der späteren Zerfaserung bereitet feuchtes Holz an sich keine Schwierigkeiten, sondern allenfalls bei der nachfolgenden Trocknung. Trockenes Holz hingegen ist aufgrund des damit verbundenen höheren Staub- bzw. Feingutanfalls für den Zerfaserungsvorgang sehr ungünstig.When using forest or residual wood, debarking is of great importance with regard to the subsequent board quality. The more intensively the bark is removed, the brighter the color later becomes the plate and the easier it can be painted or coated. For a continuous debarking Rotorenentrinder are usually used. In order to prevent the wood from drying too quickly, debarking takes place as directly as possible before the wood preparation or is part of the continuous process sequence. In the first stage of defibration the wood is prepared, in which it is sorted and cleaned. Using metal detectors prevents tool damage and increases tool life. The thus cleaned wood is then fed to a disc or drum chipper in which the tree trunk is then processed into wood chips. The achievable wood chips length is directly dependent on the feed rate and inversely proportional to the rotor speed and the number of knifes in drum chippers. In later defibering wet wood prepares no difficulties, but at best during the subsequent drying. Dry wood, however, is very unfavorable due to the associated higher dust or Feiningutanfalls for the Zerfaserungsvorgang.

Die Herstellung und Veredelung von MDF-Platten ist sehr ausführlich beschrieben in Deppe/Ernst „MDF-Mitteldichte Faserplatten”, DRW-Verlag 1996, ISBN 2-87181-329-X.The production and refinement of MDF boards is described in detail in Deppe / Ernst "MDF medium density fiberboard", DRW-Verlag 1996, ISBN 2-87181-329-X.

Die für die Zerfaserung und Trocknung der Hackschnitzel benötigte Energie richtet sich nach diskreten Merkmalen bzw. Eigenschaften und wird über diese auch gesteuert. Diese Energie wird in verschiedenen Prozessschritten zugeführt. Beim Vordämpfen der Hackschnitzel in dem Bunker, beim elektrischen Befüllen des Kochers mittels der Stopfschnecke, beim Entwässern der Hackschnitzel in einem Entwässerungsrohr, in Form von Heißdampf beim Kochen, anschließend in elektrischer Form im Refiner beim Zerfasern und schließlich durch Trocknung mittels heißer Gase.The energy required for defibration and drying of the chips depends on discrete characteristics or properties and is also controlled by them. This energy is supplied in various process steps. When pre-steaming the wood chips in the bunker, the electric filling of the digester by means of the plug screw, dewatering the chips in a drain pipe, in the form of superheated steam during cooking, then in electrical form in the refiner during defibration and finally by drying with hot gases.

Hauptenergieträger ist neben der elektrischen Energie Heißdampf. Durch die Erzeugung aus gereinigtem Wasser und in Folge des für die Verdampfung benötigten Energieaufwandes ist Heißdampf sehr teuer. Aggregate für die Dampferzeugung sind konstruktiv aufwendig gestaltet und ebenfalls kostenintensiv.The main energy source is in addition to the electrical energy superheated steam. Due to the production of purified water and as a result of the energy required for the evaporation of superheated steam is very expensive. Aggregates for steam generation are structurally elaborate and also costly.

Verluste in Folge von Undichtigkeiten, Temperaturgefällen und Restwärme des Kondensates sind extrem hoch, und bei der Entspannung von Dampf entsteht Kondensat als Abwasser.Losses due to leaks, temperature gradients and residual heat of the condensate are extremely high, and when steam is released, condensate is produced as waste water.

Zur Energieeinsparung und Reduzierung des Abluftvolumens bei der Herstellung von Holzfasern aus Hackschnitzeln ist es aus der DE 195 15 734 A1 bekannt, dem zur Plastifizierung der holzeigenen Bindemittel und zur Erweichung der Holzfasern verwendeten Sattdampf in einem Kreislaufprozess ungesättigten Heißdampf zuzusetzen. Vor der Sattdampf-Behandlung können die Hackschnitzel einer Vorwärmung unterzogen werden.To save energy and reduce the exhaust air volume in the production of wood fibers from wood chips, it is from the DE 195 15 734 A1 It is known to add unsaturated steam to the saturated steam used to plasticize the wood-containing binders and to soften the wood fibers in a cycle process. Before the saturated steam treatment, the wood chips can be subjected to a preheating.

Auch in der DE 103 47 052 A1 wird beschrieben, dass bei der Herstellung von Faserplatten aus Holzfasern zunächst zerkleinerte Holzpartikel durch Zumischung von Sattdampf behandelt werden und anschließend den Holzfasern Heißdampf zugemischt wird, um die Holzfasern zu trocknen und zu fördern. Vor der Sattdampfbehandlung können die Hackschnitzel einer Vorwärmung unterzogen werden.Also in the DE 103 47 052 A1 It is described that in the production of fiberboard from wood fibers first crushed wood particles are treated by admixing saturated steam and then the wood fibers superheated steam is added to dry and promote the wood fibers. Before the saturated steam treatment, the wood chips can be subjected to a preheating.

Von dieser Problemstellung ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Hackschnitzelaufbereitungsanlage auf die Erzeugung weniger Abwasser hin zu optimieren. Die Anlage soll neben des geringer entstehenden Abwassers zudem ermöglichen, den Gesamtprozess energetisch zu optimieren und damit die Herstellung von Holzwerkstoffplatten ökologischer zu gestalten.Starting from this problem, the invention has for its object to optimize a wood chip processing plant on the production of less wastewater. In addition to the lower generation of wastewater, the plant should also enable the entire process to be optimized in terms of energy and thus make the production of wood-based panels more ecological.

Die Problemlösung erfolgt dadurch, dass bei einem gattungsgemäßen Verfahren die Hackschnitzel spätestens im Bunker mittels Mikrowellen oder Ultraschalls vorgewärmt werden. Hierzu kann der Bunker oder die Transporteinrichtung, mit der die Hackschnitzel in den Bunker transportiert werden, mit einer Heizung versehen sein. Entsprechend kann bei einer gattungsgemäßen Anlage entweder der Bunker oder die Transporteinrichtung mit einer Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbehandlung als Heizung versehen sein, und die Hackschnitzel dadurch vorgewärmt werden, bevor sie mit Heißdampf beaufschlagt werden.The problem is solved in that in a generic method, the chips are preheated at the latest in the bunker by means of microwaves or ultrasound. For this purpose, the bunker or the transport device, with which the wood chips are transported in the bunker, be provided with a heater. Accordingly, in a generic system, either the bunker or the transport device can be provided with a device for microwave or ultrasonic treatment as a heater, and the wood chips are preheated by this, before they are subjected to superheated steam.

Die Transporteinrichtung ist bevorzugt eine Förderschnecke.The transport device is preferably a screw conveyor.

Wenn die Hackschnitzel auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt werden, ergibt sich ein um ca. 50% verringerter Heißdampfbedarf. Im Kocher werden die Hackschnitzel bei einer Temperatur von etwa 170°C vorzugsweise für etwa 3,5 Minuten mittels Heißdampfs aufgeschlossen. Die im Trockner getrockneten Holzfasern können anschließend nochmals beleimt werden.If the wood chips are preheated to a temperature of 105 to 110 ° C, this results in a reduced hot steam requirement of about 50%. In the digester, the chips are preferably digested at a temperature of about 170 ° C. for about 3.5 minutes by means of superheated steam. The dried in the dryer wood fibers can then be glued again.

Durch die erfindungsgemäße Lösung entsteht beim Ausquetschen der Hackschnitzel im Entwässerungsrohr bzw. der Stopfschnecke weniger Abwasser.As a result of the solution according to the invention, less wastewater is produced when the chips are squeezed out in the drainage pipe or the stuffing screw.

Mittels der Heizung erfolgt eine gezielte Erwärmung der Hackschnitzel ohne gravierende Umgebungsverluste, wodurch anschließend dann auch die Last des Trockners für die Fasern reduziert wird.By means of the heating there is a targeted heating of the woodchips without serious environmental losses, whereby subsequently also the load of the dryer for the fibers is reduced.

Mit Hilfe einer Zeichnung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend naher beschrieben werden. Es zeigt:With the aid of a drawing, an embodiment of the invention will be described in more detail below. It shows:

1 – ein Flussdiagramm des Verfahrensablaufs, 1 A flow chart of the procedure,

2 – eine schematisierte Darstellung der Anlage zur Durchführung des Verfahrens. 2 - A schematic representation of the system for carrying out the method.

Die aus dem entrindeten Baumstamm gehackten Hackschnitzel werden über die mit einer Heizung 1a versehene Förderschnecke 9 in den Bunker 1 gefördert und während des Transports auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt. Anschließend wird in den Bunker 1 Heißdampf eingegeben, um die Hackschnitzel vorzukochen. Das dabei ausfallende Kondensat wird als Abwasser A der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Nach dem Vorkochen werden die Hackschnitzel über eine Stopfschnecke 2 einem Kocher 3 zugeführt und dabei über ein hier nicht näher dargestelltes Entwässerungsrohr entwässert. Zum Entwässern der Hackschnitzel kann, wie in 2 mit dem Sichtpfeil P angedeutet, in der Förderschnecke zum Bunker 1 hin eine Pressung der Hackschnitzel erfolgen. Das dabei anfallende Abwasser A wird auch der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Der Hauptanteil an Kondensat fällt in der Stoffschnecke 2 an, bevor die Hackschnitzel dem Kocher 3 zugeführt werden. Im Kocher 3 werden die Hackschnitzel mittels Heißdampfs bei einem Druck von etwa 10 bar und einer Temperatur von etwa 170°C für eine Dauer von etwa 3,5 Minuten aufgeschlossen. Das dabei anfallende Kondensat A wird ebenfalls der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Wenn die Hackschnitzel ausreichend aufgeschlossen sind, werden sie zur Zerfaserung einem Refiner 4 zugeführt. Auch dabei fällt Kondensat bzw. Abwasser A an, das der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt wird. Die im Refiner 4 gewonnenen Holzfasern werden in dem noch nassen Zustand an der Stelle L mit einem Klebstoff beleimt und dann einem Trockner 5 zugeführt, in dem die beleimten Fasern mittels Heißgas bei einer Temperatur von etwa 160°C auf eine Restfeuchte von etwa 10–15% getrocknet werden. Der dabei entstehende Dampf und/oder entsprechendes Kondensat A wird der Abwasseraufbereitung 8 zugeführt. Die im Trockner 5 getrockneten Fasern werden anschließend zu einer Streuvorrichtung 6 transportiert und bevor sie die Streuvorrichtung 6 erreichen nochmals an der Stelle L1 mit einem Leim beleimt. Über die Streuvorrichtung 6 wird auf ein endlos umlaufendes Transportband ein Faserkuchen gestreut, der dann der Heißpresse 7 zugeführt wird. In der Heißpresse 7 wird der gestreute Faserkuchen dann zu einer mitteldichten Faserplatte (MDF) gewünschter Dicke verpresst.The woodchips chopped from the barked tree trunk are over the ones with a heating 1a provided screw conveyor 9 in the bunker 1 conveyed and preheated during transport to a temperature of 105 to 110 ° C. Subsequently, in the bunker 1 Hot steam entered to boil the chips. The resulting condensate is treated as wastewater A wastewater treatment 8th fed. After precooking, the wood chips are fed through a plug screw 2 a cooker 3 supplied and thereby drained via a not shown here drainage pipe. For dewatering the wood chips can, as in 2 indicated by the viewing arrow P, in the screw conveyor to the bunker 1 towards a pressing of the wood chips done. The resulting wastewater A is also the wastewater treatment 8th fed. The main part of condensate falls in the material snail 2 before the chips go to the cooker 3 be supplied. In the stove 3 The chips are digested by means of superheated steam at a pressure of about 10 bar and a temperature of about 170 ° C for a period of about 3.5 minutes. The resulting condensate A is also the wastewater treatment 8th fed. If the chips are sufficiently digested, they become a refiner for defibering 4 fed. Also accumulates condensate or waste water A, that of wastewater treatment 8th is supplied. The in the refiner 4 obtained wood fibers are glued in the still wet state at the point L with an adhesive and then a dryer 5 fed, in which the glued fibers are dried by means of hot gas at a temperature of about 160 ° C to a residual moisture content of about 10-15%. The resulting steam and / or corresponding condensate A is the wastewater treatment 8th fed. The dryer 5 dried fibers subsequently become a spreader 6 transported and before using the spreader 6 reach again at the point L 1 glued with a glue. About the spreader 6 A fiber cake is then sprinkled on an endlessly circulating conveyor belt, which is then the hot press 7 is supplied. In the hot press 7 The scattered fiber cake is then pressed into a medium density fiberboard (MDF) of desired thickness.

Die Heizung 1a im Bunker 1 oder der Förderschnecke 9 ist eine Vorrichtung zur Bestrahlung der Hackschnitzel mittels Mikrowellen oder mittels Ultraschalls.The heating system 1a in the bunker 1 or the screw conveyor 9 is a device for irradiation of wood chips by means of microwaves or by means of ultrasound.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Bunkerbunker
1a1a
Heizungheater
22
Stopfschneckestuffing screw
33
KocherStove
44
Refinerrefiner
55
Trocknerdryer
66
Streuvorrichtungspreader
77
Heißpressehot press
88th
Abwasseraufbereitungwastewater treatment
99
Förderschnecke/TransporteinrichtungScrew conveyor / transport means
AA
Abwasser/KondensatWaste water / condensate
LL
BeleimstelleBeleimstelle
L1 L 1
BeleimstelleBeleimstelle

Claims (9)

Verfahren zur Aufbereitung von Holz, aus dem zunächst Hackschnitzel erzeugt werden, für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit folgenden Schritten: a) Transportieren der Hackschnitzel in einen Bunker (1), b) Vorkochen der Hackschnitzel in dem Bunker (1) mittels Heißdampfs, c) Austragen und Entwässern der Hackschnitzel aus dem Bunker (1) mittels einer Stopfschnecke (2) in einen Kocher (3), d) Aufschließen der Hackschnitzel im Kocher (3) mittels Heißdampfs, e) Ausfördern der aufgeschlossenen Hackschnitzel in einen Refiner (4) und Zerfasern der Hackschnitzel zu Holzfasern, f) Beleimen der nassen Holzfasern und g) Trocknen der beleimten Holzfasern in einem Trockner (5) mittels Heißgas, dadurch gekennzeichnet, dass h) die Hackschnitzel spätestens im Bunker (1) mittels Mikrowellen oder Ultraschalls vorgewärmt werden.Process for the preparation of wood from which wood chips are first produced, for the production of medium-density fiberboard (MDF), comprising the following steps: a) transporting the wood chips into a bunker ( 1 ), b) precooking the wood chips in the bunker ( 1 ) by means of superheated steam, c) discharging and dewatering the wood chips from the bunker ( 1 ) by means of a plug screw ( 2 ) in a cooker ( 3 ), d) digesting the wood chips in the cooker ( 3 ) by means of superheated steam, e) conveying the digested chips into a refiner ( 4 ) and shredding the wood chips into wood fibers, f) gluing the wet wood fibers and g) drying the glued wood fibers in a dryer ( 5 ) by means of hot gas, characterized in that h) the wood chips at the latest in the bunker ( 1 ) are preheated by means of microwaves or ultrasound. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel während des Transports in den Bunker (1) mittels einer Heizung (1a) vorgewärmt werden.A method according to claim 1, characterized in that the wood chips during transport into the bunker ( 1 ) by means of a heater ( 1a ) are preheated. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmung der Hackschnitzel mittels Mikrowellen oder Ultraschalls erfolgt.A method according to claim 2, characterized in that the preheating of the chips takes place by means of microwaves or ultrasound. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel auf eine Temperatur von 105 bis 110°C vorgewärmt werden.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wood chips are preheated to a temperature of 105 to 110 ° C. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hackschnitzel im Kocher (3) bei einer Temperatur von etwa 170°C für etwa 3,5 Minuten mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden.A method according to claim 4, characterized in that the wood chips in the digester ( 3 ) are digested at a temperature of about 170 ° C for about 3.5 minutes by means of superheated steam. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die im Trockner (5) getrockneten Holzfasern nochmals beleimt werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the dryer ( 5 ) are re-glued dried wood fibers. Anlage zur Aufbereitung von Holz-Hackschnitzeln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF), mit einem Bunker (1), in dem die Hackschnitzel vorgekocht werden, einem Kocher (3), in dem die Hackschnitzel mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden, einem Refiner (4), in dem die aufgeschlossenen Hackschnitzel zu Fasern bearbeitet werden, und einem Trockner (5), in dem die Fasern getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Bunker (1) mit einer Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbestrahlung als Heizung (1a) versehen ist.Plant for the preparation of wood chips for the production of medium-density fibreboard (MDF), with a bunker ( 1 ), in which the chips are precooked, a cooker ( 3 ), in which the wood chips are disrupted by means of superheated steam, a refiner ( 4 ), in which the digested chips are processed into fibers, and a dryer ( 5 ), in which the fibers are dried, characterized in that the bunker ( 1 ) with a device for microwave or ultrasound irradiation as heating ( 1a ) is provided. Anlage zur Aufbereitung von Holz-Hackschnitzeln für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit einer Transporteinrichtung (9), mit der die Hackschnitzel in einen Bunker (1) transportiert werden, in dem die Hackschnitzel mittels Heißdampfs aufgeschlossen werden, einem Refiner (4), in dem die aufgeschlossenen Hackschnitzel zu Fasern bearbeitet werden, und einem Trockner (5), in dem die Fasern getrocknet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (9) mit einer Einrichtung zur Mikrowellen- oder Ultraschallbestrahlung als Heizung (1a) versehen ist.Plant for the preparation of wood chips for the production of medium-density fibreboard (MDF) with a transport device ( 9 ), with which the chips in a bunker ( 1 ), in which the wood chips are disrupted by means of superheated steam, a refiner ( 4 ), in which the digested chips are processed into fibers, and a dryer ( 5 ), in which the fibers are dried, characterized in that the transport device ( 9 ) with a device for microwave or ultrasound irradiation as heating ( 1a ) is provided. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (9) eine Förderschnecke ist.Plant according to claim 8, characterized in that the transport device ( 9 ) is a screw conveyor.
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