DE60023444T2 - DEVICE FOR HIGH TEMPERATURE HEAT TREATMENT OF WOODEN MATERIAL - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmebehandlung bei hoher Temperatur einer holzartigen Charge bestehend aus gestapelten Elementen und insbesondere einer Holzcharge, wobei die genannte Vorrichtung mit einem Behandlungseinschluss versehen ist, der Folgendes umfasst:
- – Aufbereitungsmittel einer Charge zu behandelnden holzartigen Stoffs,
- – Heizmittel eines Wärmeträgers, der in dem genannten Behandlungseinschluss zirkuliert,
- – Mittel zum kontinuierlichen Umwälzen des genannten Wärmeträgers, und
- – Mittel zum Prüfen der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit des Behandlungseinschlusses.
- Processing means of a batch of woody substance to be treated,
- Heating means of a heat carrier which circulates in said treatment enclosure,
- - Means for continuously circulating said heat carrier, and
- - means for checking the temperature and humidity of the treatment enclosure.
Holz ist ein weit verwendeter Werkstoff, denn er weist vielfache Vorteile sowohl hinsichtlich der Ästhetik als auch auf der Ebene seiner mechanischen, akustischen und isolierenden Eigenschaften auf. Damit Holz jedoch alle seine Merkmale und seine maßliche Stabilität bei Gegenwart von Luftfeuchtigkeit oder in Wasser eingetaucht bewahrt, muss Holz behandelt werden, um alle Träger zu eliminieren, die Keime und Schimmel erzeugen. Diese Behandlung kann durch Imprägnieren mit Hilfe von Chemikalien erfolgen, die umweltschädliche toxische Produkte sind, oder thermisch durch ein Verfahren, das darin besteht, eine chemische Überbrückung zwischen den Makromolekularketten der Bestandteile des Holzes auf thermischem Weg in kontrollierter Atmosphäre und bei einer Mindesttemperatur von 230°C herzustellen. Die zweite Lösung ist deutlich vorzuziehen, denn die chemischen Behandlungen können schädliche Folgen für Umwelt und Gesundheit haben. Um jedoch die Zuverlässigkeit der durch die Wärmebehandlung erzielten Ergebnisse sicherzustellen, sind die Homogenität und die Wiederholbarkeit der Behandlung natürlich unerlässlich.Wood is a widely used material because it has many advantages both in terms of aesthetics as well as at the level of its mechanical, acoustic and insulating Properties on. However, this wood all its features and its dimensional stability preserved in the presence of humidity or immersed in water, Wood needs to be treated to eliminate all carriers, the germs and create mold. This treatment can be done by impregnation with the help of chemicals that are toxic to the environment Products are, or thermally by a process that consists a chemical bridging between the Macromolecular chains of the components of wood on thermal Way in a controlled atmosphere and at a minimum temperature of 230 ° C produce. The second solution is clearly preferable, because the chemical treatments can cause harmful consequences for the environment and have health. However, the reliability of the heat treatment To ensure the results achieved, homogeneity and Repeatability of course necessary.
Um diese Ergebnisse bei der industriellen Anwendung zu erzielen, insbesondere auf der Ebene der Homogenität der Behandlung der Produkte, ist es wichtig und unerlässlich, über geeignete Mittel zu verfügen, die es erlauben, diese Homogenität im ganzen Volumen eines Produkts und im ganzen Volumen von Produkten einer Charge, die der Behandlung unterzogen wird, zu erzielen.Around to achieve these results in industrial application, in particular at the level of homogeneity the treatment of the products, it is important and essential to have suitable To dispose of funds which allow this homogeneity in the whole volume of a product and in the whole volume of products a batch undergoing treatment.
Es gibt Verfahren und Ausstattungen, die für diese Art von Behandlung bei hoher Temperatur des Holzes eingerichtet sind. Eines dieser Verfahren, das von dem französischen Patent beschrieben wird, das unter der Nummer 2 604 942 veröffentlicht wurde, ist ein Verfahren, das aufgrund des Schaffens der unerlässlichen neutralen Atmosphäre eine kostspielige Ausstattung erfordert, das heißt das Füllen des Volumens des Behandlungseinschlusses mit Hilfe eines neutralen Gases, wie zum Beispiel Stickstoff, und eine Heizausstattung, die einen äußeren Wärmeaustauscher verwendet.It There are procedures and equipment necessary for this type of treatment are set up at high temperature of the wood. One of these Procedure, that of the French Patent published under the number 2 604 942 is a process that, due to the creation of the indispensable neutral atmosphere requires expensive equipment, that is filling the volume of the treatment enclosure using a neutral gas, such as nitrogen, and a Heating equipment, an external heat exchanger used.
Die Wärmebehandlung des Holzes bei hoher Temperatur erfordert den Einsatz von Vorrichtungen, die es erlauben, das Holz auf hohe Temperatur zu bringen, ohne dass sich dieses entflammt. Das kann nur erfolgen, indem man den Sauerstoffgehalt des in dem Behandlungseinschluss enthaltenen Luftvolumens verringert. Derartige Vorrichtungen sind in den französischen Patenten unter den Nummern 2 591 611 und 2 609 927 veröffentlicht, die Öfen vorschlagen, die mit einem oder mehreren Brennern versehen sind, die beim Erhitzen des in dem Heizeinschluss enthaltenen Luftvolumens den Sauerstoffgehalt dieses Luftvolumens verringern.The heat treatment of the wood at high temperature requires the use of devices that it allows to bring the wood to high temperature without that this flames up. This can only be done by checking the oxygen content reduces the volume of air contained in the treatment enclosure. Such devices are in the French patents under the Numbers 2 591 611 and 2 609 927, which propose stoves, which are provided with one or more burners when heated the volume of air contained in the heating enclosure the oxygen content reduce this volume of air.
Diese bekannten Vorrichtungen haben es erlaubt, im Labor erfolgreich die erwarteten Ergebnisse hinsichtlich der Homogenität und der Qualität der Behandlung in Holzteilen mit kleinen Maßen zu erzielen, die in Chargen mit sehr geringem Volumen aufbereitet wurden. Bei dem Übergang auf die industrielle Behandlungsphase erlauben sie es jedoch nicht, eine akzeptable Wiederholbarkeit und gute Ergebnisse hinsichtlich der Qualität der Behandlung zu erzielen, insbesondere auf der Ebene der Homogenität der genannten Behandlung, nicht nur im Inneren einer Charge von Holzteilen, die dieser Behandlung unterzogen werden, sondern auch in jedem einzelnen Holzteil. Es wurden Qualitätsunterschiede zwischen den einzelnen Produkten derselben Charge festgestellt, aber auch auf der Länge oder dem Gesamtvolumen eines einzelnen Produkts, das in einer Charge enthalten ist.These known devices have allowed in the laboratory successfully the expected results in terms of homogeneity and quality of treatment in wooden parts with small dimensions which is processed in batches of very low volume were. At the transition however, they do not allow for the industrial treatment phase an acceptable repeatability and good results in terms the quality treatment, in particular at the level of homogeneity of those mentioned Treatment, not just inside a batch of wooden parts that be subjected to this treatment, but also in every single piece of wood. There were quality differences between the individual products of the same batch, but also on the length or the total volume of a single product contained in a batch is.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diesen Nachteilen, die bei dem Betrieb der derzeit vorgeschlagenen Vorrichtung angetroffen werden, abzuhelfen, indem sie eine Vorrichtung vorschlägt, die die Verbrennung im wenigstens einen Brenner zum Erhitzen des Luftvolumens des Behandlungseinschlusses und damit zum Verringern dessen Sauerstoffgehalts verwendet und verbesserte Mittel zum Aufbereiten und zum Verwalten des Behandlungseinschlusses und der zu behandelnden Charge holzartigen Stoffs aufweist.The The present invention has the object, these disadvantages, in at the operation of the currently proposed device encountered to remedy by proposing a device that the combustion in at least one burner for heating the volume of air the treatment inclusion and thus to reduce its oxygen content used and improved means for processing and managing the treatment inclusion and the batch to be treated woody Stoffs has.
Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie sie im Oberbegriff definiert ist, erreicht, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Regulieren der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit des Behandlungseinschlusses aufweist, die eingerichtet sind, um den genannten Behandlungseinschluss während seines Temperaturanstiegs mit Feuchtigkeit zu versorgen, seine Temperatur während der Behandlung der Charge aus holzartigem Stoff durch kontinuierliche Zirkulation des Wärmeträgers zu stabilisieren und sie nach der Behandlung in aufeinander folgenden Stufen abzukühlen.This object is achieved by the device according to the invention as defined in the preamble, characterized in that it comprises means for regulating the temperature and humidity of the treatment enclosure adapted to provide said treatment enclosure with moisture during its temperature rise, stabilize its temperature during the treatment of the batch of woody material by continuous circulation of the heat carrier and after treatment in to cool down successive stages.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung Mittel zum Konzentrieren des Wärmeträgers auf.According to one preferred embodiment the device comprises means for concentrating the heat carrier.
Vorteilhafterweise weist sie auch Mittel zum Einstellen des Drucks, der in dem Behandlungseinschluss herrscht, auf, wobei die genannten Mittel eingerichtet sind, um in dem genannten Behandlungseinschluss einen Überdruck aufrechtzuerhalten.advantageously, it also has means for adjusting the pressure in the treatment enclosure prevails, with the said means being set up to to maintain an overpressure in said treatment enclosure.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Aufbereiten der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff zwischen den gestapelten Elementen Abstandsorgane, deren Maße in Abhängigkeit von den Maßen der Charge des zu behandelnden holzartigen Stoffs definiert sind.Preferably comprise the means for processing the batch of substances to be treated woody substance between the stacked elements spacers, their dimensions dependent on by the measures the batch of the wood-like substance to be treated are defined.
Bei der bevorzugten Ausführungsform umfasst der Behandlungseinschluss der Vorrichtung in seinem oberen Teil eine Heizkammer, die eingerichtet ist, um den Wärmeträger nach jedem Durchlauf durch die Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff zu erwärmen, und die über eine Öffnung, die in dem Boden der genannten Heizkammer eingerichtet ist, mit dem unteren Teil des Behandlungseinschlusses, der eine Behandlungszone bildet, kommuniziert.at the preferred embodiment includes the treatment enclosure of the device in its upper Part of a heating chamber, which is set up to the heat transfer medium each pass through the batch of woody fabric to be treated to warm, and the over an opening, which is arranged in the bottom of said heating chamber, with the lower part of the treatment enclosure, which is a treatment zone forms, communicates.
Die Vorrichtung umfasst vorteilhafterweise Mittel zum Modifizieren der Höhe der Behandlungszone in Abhängigkeit von der Schwankung der Höhe der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff.The Device advantageously comprises means for modifying the height of Treatment zone in dependence from the fluctuation of the amount of Batch of woody substance to be treated.
Die Mittel zum Konzentrieren des Wärmeträgers sind eingerichtet, um mit den Mitteln zum Heizen des genannten Wärmeträgers zusammenzuwirken, um eine höhere Gleichmäßigkeit der Temperatur und eine neutrale Atmosphäre durch Zerstören des Sauerstoffs in dem Behandlungsein schluss zu erzielen, und sind in der Heizkammer für den Wärmeträger angeordnet.The Means for concentrating the heat carrier are arranged to cooperate with the means for heating said heat carrier to a higher one uniformity the temperature and a neutral atmosphere by destroying the Oxygen in the treatment einschlitz achieve, and are in the heating chamber for arranged the heat carrier.
Vorzugsweise umfassen die Mittel zum Heizen des Wärmeträgers mindestens einen Gasbrenner, und der Wärmeträger, der eine neutrale Atmosphäre definiert, besteht aus einem Gemisch aus Luft, die ihres Sauerstoffs entledigt ist, und aus Verbrennungsgasen des Brenners.Preferably the means for heating the heat carrier comprise at least one gas burner, and the heat carrier, the a neutral atmosphere defined, consists of a mixture of air, that of its oxygen is discharged, and from combustion gases of the burner.
Vorteilhafterweise umfasst der Behandlungseinschluss Mittel, die eingerichtet sind, um eine Abdichtung um die Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff sicherzustellen.advantageously, treatment includes means that are set up to seal around the batch of woody material to be treated To ensure substance.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung elektronische Mittel zum Steuern der Temperaturschwankungen in dem Behandlungseinschluss umfassen.In its preferred embodiment For example, the device may include electronic means for controlling temperature variations in the treatment enclosure.
Die Mittel zum Regulieren der Temperatur können mindestens eine Wassersprührampe umfassen, die am Ausgang der Heizkammer des Wärmeträgers angeordnet ist.The Temperature regulating means may comprise at least one water spray ramp, which is arranged at the outlet of the heating chamber of the heat carrier.
Die Mittel zum Konzentrieren des Wärmeträgers umfassen mindestens einen Konzentrationskegel, der mit mindestens einem Verteilungsablenker kombiniert ist, der eingerichtet ist, um den konzentrierten Strom heißen Gases zu vergleichmäßigen, wobei die Achse des genannten Kegels mit der Achse der Flamme, die von dem Brenner erzeugt wird, zusammenfällt.The Comprising means for concentrating the heat carrier at least one concentration cone combined with at least one distribution deflector which is set up to the concentrated stream of hot gas to even, where the axis of said cone with the axis of the flame of the burner is generated, coincides.
Die Mittel zum Einstellen eines Überdrucks in dem Behandlungseinschluss umfassen vorzugsweise eine tarierte Klappe, die auf einem Ableitungskreislauf des Gaszusatzes, der durch die Verbrennung des mindestens einen Brenners beigesteuert wird, angeordnet ist.The Means for adjusting an overpressure in the treatment enclosure preferably comprise a tared Flap opening on a derivative circuit of the gas additive passing through the combustion of the at least one burner is contributed, is arranged.
Die Mittel zum Modifizieren der Höhe der Behandlungszone in Abhängigkeit von der Schwankung der Höhe der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff und zum Sicherstellen einer Abdichtung um die genannte Charge können einen Schirm mit veränderlicher Höhe umfassen, der vertikal zwischen der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff und dem Boden der Heizkammer angeordnet ist. Die Abdichtung der genannten Charge wird ferner von Längswinkelprofilen sichergestellt, die auf dem Träger der Charge eingerichtet sind, wobei die genannten Winkelprofile eingerichtet sind, um mit dem Rand von Auffangbehältern, die auf dem Boden des Behandlungseinschlusses angeordnet sind, zusammenzuarbeiten.The Means for modifying the height the treatment zone in dependence from the fluctuation of altitude the batch of woody substance to be treated and to ensure A seal around said batch can make a screen more changeable Include height, the woody one to be treated vertically between the batch Fabric and the bottom of the heating chamber is arranged. The seal said batch is further ensured by longitudinal angle profiles, those on the carrier the batch are set up, said angle profiles are set to work with the edge of collecting containers arranged on the floor of the treatment enclosure to work together.
Die Vorrichtung umfasst ferner Mittel, die eingerichtet sind, um während der Kühlphase des genannten Behandlungseinschlusses neutrales Gas in den Behandlungseinschluss einzuführen.The Apparatus further comprises means adapted to operate during the cooling phase of said treatment inclusion neutral gas in the treatment enclosure introduce.
Die vorliegende Erfindung wird besser unter Bezugnahme auf die Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform verstanden, die beispielhaft gegeben wird, und durch die anliegenden Zeichnungen, in welchen:The The present invention will be better understood by reference to the specification a preferred embodiment understood, which is given by way of example, and by the appended Drawings in which:
Unter
Bezugnahme auf die Figuren umfasst die Vorrichtung
Der
Behandlungseinschluss
Die
Heizkammer
Mittel
zum Umwälzen
des Wärmeträgers in Form
von Ventilatoren
Die
untere Seite der Zwischendecke
Die
Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff
Der
Träger
Wenn
die Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff
Die
Mittel zum Verdichten des Wärmeträgers und
die Anordnung der Öffnung
Die
Abdichtung um die Charge wird auch erzielt, indem die Höhe der Behandlungszone
Öffnungen
Die
Behandlungszone
Um
während
der Behandlung jedes Eindringen von Sauerstoff in das Innere des
Behandlungseinschlusses zu vermeiden, wird der Behandlungseinschluss
Das
Prüfen
der Temperatur und der Luftfeuchtigkeitsrate, die in dem Behandlungseinschluss während der
Behandlung herrschen, wir durch Sonden für die Temperatur und für die Luftfeuchtigkeitsrate
(nicht dargestellt), die als solche bekannt und auf jeder der inneren
Längswände
Zum
Ausgleichen der Verringerung des Volumens des Wärmeträgers während der Abkühlphase erfolgt
eine Zufuhr neutralen Gases durch einen Einlass (nicht dargestellt), der
in einer der Wände
des Behandlungseinschlusses
Programmierbare elektronische nicht dargestellte Mittel erlauben die Verwaltung der Schwankungsstufen der Temperatur und der Feuchtigkeitsrate in dem Behandlungseinschluss.programmable Electronic means not shown allow administration the fluctuation levels of the temperature and the moisture rate in the treatment inclusion.
Das Funktionskonzept der erfindungsgemäßen Vorrichtung beruht auf einer kontinuierlichen Zirkulation des Wärmeträgergases, das durch die Luft, die ihres Sauerstoffs entledigt ist, gebildet und mit den Verbrennungsgasen vermischt wird, um eine neutrale Atmosphäre zu liefern. Nach dem stufenweisen Erhitzen bis zu einer Mindesttemperatur von 230°C, wobei diese Stufen ausgehend von Parametern des zu behandelnden holzartigen Stoffs definiert werden, zirkuliert das Wärmeträgergas ununterbrochen während des ganzen Behandlungszyklus von der Stelle, an der es von den Brennern erhitzt wird, zu der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff, die es mit ausgewogenem Durchsatz und ausgewogener Geschwindigkeit an jeder Stelle ihres Kreislaufs durchquert und ihr homogen die erforderlichen Kalorien für die Wärmebehandlung zuführt. Diese durch die Ventilatoren pulsierte Umwälzung wird von den Kegeln bedingt, die das Volumen an einem Wiedererhitzungspunkt konzentrieren, und durch die Ablenker, die den Strom vor seinem Einführen mit geringer Geschwindigkeit in die Überdruckkammer vergleichmäßigen, während in dem Behandlungseinschluss durch die tarierte Klappe, die in dem Kamin angeordnet ist, ein Druck in der Höhe von 4 mm WS eingestellt wird. Nach seinem Durchlaufen in der zu behandelnden Charge, währenddessen der Wärmeaustausch zwischen dem Wärmeträger und der genannten Charge eintritt, gelangt der Wärmeträger mit einem Druck und einer Temperatur, die von denen der Überdruckkammer unterschiedlich sind, in die Übernahmekammer. Er wird daher von den Ventilatoren aufgenommen und wieder erhitzt und in der Heizkammer vor einem neuen Durchlaufen durch die Charge aufbereitet. Dieser Behandlungszyklus erfordert mehrere Durchgänge des Wärmeträgers durch die Charge. Wenn dieser Zyklus beendet ist, erfolgt das Senken der Temperatur in aufeinanderfolgenden Stufen mit Hilfe eines Sprühens kalten Wassers mit hohem Druck in den Kreislauf des Wärmeträgergases in der Überdruckkammer mittels der Sprührampe. Der Druck in der Größenordnung von 4 mm WS wird in der Behandlungszone durch den Eintritt von neutralem Gas aufrechterhalten, das die Verringerung des Volumens des Wärmeträgers während dieser Abkühlphase ausgleicht. Dieses Sprühen wird auch in Anspruch genommen, um Wärmestöße auf der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff bei einem anormalen Anstieg der Temperatur in dem Behandlungseinschluss zu vermeiden.The functional concept of the device according to the invention is based on a continuous circulation of the heat transfer gas, which is formed by the air, which is discharged of its oxygen, and mixed with the combustion gases to provide a neutral atmosphere. After gradually heating to a minimum temperature of 230 ° C, these stages being defined on the basis of parameters of the woody material to be treated, the heat transfer gas continuously circulates from the point where it is heated by the burners to the inside of the entire treatment cycle Batch of woody material to be treated, traversing it with balanced throughput and balanced speed at any point in its cycle, homogeneously supplying the calories required for the heat treatment. This circulation, pulsed by the fans, is caused by the cones that make up the volume at a concentrate the heating point, and by the deflectors, which equalize the flow before its introduction at low speed in the pressure chamber, while in the treatment enclosure by the tared flap, which is arranged in the chimney, a pressure in the amount of 4 mm WS is set. After passing through the charge to be treated, during which the heat exchange between the heat transfer medium and the said charge occurs, the heat transfer medium reaches the transfer chamber at a pressure and a temperature which are different from those of the overpressure chamber. It is therefore taken up by the fans and reheated and conditioned in the heating chamber before re-cycling through the batch. This treatment cycle requires several passes of the heat carrier through the batch. When this cycle is completed, the temperature is lowered in successive stages by spraying cold water at high pressure into the circulation of the heat transfer gas in the overpressure chamber by means of the spray ramp. The pressure of the order of 4 mm WC is maintained in the treatment zone by the entry of neutral gas, which compensates for the reduction in the volume of the heat carrier during this cooling phase. This spraying is also used to avoid heat shocks on the charge of woody fabric to be treated with an abnormal rise in the temperature in the treatment enclosure.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann mehrere dem Fachmann nahe liegende Änderungen erfahren. Insbesondere kann der Behandlungseinschluss mit einer zweiten Tür ausgestattet werden, die zum Ausladen des holzartigen Stoffs nach seiner Behandlung bestimmt ist, und das Bewegen des Trägers der Charge kann automatisiert werden. Es ist auch möglich, die Positionierung der Brenner und der Ventilatoren zu modifizieren. Die Vorrichtung kann auch mit einem Element versehen werden, das dazu bestimmt ist, die Luft aufzubereiten, um ihren Sauerstoffgehalt zu senken.The The present invention is not limited to the described embodiment limited, but may undergo several changes obvious to the person skilled in the art. Especially the treatment enclosure can be equipped with a second door, intended for unloading the woody material after its treatment is, and moving the vehicle The batch can be automated. It is also possible that Positioning of burners and fans to modify. The device may also be provided with an element that destined to treat the air for its oxygen content to lower.
Ebenso könnte man in der Vorrichtung Mittel zum Modifizieren der Höhe der Behandlungszone in Abhängigkeit von der Höhenschwankung der Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff vorsehen, die aus einer Pressplatte mit einer Fläche bestehen, die mindestens gleich ist wie die horizontale Fläche der genannten Charge. Die genannte Pressplatte wird an der Decke der Behandlungszone angeordnet und bleibt fest mit Letzterer durch Hänge- und Bedienungsmittel wie zum Beispiel durch mindestens einen Zylin der, nicht dargestellt, verbunden, der es erlaubt, die genannte Pressplatte hochzufahren, auf die Charge aus zu behandelndem holzartigem Stoff nach deren Einführen in den Behandlungseinschluss zu senken, und auf die genannte Charge während der ganzen Dauer der Behandlung einen konstanten Druck auszuüben, um Verformungen zu vermeiden.As well could in the device means for modifying the height of the treatment zone dependent on from the height fluctuation to provide the batch of woody substance to be treated, which consists of a press plate with a surface which is at least equal to the horizontal surface of the mentioned batch. The said press plate is attached to the ceiling of the Treatment zone arranged and remains firmly with the latter by hanging and Operating means such as by at least one Zylin the, not shown, connected, which allows, said press plate start up, after the batch of woody substance to be treated their introduction to lower the treatment coverage, and to the said batch during the to exert constant pressure throughout the duration of the treatment Avoid deformations.
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