DE4019212C1 - Drying plant for slurries - has evaporation housing with pump fluid separator and differential pressure lock - Google Patents

Drying plant for slurries - has evaporation housing with pump fluid separator and differential pressure lock

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    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B5/00—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat
    • F26B5/04—Drying solid materials or objects by processes not involving the application of heat by evaporation or sublimation of moisture under reduced pressure, e.g. in a vacuum

Abstract

The two-chamber drying plant is made up of the actual evaporation housing (2), pump (4), pre-vacuuming chamber (5), filling control valve (6), fluid separator (8), differential pressure lock (9) and a control computer (3). The complete plant, or parts of it, is arranged beneath a housing (1) which is translucent. The evaporation housing forms two chambers with connecting aperture between to take a fan which runs continuously during operations to set up a vacuum gradient giving deeper vacuum in the second of the two chambers. This plant can also be used for distillation of de-salination of sea water etc.. USE/ADVANTAGE - Slurry, liquid manure etc. drying. Low energy process only requires fan power for gas evacuation and transfer to set up pressure difference as process basis.

Description

Zweikammervakuumtrocknungsanlage zur Trocknung und/oder Aufkonzentrierung von in Flüssigkeiten befindlichen Stoffen.Two-chamber vacuum drying system for drying and / or Concentration of liquids Fabrics.

Die Erfindung betrifft eine Zweikammervakuumtrocknungs­ anlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a two-chamber vacuum drying System according to the preamble of claim 1.

Die vorgebene Trocknungsart soll auf der Basis von Luftdruckverringerung jegliche Art von Stoffgemischen trennen, die in flüssiger Form vorliegen und unterschiedliche physikalisch-thermische Eigenschaften aufweisen.The specified drying type should be based on Air pressure reduction of any kind of substance mixture separate that are in liquid form and different have physical-thermal properties.

Es gibt bereits Verfahren, die aufgrund der Verringerung des Luftdruckes Stoffe trocknen können.There are already procedures in place due to the reduction of air pressure can dry fabrics.

Dabei ist es allerdings oftmals nötig, die zu trocknenden Stoffe zu erwärmen. Zudem müssen die dabei entstehenden Gase entgegen dem Druckgefälle ins Freie abgesaugt werden. Beides ist nur mit hohem Energieeinsatz möglich. Zudem erfordert es zusätzlichen technischen Aufwand.However, it is often necessary to dry them Warm fabrics. In addition, the resulting Gases are sucked outside against the pressure drop will. Both are only possible with high energy input. It also requires additional technical effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese großen Mengen an anfallendem und gegen das Druckgefälle abzusaugende Gas zu verhindern. Außerdem ohne zusätzliche Erwärmung der zu trocknenden Stoffe auszukommen.The invention has for its object these large Amounts of accumulating and to be extracted against the pressure drop To prevent gas. In addition, without additional Heating of the materials to be dried.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtunng durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This task is in a generic Einrichtunng solved by the characterizing features of claim 1.  

Dabei nützt die Anlage die physikalisch-thermischen Eigenschaften der Elemente aus, sich in einem engen Bereich (Siedepunkt) zwischen der flüssigen und gas­ förmigen Phase zu bewegen. Bei Erreichen des für den Betrieb erforderlichen Vakuums in dem Verdampfungsge­ häuse erzeugt nun der Ventilator eine Sog­ wirkung auf die Trocknungskammer. Dies hat eine Vakuumsverminderung in der Kondensationskammer zur Folge. Gleichzeitig saugt er das in der Verdampfungs­ kammer entstandene Gas ab, um einer Sättigung des Gasdruckes ( Kondensieren des Gases) in der Verdampfungs­ kammer vorzubeugen. Durch die Beschleunigung der Gase im Ventilator gehen diese nun wieder in die flüssige Form über und werden in die Kondensationskammer geschleudert. Der Ventilator erzeugt eine Druckdifferenz zwischen der Verdampfungskammer und der Kondensationskammer. Der Druck in der Konden­ sationskammer ist dabei so groß, daß die im Ventilator verflüssigten Gase in der Kondensations­ kammer ihren Aggregatszustand behalten.The system uses the physical-thermal Properties of the elements out in a tight Area (boiling point) between the liquid and gas moving phase. When the for the Operation required vacuum in the evaporation Ge the fan now creates suction effect on the drying chamber. This has one Vacuum reduction in the condensation chamber Episode. At the same time, it sucks that in the evaporation evolved gas from a saturation of the Gas pressure (condensation of the gas) in the evaporation prevent chamber. By accelerating the Gases in the fan now go back into the liquid form over and into the condensation chamber hurled. The fan generates one Pressure difference between the evaporation chamber and the condensation chamber. The pressure in the condensate sationskammer is so large that the im Fan liquefied gases in the condensation chamber keep their physical state.

Um die, den Ablauf störenden, Gase in den zu trocknenden Stoffen zu entfernen, ist eine Vorvakuumskammer vor­ geschaltet. In order to disrupt the gases in the drying process To remove substances, a pre-vacuum chamber is provided switched.  

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe­ sondere darin, daß die Anlage wenig Energie verbraucht und somit umweltfreundlich ist. Beim eigentlichen Trock­ nungsvorgang benötigt lediglich der Ventilator Energie. Die Anlage ist vielseitig verwendbar, z. B. zur Gülle­ oder Klärschlammtrocknung. Die erfinderischen Merkmale der Erfindung erlauben bei leicht abgewandelter Konstruktion elnen noch universelleren Einsatz, z. B. als Destillations- oder Meerwasserentsalzungsanlage.The advantages achieved with the invention are in particular special in that the system uses little energy and is therefore environmentally friendly. During the actual drying only the fan requires energy. The system is versatile, e.g. B. to manure or sewage sludge drying. The inventive Features of the invention allow for a slightly modified Construction even more universal use, z. B. as Distillation or desalination plant.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im folgenden beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the Drawings shown and described below. Show it:

Fig. 1 Die schematische Darstellung der kompletten Anlage, Fig. 1 is a schematic representation of the complete system,

Fig. 2 Die schematische Darstellung des Gemischzulauf­ regelungventils 6, Fig. 2 is a schematic representation of the mixture feed control valve 6,

Fig. 3 Die schematische Darstellung der Vorvakuum­ kammer 5, Fig. 3 is a schematic representation of the pre-vacuum chamber 5,

Fig. 4 Die schematische Darstellung des Vakuum­ gehäuses 2, Fig. 4 is a schematic representation of the vacuum housing 2,

Fig. 5 Die schematische Darstellung des Ventilators 10c, Figure 5 shows the schematic representation of the fan 10 c.,

Fig. 6 Die schematische Darstellung des Trockenmaterial­ abstreifers 11b. Fig. 6 The schematic representation of the dry material scraper 11 b.

Es folgen die Erläuterungen der Erfindung anhand der Zeichnungen nach Aufbau und Wirkungsweise. Gemäß Fig. 1 auf der die unter einem lichtdurchlässigen Gehäuse stehende Anlage schematisch dargestellt ist, besitzt das gemischzuführende, z. B. Suspensionsrohr einen Schieber 20, der bei Störungen geschlossen werden kann. Dieses Rohr mündet in das Gemischzulaufregelung­ ventil 6. Von dort aus gelangt das dosierte Gemisch über das Rohr 7a, welches eine im Raum stehende Schleife be­ schreibt und einen dunklen Anstrich besitzt, um sich selbst und ihren Inhalt anzuwärmen, in die Vorvakuumkam­ mer 5. Dort werden die als nicht chemisch gebundenen Gase, die in dem Gemisch vorliegen, abgesondert. Von dieser Kammer aus gelangt das Gemisch über die Zuleitung 7b in das Vakuumgehäuse 2. Hier werden die Stoffe von­ einander getrennt, wobei die Flüssigkeit über die Leitung 22d in den Flüssigkeitsabscheider 8, und die Feststoffe mit einer Fördereinrichtung 13 in die Druckdifferenz­ schleuse 9 abgegeben werden. Die einzelnen Stellglieder (Temperaturmesser-Innenraum 17,- Gemisch 21, Vakuummesser 15, 16 und der Trockensubstanzfeuchtigkeitsmesser 14), sind dazu da, dem Rechner 3 ihre Daten zu liefern. Dieser regelt des weiteren das Gemischzulaufregelung­ ventil 6, die Motoren 10 und 11 der Anlage.The explanations of the invention based on the drawings according to structure and mode of operation follow. According to Fig. 1 on which is under a light-transmissive housing plant is shown schematically, has the gemischzuführende, z. B. suspension tube a slide 20 , which can be closed in the event of faults. This pipe opens into the mixture feed control valve 6 . From there, the metered mixture passes through the tube 7 a, which writes a loop standing in the room and has a dark coat of paint to warm itself and its contents, into the fore-vacuum chamber 5 . There, the gases that are not chemically bound and are present in the mixture are separated. Of this chamber passes from the mixture through the feed line 7 b in the vacuum housing. 2 Here, the substances are separated from one another, the liquid being discharged via line 22 d into the liquid separator 8 and the solids with a conveyor device 13 into the pressure difference lock 9 . The individual actuators (temperature meter interior 17, mixture 21 , vacuum meter 15 , 16 and the dry matter moisture meter 14 ) are there to supply the computer 3 with their data. This also controls the mixture supply control valve 6 , the motors 10 and 11 of the system.

Gemäß Fig. 2. Aufbau des Gemischzulaufregelungventils 6. Das Gehäuse 6 ist eine nach außen geschlosse Kammer. Sie besitzt einen Vakuumanschluß 22c, zwei Ventile (Vakuumzufuhr 18, Außenluftzufuhr 19), die über die Kabel 19a und 18a mit dem Rechner 3 verbunden sind. An dem Gehäuse 6 befinden sich zwei Röhren 7 und 7a, die im Gehäuse durch ein flexibles, elastisches Teil (z. B. Gummi) 6a miteinender verbunden sind. According to Figure 2. Structure of the mixture feed control valve 6.. The housing 6 is an externally closed chamber. It has a vacuum connection 22 c, two valves (vacuum supply 18 , outside air supply 19 ), which are connected to the computer 3 via the cables 19 a and 18 a. On the housing 6 there are two tubes 7 and 7 a, which are connected to each other in the housing by a flexible, elastic part (e.g. rubber) 6 a.

Gemäß Fig. 3. sieht man die schematische Darstellung der Vorvakuumkammer 5 mit ihrem Innenraum. In der Mitte der Kammer 5, welche direkt mit der Vakuum­ pumpe 4 über die Zuleitung 22b verbunden ist, befindet sich ein senkrecht stehendes Rohr 5a, das mit dem gemisch­ zufühenden Rohr 7a verbunden ist. Es besitzt abgerundete Enden und eine freie Öffnung nach oben. Der Boden 5c der Kammer 5 ist zentrisch schräg verlaufend auf das Abflußrohr 7b gerichtet. über der Öffnung ist mit ca. 10 cm Abstand ein Deckel 5b montiert.Referring to FIG. 3 one can see the schematic representation of the pre-vacuum chamber 5 with its interior. In the middle of the chamber 5 , which is directly connected to the vacuum pump 4 via the supply line 22 b, there is a vertical tube 5 a, which is connected to the tube 7 a to be mixed. It has rounded ends and a free opening at the top. The bottom 5 c of the chamber 5 is directed obliquely to the drain pipe 7 b. A lid 5 b is mounted above the opening at a distance of approximately 10 cm.

Gemäß Fig. 4. bekommt man einen Einblick in das Vakuum­ gehäuse 2.According to Fig. 4. you get an insight into the vacuum housing 2.

Die Zwischendecke 2b, die eine Öffnung in ihrer Mitte besitzt, befindet sich der Ventilator 10b und trennt die Trocknungskammer (Verdampfungskammer) 2e von der Kondensationskammer 2d. Der Ventilator 10b wird über den Motor 10 mittels Antriebsachse 10a betrieben. In der Mitte der Trocknungskammer 2e steht ein flach zulaufender, mit 10 cm Abstand zur Außenwand montierter, freistehender Trichter 2a, der direkt mit dem gemisch­ zuführenden Rohr 7b verbunden ist, welcher die eigent­ liche Verdampfungsfläche darstellt. Direkt auf dem Trichterrand dreht sich der Abstreifer 11b, ange­ trieben über die Achse 11a vom Motor 11. Der Boden 2c der Trocknungskammer verläuft konisch auf die Förder­ einrichtung 13 zu. In der Kondensationskammer 2d sammelt sich die Flüssigkeit auf der Trenndecke 2b an und läuft durch das Vakuumrohr 22d ab. The false ceiling 2 b, which has an opening in its center, is the fan 10 b and separates the drying chamber (evaporation chamber) 2 e from the condensation chamber 2 d. The fan 10 b is operated via the motor 10 by means of the drive axle 10 a. In the middle of the drying chamber 2 e is a flat, 10 cm from the outer wall mounted, free-standing funnel 2 a, which is connected directly to the mixture feeding pipe 7 b, which is the actual evaporation surface union. The scraper 11 b rotates directly on the funnel edge, driven by the motor 11 via the axis 11 a. The bottom 2 c of the drying chamber is conical towards the conveyor device 13 . In the condensation chamber 2 d, the liquid collects on the separating ceiling 2 b and runs through the vacuum tube 22 d.

Gemäß Fig. 5 ist der Ventilator 10c so konstruiert, daß die an ihm kondensierende Flüssigkeit zur Seite ge­ schleudert wird, ohne daß er seine Eigenschaft zur Sog­ wirkungsentwicklung verliert.According to Fig. 5 of the fan is c 10 constructed so that the condensing liquid at it ge side is spun, without losing its properties to the suction effect development.

Gemäß Fig. 6 ist der Abstreifer 11b so konstruiert, daß er nach außen hin zurückgebogen ist, und durch seine Rotation das Trockenmaterial über den Trichterrand abdrängt.Referring to FIG. 6 of the scraper is 11 b so constructed that it is bent back towards the outside, and relegates by its rotation, the dry material through the hopper edge.

Claims (17)

1. Zweikammervakuumtrocknungsanlage zur Trocknung und/oder Aufkonzentrierung von in Flüssigkeiten befindlichen Stoffen dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aus dem eigent­ lichen Verdampfungsgehäuse (2), der Vorvakuumkammer (5) der Vakuumpumpe (4), dem Ventil zum Steuern der Befül­ lung (6), einem Flüssigkeitsabscheider (8), einer Druck­ differenzschleuse (9) und einem die Anlage steuernden Rechner (3) besteht, wobei die komplette Anlage oder Teile davon sich unter einem Gehäuse (1) befinden.1. Two-chamber vacuum drying system for drying and / or concentrating substances in liquids, characterized in that the system from the actual evaporation housing ( 2 ), the fore-vacuum chamber ( 5 ) of the vacuum pump ( 4 ), the valve for controlling the filling ( 6 ) , a liquid separator ( 8 ), a pressure differential lock ( 9 ) and a computer ( 3 ) controlling the system, the complete system or parts thereof being located under a housing ( 1 ). 2. Zweikammervakuumtrockungsanlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) lichtdurch­ lässig ist.2. Two-chamber vacuum drying system according to claim 1, characterized in that the housing ( 1 ) is translucent. 3. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgehäuse (2) in zwei Kammern unterteilt ist, die durch eine Öffnung miteinander verbunden sind.3. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 and 2, characterized in that the evaporation housing ( 2 ) is divided into two chambers which are connected to one another by an opening. 4. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Öffnung der über­ einanderliegenden Vakuumkammern ein exakt passender Ven­ tilator befindet, der bei Betrieb der Anlage kontinuier­ lich läuft und dabei ein Vakuumgefälle zwischen den zwei Kammern erzeugt, wobei die untere Kammer (2e) das höhere Vakuum besitzt. 4. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 3, characterized in that there is a precisely fitting Ven tilator in the opening of the superimposed vacuum chambers, which runs continuously during operation of the system and thereby creates a vacuum gradient between the two chambers, the lower chamber ( 2 e) has the higher vacuum. 5. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des Ventilators so konstruiert sind, daß die an den Flügeln kondensier­ enden Flüssigkeiten durch die Zentrifugalkraft nach außen in die obere Kammer (2d) (Kondensationskammer) geschleudert werden.5. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 4, characterized in that the blades of the fan are constructed so that the condensing liquids on the blades are thrown outwards by the centrifugal force into the upper chamber ( 2 d) (condensation chamber). 6. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß sich am Außenmantel des Verdampfungsgehäuses (2) eine Öffnung (22a) direkt oberhalb der die beiden Kammern trennenden Wand be­ findet, die sowohl als Flüssigkeitsabfluß dient als auch als Anschluß zur Vakuumpumpe.6. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 5, characterized in that there is an opening ( 22 a) directly above the wall separating the two chambers on the outer jacket of the evaporation housing ( 2 ), which serves both as a liquid drain and as a connection to the vacuum pump. 7. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Verdampfungs­ gehäuse (2) und der Vakuumpumpe (4) ein Flüssigkeits­ abscheider installiert ist.7. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 6, characterized in that a liquid separator is installed between the evaporation housing ( 2 ) and the vacuum pump ( 4 ). 8. Zweikammervakkumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß in der unteren Kammer (2e) ein freistehender Trichter (2a) der mit dem Zuflußrohr (7b) direkt verbunden ist, eingebracht ist und der die eigentliche Trocknungs-und/oder Verdampferfläche dar­ stellt.8. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 7, characterized in that in the lower chamber ( 2 e) a free-standing funnel ( 2 a) which is connected directly to the inflow pipe ( 7 b) is introduced and which is the actual drying and / or evaporator surface represents. 9. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß ein oberhalb des Trichters (2a) rotierender Abstreifer (11b) die getrockneten und/oder aufkonzentrierten Stoffe entfernt. 9. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 8, characterized in that an above the funnel ( 2 a) rotating scraper ( 11 b) removes the dried and / or concentrated substances. 10. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß die getrockneten und/oder aufkonzentrierten Stoffe auf die konzentrisch schräg­ verlaufenden Innenwände (2c) der unteren Vakuumkammer (2e) fallen und dort über eine Fördereinrichtung (13) durch eine Druckdifferenzschleuse (3) nach außen transportiert werden.10. Two- chamber vacuum drying system according to claims 1 to 9, characterized in that the dried and / or concentrated substances fall onto the concentrically inclined inner walls ( 2 c) of the lower vacuum chamber ( 2 e) and there via a conveyor ( 13 ) through a differential pressure lock ( 3 ) be transported outside. 11. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Vorvakuumskam­ mer (5) die in der zu behandelnden Stoffe befind­ lichen Gase, welche in dem Verdampfungsgehäuse (2) störend wirken könnten, abgesaugt werden, um wieder gebunden werden zu können.11. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 10, characterized in that by a Vorvakuumskam mer ( 5 ) in the substances to be treated union gases, which could be disruptive in the evaporation housing ( 2 ), suctioned off so that they can be bound again . 12. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß ein Vakuumventil (6) ein­ gebaut ist, das die kontinuierliche Befüllung der Trocknungsanlage gewährleistet, auch bei unterschied­ licher Konsistenz der zu trocknenden Stoffe z. B. Klärschlamm oder Gülle. Es besteht deshalb aus einem flexiblen, elastischen Teil (6b), von zwei Ventilen (18/19) gesteuert, das zwischen zwei Rohren (7/7a) liegt und von einem festen Gehäuse umgeben ist.12. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 11, characterized in that a vacuum valve ( 6 ) is built, which ensures the continuous filling of the drying system, even with differing consistency of the substances to be dried z. B. sewage sludge or manure. It therefore consists of a flexible, elastic part ( 6 b), controlled by two valves ( 18/19 ), which lies between two tubes ( 7/7 a) and is surrounded by a fixed housing. 13. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß das die Stoffe zuführende Rohr (7) vor dem Ventil (6) zur Dosierung der Trock­ nungsmenge einen Schieber (20) besitzt. 13. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 12, characterized in that the tube supplying the substances ( 7 ) in front of the valve ( 6 ) for metering the drying quantity has a slide ( 20 ). 14. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgehäuse (2), die Vorvakuumkammer (5) und das Ventil zur Steuerung der Befüllung (6) mit der Vakuumpumpe (4) über die Verbindungsrohre (22/22a/22b/22c) mitein­ ander verbunden sind.14. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 13, characterized in that the evaporation housing ( 2 ), the fore-vacuum chamber ( 5 ) and the valve for controlling the filling ( 6 ) with the vacuum pump ( 4 ) via the connecting pipes ( 22/22 a / 22 b / 22 c) are connected to each other. 15. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Verdampfungsgehäuse (2) und die Vorvakuumkammer (5) einen dunkelfarbigen oder wärmespeichernden Überzug haben.15. Two-chamber vacuum drying system according to claims 1 to 14, characterized in that the evaporation housing ( 2 ) and the fore-vacuum chamber ( 5 ) have a dark-colored or heat-storing coating. 16. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 15 dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aufgrund Ihrer Konstruktion bei Suspensionen theoretisch zwischen 1 Grad C und 99 Grad C arbeiten kann, bei anderen Stoffen im Bereich ihrer flüssigen Aggregatszustände.16. Two-chamber vacuum drying system according to the claims 1 to 15 characterized in that the plant based on your Construction with suspensions theoretically between 1 degree C and 99 degrees C can work with others Substances in the area of their liquid aggregate states. 17. Zweikammervakuumtrocknungsanlage nach den Ansprüchen 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage aufgrund ihrer erfinderischen Merkmale auch als Destillier- oder Meerwasserentsalzungsanlage verwendet werden kann.17. Two-chamber vacuum drying system according to the claims 1 to 16 characterized in that the plant due to its inventive features as a still or Desalination plant can be used.
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