EP0354292A1 - Vorrichtung zur Trocknung feinteiliger Feststoffe - Google Patents

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EP0354292A1
EP0354292A1 EP89100216A EP89100216A EP0354292A1 EP 0354292 A1 EP0354292 A1 EP 0354292A1 EP 89100216 A EP89100216 A EP 89100216A EP 89100216 A EP89100216 A EP 89100216A EP 0354292 A1 EP0354292 A1 EP 0354292A1
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EP
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tube
outer tube
solids
drying
distance
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Withdrawn
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EP89100216A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Uwe Christiansen
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Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Original Assignee
Heraeus Quarzglas GmbH and Co KG
Heraeus Quarzschmelze GmbH
Heraeus Schott Quarzschmelze GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
    • F26B17/12—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft
    • F26B17/16—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft the materials passing down a heated surface, e.g. fluid-heated closed ducts or other heating elements in contact with the moving stack of material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B23/00—Heating arrangements
    • F26B23/04—Heating arrangements using electric heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/28—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun
    • F26B3/30—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by radiation, e.g. from the sun from infrared-emitting elements

Definitions

  • the invention relates to a device for the continuous drying of finely divided solids by evaporating adhering moisture.
  • Devices of the aforementioned type are known from CH-PS 343 887. They have a vertical drying space between an inner and an outer tube. A supply nozzle for moist solids opens into the drying chamber at its upper end and a discharge funnel for dried solids is provided at its lower end.
  • the outer tube is covered by a heating jacket through which a heating medium flows and directly heats the wall of the outer tube. By heating the outer tube wall, heat is continuously supplied to the moist solid during the drying process.
  • the dried solids are collected in a collection container. Pre-warmed clean gas supplied with the wet solids to whirl it up escapes through the inner tube. The dry solid is separated from the gas like a cyclone separator.
  • the object of the invention is therefore to provide a device for drying finely divided solids at temperatures above 700 ° C., preferably in the range from 800 to 1000 ° C., which become thermally insulating during drying, such as moist silicon dioxide granules.
  • a device for the continuous drying of finely divided solids by evaporating adhering moisture which has a vertical drying space between an inner and an outer tube, at the upper end of which a supply nozzle for moist solids opens and at the lower end of which a discharge funnel for dried solids is provided, and which has a heat source enveloping the outer tube
  • the outer tube is formed from a plurality of nested tube sections made of infrared radiation-transparent material, the upper end of each tube section in the form of a funnel with a collar attached and the lower end are smooth and at each lower end of a pipe section which projects into an upper end of a pipe section, a spacer is attached and that the heat source in the form of an electrical resistance heater or infrared st rahêt is arranged at a distance from the outer tube.
  • the inner tube is closed on one side, is made of infrared radiation-permeable material and contains an
  • the outer tube is expediently encased at a distance from a protective tube made of material which is transparent to infrared radiation. This ensures that released vapors do not have a damaging effect on the heating source.
  • the space between the outer tube and the protective tube is connected to a vapor discharge nozzle, through which such acid vapors can be extracted.
  • the vapors formed during the drying of the moist solids are discharged through the space created when the outer tube ends are plugged into one another.
  • the spacer between the two pipe ends is advantageously designed as an annular body which is provided with through-openings for the vapors. Spacer elements which consist of a plurality of spacer lugs arranged in a ring shape and spaced apart from one another have also proven successful.
  • the inner tube, the outer tube and the protective tube are made of quartz glass, at least in the area of the heated zones, which is particularly well permeable to infrared radiation. This has the additional advantage that acid vapors remain without damaging the components of the device. All remaining components are expediently made of quartz material for reasons of purity.
  • the clear width of the drying room is 5 to 10 cm, preferably 5.5 to 6.5 cm, which ensures the drying of moist solids, which become excellent thermal insulators during drying, in industrially acceptable times and in appropriate quantities .
  • the dried solids In order to achieve continuous drying, the dried solids must be removed in a metered manner, for which purpose conveyor devices in the form of a roller, a screw or a vibrating table are connected to the discharge funnel for dried solids.
  • the vertical drying chamber 1 is formed by the inner tube 2, which is closed on one side, and the outer tube, which consists of a plurality of tube sections 3 inserted into one another.
  • Each such tube section 3 is formed at one end in the form of a funnel 4 with a collar 5 attached.
  • the smoothly formed end of the pipe section 3 arranged above projects into an end of a pipe section 3 designed in this way.
  • a plurality of spacers 6 are attached at the smooth end of each pipe section 3, .
  • they are designed as spacer studs.
  • Several such studs are arranged in a ring shape on the circumference of the lower end of the pipe section spaced apart.
  • An inlet funnel 7 projects into the upper end of the uppermost tube section 3, on which a bell 9 is placed over sealing elements 8 and is provided with the supply nozzle 10 for the moist granulate 11 a, which is located in a feed container 12.
  • An additional heating source 13 projects into the inner tube 2, for example a resistance heater, which can be connected to an electrical power source.
  • the outer tube formed from several tube sections 3 is surrounded by a protective tube 14 at a distance.
  • the protective tube 14 is supported at the lower end on a retaining ring 15 which is supported on the support element 17 via a steel plate 16.
  • the support element 17 rests on the one hand on the floor, and on the other hand it serves to support a furnace which completely envelops the drying room 1 and which has a resistance heater 18 which is shielded from the outside by means of the insulating body 19.
  • the protective tube 14 is sealed with sealing elements 8 and an intermediate ring 20 with the filling funnel 7 and the bell 9.
  • a discharge funnel 22 connects to the retaining ring 15 via sealing elements 8.
  • the conveying device 23 for the dried granulate 11b is connected to the discharge hopper 22.
  • the conveying device 23 consists of a worm 25 driven by a motor 24.
  • Moist granules 11a reach the drying chamber 1 from the feed container 12 via the supply nozzle 10, the clear width of which is approximately 5.5 to 6.5 cm. In the drying room 1, it is heated by both the resistance heater 18 and the additional heating source 13. The vapors generated can escape, as indicated by the arrows 26, into the space between the outer tube and the protective tube through the funnel-shaped ends of the rotor sections 3 and are discharged via the nozzle 21.
  • the moist granules 11a slide down during the drying process, the throughput speed of the granules to be dried being determined by the discharge of the conveying device which doses the dried granules 11b.
  • the components of the device according to the invention which are located in the area of the heated zones, advantageously consist of a material which is transparent to infrared radiation, preferably of quartz glass.
  • quartz material is used, for example.
  • the use of these materials for the components of the device according to the invention have the advantage that even moist granules 11a which contain acid can be dried without fear of damage to the individual components of the device.

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung von feinteiligen Feststoffen bei Temperaturen im Bereich von 800 bis 1000 °C durch Verdampfen anhaftender Feuchtigkeit beschrieben. Der vertikale Trockenraum (1) wird durch den Zwischenraum zwischen einem Innen (2)- und Außenrohr (3) gebildet. Das Außenrohr (3) ist von einer Heizquelle (18) (elektrische Widerstandsheizung, Infrarotstrahler) umgeben und ist aus meheren, ineinandergesteckten Rohrabschnitten (3) gebildet, deren oberes Ende (4,5) trichterförmig ausgebildet ist, in das das untere glatte Ende des darüber angeordneten Rohrabschnitten (3) hineinragt. Zwischen den ineinandergesteckten Rohrenden sind Abstandselemente (6) vorgesehen. Die Rohrabschnitte (3) bestehen aus infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung feinteiliger Feststoffe durch Verdampfen anhaftender Feuchtigkeit.
  • Vorrichtungen der vorgenannten Art sind aus der CH-PS 343 887 bekannt. Sie weisen einen vertikalen Trockenraum zwischen einem Innen- und einem Außenrohr auf. In den Trockenraum mündet an dessen oberem Ende ein Zufuhrstutzen für feuchte Feststoffe und an dessen unterem Ende ist ein Austragtrichter für getrocknete Feststoffe vorgesehen. Das Außenrohr ist von einem Heizmantel umhüllt, durch den ein Heizmedium strömt und die Wand des Außenrohres direkt beheizt. Durch Beheizung der Außenrohrwand wird dem feuchten Feststoff während des Trockenvorganges laufend Wärme zugeführt. Die getrockneten Feststoffe werden in einem Sammelbehälter aufgefangen. Mit den feuchten Feststoffen zu deren Aufwirbelung zugeführtes vorgewärmtes Reingas entweicht durch das Innenrohr. Die Abscheidung des trockenen Feststoffes aus dem Gas erfolgt wie bei einem Zyklonabscheider.
  • Bekannt ist aus der DE-PS 1 085 751 eine Vorrichtung zum Trocknen von Getreide, bei der das zu trockende Getreide über zur Horizontalen geneigte, hintereinander geschaltete Rieselflächen gefördert und dabei der Einwirkung von Infrarot-Strahlern ausgesetzt wird.
  • Beim Trocknen von feinteiligen Feststoffen, die durch den Trockenvorgang zu thermischen Isolatoren werden, treten nicht unerhebliche Probleme beim Wärmeübergang auf, weil sich solche Feststoffe anfänglich, solange ihr Feuchtigkeitsgehalt an anhaftender Feuchtigkeit noch hoch ist, gut trocknen lassen, jedoch mit steigender Trockenheit die thermischen Isoliereigenschaften immer mehr zum Tragen kommen, so daß der Trockenvorgang schließlich zum Erliegen kommt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Trocknung feinteiliger Feststoffe bei Temperaturen oberhalb 700 °C, vorzugsweise im Bereich von 800 bis 1000 °C , zu schaffen, die beim Trocknen thermisch isolierend werden, wie beispielsweise feuchtes Siliziumdioxid-Granulat.
  • Gelöst wird diese Aufgae durch eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung feinteiliger Feststoffe durch Verdampfen anhaftender Feuchtigkeit, die einen vertikalen Trockenraum zwischen einem Innen- und einem Außenrohr aufweist, an dessen oberes Ende ein zufuhrstutzen für feuchte Feststoffe mündet und an dessen unteren Ende ein Austragtrichter für getrocknete Feststofe vorgesehen ist, und die eine das Außenrohr umhüllende Heizquelle aufweist, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Außenrohr aus mehreren ineinandergesteckten Rohrabschnitten aus infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff gebildet ist, wobei das obere Ende Jedes Rohrabschnittes in Form eines Trichters mit aufgesetztem Kragen und das untere Ende glatt ausgebildet sind und an jedem unteren Ende eines Rohrabschnittes, der in ein oberes Ende eines Rohrabschnittes hineinragt, ein Abstandselement befestigt ist und daß die Heizquelle in Form einer elektrischen Widerstandsheizung oder von Infrarotstrahlern mit Abstand von dem Außenrohr angeordnet ist. Bei diesen Vorrichtungen ist es vorteilhaft, daß das Innenrohr einseitig geschlossen ist, aus infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff besteht und eine zusatzheizquelle in Form einer elektrischen Widerstandsheizung oder eines Infrarotstrahlers enthält, wodurch sich eine intensivere Trocknung bei kürzeren Trocknungszeiten ergibt.
  • Zweckmäßigerweise wird das Außenrohr mit Abstand von einem Schutzrohr aus für infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff umhüllt. Hierdurch wird sichergestellt, daß freigesetzte Dämpfe sich nicht schädigend auf die Heizquelle auswirken. Insbesondere, wenn es sich um Säuredämpfe handelt, ist der Raum zwischen Außenrohr und Schutzrohr mit einem Dämpfeabführstutzen verbunden, durch den solche Säuredämpfe abgesaugt werden können. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die während der Trocknung der feuchten Feststoffe entstehenden Dämpfe durch den bei Ineinanderstecken der Außenrohrenden entstehenden Zwischenraum abgeführt. Dabei ist das Abstandselement zwischen den beiden Rohrenden vorteilhaft als Ringkörper ausgebildet, der mit Durchtrittsöffnungen für die Dämpfe versehen ist. Bewährt haben sich auch Abstandselemente, die aus mehreren in Ringform angeordneten, gegeneinander beabstandeten Abstandsstollen bestehen.
  • Um eine möglichst gute Trocknung zu gewährleisten, hat es sich bewährt, daß das Innenrohr, das Außenrohr und das Schutzrohr wenigstens im Bereich der beheizten Zonen aus Quarzglas besteht, das für Infrarotstrahlung besonders gut durchlässig ist. Dies hat noch den zusätzlichen Vorteil, daß Säuredämpfe ohne schädlichen Einfluß auf die Bauteile der Vorrichtung bleiben. Alle restlichen Bauteile bestehen aus Gründen der Reinheit zweckmäßigerweise aus Quarzgut.
  • Bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen beträgt die lichte Weite des Trockenraums 5 bis 10 cm, vorzugsweise 5,5 bis 6,5 cm, wodurch das Trocknen von feuchten Feststoffen, die beim Trocknen zu ausgezeichneten thermischen Isolatoren werden, in industriell tragbaren Zeiten und in angemessenen Mengen gewährleistet wird.
  • Um eine kontinuierliche Trocknung zu erzielen, müssen die getrockneten Feststoffe kontinuierlich dosiert entnommen werden, wozu Fördervorrichtungen in Form einer Walze, einer Schnecke oder eines Rütteltisches mit dem Austragtrichter für getrocknete Feststoffe verbunden sind.
  • In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der erfindugnsgemäßen Vorrichtung teils schematich teils im vertikalen Schnitt dargestellt.
  • Der vertikale Trockenraum 1 wird gebildet von dem Innenrohr 2, welches einseitig geschlossen ist, und dem Außenrohr, welches aus mehreren ineinander gesteckten Rohrabschnitten 3 besteht. Jeder solcher Rohrabschnitt 3 ist an einem Ende in Form eines Trichters 4 mit aufgesetztem Kragen 5 ausgebildet. In ein so ausgebildetes Ende eines Rohrabschnittes 3 ragt das glatt ausgebildete Ende des darüber angeordneten Rohrabschnittes 3 hinein. An dem glatt ausgebildeten Ende jedes Rohrabschnittes 3 sind mehrere Abstandshalter 6 befestigt. In dem Ausführungsbeispiel sind sie als Abstandsstollen ausgebildet. Dabei sind mehrerer solcher Stollen in Ringform am Umfang des unteren Endes des Rohrabschnittes beabstandet gegeneinander angeordnet. In das obere Ende des obersten Rohrabschnittes 3 ragt ein Einlauftrichter 7 hinein, auf den über Dichtelemente 8 eine Glocke 9 aufgesetzt ist, die mit dem Zufuhrstutzen 10 für das feuchte Granulat 11a versehen ist, das sich in einem Aufgabebehälter 12 befindet. In das Innenrohr 2 ragt eine Zusatzheizquelle 13 hinein, beispielsweise eine Widerstandsheizung, die an eine elektrische Stromquelle anschließbar ist.
  • Das aus mehreren Rohrabschnitten 3 gebildete Außenrohr ist von einem Schutzrohr 14 mit Abstand umgeben. Das Schutzrohr 14 stützt sich am unteren Ende auf einem Haltering 15 ab, der über eine Stahlplatte 16 an dem Trageelement 17 abgestützt ist. Das Trageelement 17 ruht einerseits auf dem Boden, andererseits dient es zur Abstützung eines den Trockenraum 1 vollständig umhüllenden Ofens, der eine Widerstandsheizung 18 aufweist, die nach außen mittels des Isolationskörpers 19 abgeschirmt ist. Am oberen Ende ist das Schutzrohr 14 über Dichtelemente 8 sowie über einen Zwischenring 20 mit dem Einfülltrichter 7 und der Glocke 9 dicht verschlossen. An dem Zwischenring 20 befindet sich der Dämpfeabfuhrstutzen 21. Am unteren Ende schließt sich an dem Haltering 15 über Dichtelemente 8 ein Austragtrichter 22 an. An den Austragtrichter 22 ist die Fördervorrichtung 23 für das getrocknete Granulat 11b angeschlossen. Im Ausführungsbeispiel besteht die Fördervorrichtung 23 aus einer von einem Motor 24 angetriebenen Schnecke 25.
  • Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist wie folgt:
  • Feuchtes Granulat 11a gelangt aus dem Aufgabebehälter 12 über den Zufuhrstutzen 10 in den Trockenraum 1, dessen lichte Weite etwa 5,5 bis 6,5 cm beträgt. In dem Trockenraum 1 wird es sowohl von der Widerstandsheizung 18 als auch der Zusatzheizquelle 13 erwärmt. Die dabei entstehenden Dämpfe können, wie durch die Pfeile 26 angedeutet, in den Raum zwischen Außenrohr und Schutzrohr durch die trichterförmigen Enden des Rotorabschnitte 3 entweichen und sie werden über den Stutzen 21 abgeführt. Das feuchte Granulat 11a rutscht während des Trockenvorganges nach unten, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit des zu trocknenden Granulates durch den Austrag der Fördereinrichtung, die das getrocknete Granulat 11b dosiert austrägt, bestimmt wird.
  • Die Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich im Bereich der erhitzten Zonen befinden, bestehen vorteilhafterweise aus einem für infrarotstrahlung-durchlässigen Werkstoff, vorzugsweise aus Quarzglas. Für die übrigen Vorrichtungsteile, wie Einlauftrichter 7, Glocke 9, Zufuhrstutzen 10, Haltering 15, Zwischenring 20, Dämpfeabfuhrstutzen 21 und Austragtrichter 22, wird beispielsweise Quarzgut verwendet. Die Verwendung dieser Werkstoffe für die Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung haben den Vorteil, daß auch feuchtes Granulat 11a getrocknet werden kann, das Säure enthält, ohne daß damit eine Beschädigung der einzelnen Bauteile der Vorrichtung befürchtet werden muß.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Trocknung feinteiliger Feststoffe durch Verdampfen anhaftender Feuchtigkeit, die einen vertikalen Trockenraum zwischen einem Innen- und einem Außenrohr aufweist, an dessen oberes Ende ein Zufuhrstutzen für feuchte Feststoffe mündet und an dessen unteren Ende ein Austragtrichter für getrocknete Feststofe vorgesehen ist, und die eine das Außenrohr umhüllende Heizquelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr aus mehreren ineinandergesteckten Rohrabschnitten (3) aus infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff gebildet ist, wobei das obere Ende Jedes Rohrabschnittes (3) in Form eines Trichters (4) mit aufgesetztem Kragen (5) und das untere Ende glatt ausgebildet sind und an jedem unteren Ende eines Rohrabschnittes, der in ein oberes Ende eines Rohrabschnittes hineinragt, ein Abstandselement (6) befestigt ist und daß die Heizquelle in Form einer elektrischen Widerstandsheizung (18) oder von Infrarotstrahlern mit Abstand von dem Außenrohr angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (2) einseitig geschlossen ist, aus infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff besteht und eine Zusatzheizquelle (13) in Form einer elektrischen Widerstandsheizung oder eines Infrarotstrahlers enthält.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr mit Abstand von einem Schutzrohr (14) aus für infrarotstrahlung-durchlässigem Werkstoff umhüllt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Raum zwischen Außenrohr und Schutzrohr (14) ein Dämpfeabfuhrstutzen (21) in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (6) aus einem Ringkörper mit Durchtrittsöffnungen für Dämpfe besteht.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandselement (6) aus mehreren in Ringform angeordneten, gegeneinander beabstandeten Abstandsstollen besteht.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (2), das Außenrohr und das Schutzrohr (14) wenigstens im Bereich der beheizten Zonen aus Quarzglas bestehen.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Außenoberfläche des Innenrohres und Innenoberfläche des Außenrohres 5 bis 10 cm beträgt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Innenrohr und Außenrohr 5,5 bis 6,5 cm beträgt.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Austragtrichter (22) zur kontinuierlichen dosierten Entnahme der getrockneten Feststoffe mit einer Fördervorrichtung (23) in Form einer Walze, einer Schnecke (25) oder eines Rütteltisches verbunden ist.
EP89100216A 1988-07-30 1989-01-07 Vorrichtung zur Trocknung feinteiliger Feststoffe Withdrawn EP0354292A1 (de)

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