ITBA20110015A1 - "AUTOCLAVE FOR STERILIZATION OF HOSPITAL WASTE AND ITS PROCEDURE" - Google Patents
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Description
Descrizione del Brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Description of the Patent for Industrial Invention entitled:
“Autoclave per la sterilizzazione dei rifiuti ospedalieri e suo procedimento†⠀ œAutoclave for the sterilization of hospital waste and its procedureâ €
La presente invenzione si colloca nel settore delle macchine per la sterilizzazione dei rifiuti sanitari pericolosi a rischio infettivo. Dette macchine, comunemente definite autoclavi per la sterilizzazione, hanno lo scopo di procedere alla disinfezione e alla bonifica biologica dei rifiuti speciali ospedalieri, a particolare rischio infettivo, al fine di ottenere l’inattivazione dei microrganismi patogeni, virus e batteri sporigeni in essi contenuti, ottenendo così rifiuti assimilabili al rifiuto solido urbano potendone, in tal modo effettuare il trasporto ed il conferimento in pubbliche discariche senza alcun rischio di contagio o infezione. The present invention relates to the sector of machines for the sterilization of hazardous medical waste with infectious risk. These machines, commonly defined autoclaves for sterilization, have the purpose of proceeding with the disinfection and biological remediation of special hospital waste, at particular infectious risk, in order to obtain the inactivation of pathogenic microorganisms, viruses and spore-forming bacteria contained in them. , thus obtaining waste that can be assimilated to solid urban waste, thus being able to carry out transport and disposal in public landfills without any risk of contagion or infection.
Più in particolare, l’invenzione si prefigge di ottenere l’inattivazione dei microrganismi attraverso l’azione di vapore saturo ad alta pressione mediante l’istallazione di un’autoclave di sterilizzazione all’interno di un impianto più grande ove sono presenti dispositivi anch’essi destinati a rendere innocuo il rifiuto. More specifically, the invention aims to obtain the inactivation of microorganisms through the action of saturated steam at high pressure by installing a sterilization autoclave inside a larger plant where there are devices which are also intended to make the refusal harmless.
Secondo quanto previsto nella presente invenzione, il rifiuto ospedaliero infetto subisce, alla fine di un più complesso procedimento, un trattamento termico ad elevate temperature per un periodo di tempo necessario a garantire l’inattivazione dei microrganismi in esso contenuti. According to the provisions of the present invention, the infected hospital waste undergoes, at the end of a more complex procedure, a heat treatment at high temperatures for a period of time necessary to guarantee the inactivation of the microorganisms contained therein.
Il danneggiamento à ̈ irreversibile e porta ad un’eliminazione delle funzioni di crescita e di moltiplicazione dei microrganismi stessi. The damage is irreversible and leads to an elimination of the growth and multiplication functions of the microorganisms themselves.
Inoltre, il dispositivo non produce liquidi di scarto, mentre gli effluenti aeriformi sono captati all’interno dell’impianto stesso, per essere sottoposti ad idonei trattamenti di disinfezione e quindi scaricati in ambiente esterno con caratteristiche conformi alla normativa vigente in materia di emissioni. Furthermore, the device does not produce waste liquids, while the gaseous effluents are captured inside the plant itself, to be subjected to suitable disinfection treatments and then discharged into the external environment with characteristics in compliance with current legislation on emissions. .
Come à ̈ noto gli ospedali, i laboratori di analisi, nonché tutte le altre strutture collegate al servizio sanitario, producono una notevole quantità di rifiuti potenzialmente infettivi, come ad esempio fasciature, siringhe, cannule o altri materiali venuti a contatto con pazienti potenzialmente infettivi, o anche rifiuti infettivi come batteri, virus, spore ecc. As is known, hospitals, analysis laboratories, as well as all other structures connected to the health service, produce a significant amount of potentially infectious waste, such as bandages, syringes, cannulas or other materials that have come into contact with potentially infectious patients. , or even infectious wastes such as bacteria, viruses, spores, etc.
Detti rifiuti ospedalieri, fino al conferimento in appositi centri dove à ̈ prevista la loro termodistruzione, richiedono misure speciali per evitare che gli stessi possano essere causa di infezioni. Il processo di sterilizzazione consiste nell'abbattimento della carica microbica tale da garantire un S.A.L. (Sterility Assurance Level) non inferiore a 10-6. La sterilizzazione e' effettuata secondo le norme UNI 10384/94, parte prima, mediante procedimento che comprenda anche la triturazione e l'essiccamento ai fini della non riconoscibilità e maggiore efficacia del trattamento, nonché della diminuzione di volume e di peso dei rifiuti stessi. Possono essere sterilizzati unicamente i rifiuti sanitari pericolosi a solo rischio infettivo. La sterilizzazione dei rifiuti sanitari a rischio infettivo e' una facoltà esercitabile ai fini della semplificazione delle modalità di gestione dei rifiuti stessi. Said hospital waste, up to its disposal in special centers where its thermal destruction is foreseen, require special measures to prevent it from causing infections. The sterilization process consists in the removal of the microbial load such as to guarantee a S.A.L. (Sterility Assurance Level) not less than 10-6. Sterilization is carried out according to UNI 10384/94, first part, by means of a procedure that also includes shredding and drying for the purposes of non-recognition and greater effectiveness of the treatment, as well as the reduction in volume and weight of the waste itself. . Only hazardous medical waste with only infectious risk can be sterilized. The sterilization of medical waste at infectious risk is an option that can be exercised for the purpose of simplifying the procedures for managing the waste itself.
Una tecnica nota per evitare rischi di contagio, consiste nel raccogliere i rifiuti in questione in contenitori che, una volta riempiti, sono chiusi ermeticamente, depositati in un centro di raccolta all’interno del complesso ospedaliero e periodicamente raccolti da ditte specializzate che provvedono al loro conferimento in particolari impianti che provvedono alla loro termo-distruzione. Un ulteriore metodo noto, consiste nella disinfezione dei rifiuti ospedalieri mediante agenti chimici che agiscono venendo a contatto con i rifiuti infetti o attraverso l’irradiazione sugli stessi di raggi γ. A known technique to avoid the risk of contagion, consists in collecting the waste in question in containers which, once filled, are hermetically sealed, deposited in a collection center inside the hospital complex and periodically collected by specialized companies that provide for the their transfer to particular plants that provide for their thermo-destruction. A further known method consists in the disinfection of hospital waste by means of chemical agents which act by coming into contact with infected waste or by irradiating them with γ rays.
Il predetto metodo di sterilizzazione si ottiene ponendo il rifiuto in contenitori speciali i quali, dopo il riempimento e l’aggiunta di disinfettante, sono posti in una camera a microonde; in questo modo, la disinfezione viene ottenuta mediante un’azione termo-chimica sui microrganismi. Questo contenitore però permette solo un trattamento per rifiuti speciali di piccolo volume, ed inoltre non garantisce una sufficiente prevenzione contro le infezioni, inoltre, detto metodo, presenta un ulteriore inconveniente conseguente allo smaltimento dei componenti chimici utilizzati per il trattamento. The aforementioned sterilization method is obtained by placing the waste in special containers which, after filling and adding disinfectant, are placed in a microwave chamber; in this way, the disinfection is obtained through a thermo-chemical action on the microorganisms. However, this container only allows a treatment for small volume special waste, and also does not guarantee sufficient prevention against infections. Furthermore, this method has a further drawback resulting from the disposal of the chemical components used for the treatment.
Più in generale, le tecniche note presentano una serie di inconvenienti primo fra i quali i notevoli rischi di infezione, per il personale medico e paramedico e del personale addetto al trasporto ed alla gestione di tali rifiuti. More generally, the known techniques have a series of drawbacks, first of all the considerable risks of infection, for the medical and paramedical personnel and for the personnel assigned to the transport and management of such waste.
Un ulteriore inconveniente à ̈ causato dal costo del conferimento dei rifiuti speciali e delle spese per il loro incenerimento, costi notevolmente superiori a quelli necessari per il conferimento dei rifiuti domestici. A further inconvenience is caused by the cost of delivering special waste and the costs for its incineration, costs considerably higher than those required for the delivery of household waste.
Sono altresì note macchine di sterilizzazione del rifiuto che comprendono al loro interno un autoclave che utilizza vapore saturo ad alta pressione. Waste sterilization machines are also known which comprise an autoclave that uses saturated steam at high pressure.
Le autoclavi destinate a tale scopo presentano una serie di inconvenienti per cui non sempre riescono ad ottenere risultati ottimali nel procedimento di sterilizzazione del rifiuto. Autoclaves intended for this purpose have a series of drawbacks for which they are not always able to obtain optimal results in the waste sterilization process.
Uno di questi inconvenienti à ̈ determinato dal fatto che il rifiuto quando inserito nell’autoclave si accumula all’interno della macchina per cui l’azione del vapore à ̈ più efficace sul rifiuto posizionato esternamente al cumulo ma inefficace alla sterilizzazione del rifiuto concentrato al centro del cumulo medesimo. One of these drawbacks is determined by the fact that the waste when inserted in the autoclave accumulates inside the machine so that the action of the steam is more effective on the waste positioned outside the heap but ineffective in sterilizing the waste. concentrated in the center of the heap itself.
Un altro inconveniente à ̈ causato dal fatto che il rifiuto à ̈ riscaldato esclusivamente dal vapore iniettato nell’autoclave e tendenzialmente à ̈ portato a condensarsi sulle pareti più fredde del contenitore generando percolato. Another drawback is caused by the fact that the waste is heated exclusively by the steam injected into the autoclave and tends to condense on the colder walls of the container, generating leachate.
Questi ed ulteriori inconvenienti sono risolti dall’autoclave per la sterilizzazione di rifiuti ospedalieri di cui alla presente invenzione, descritta in un’esecuzione preferita non limitativa di ulteriori sviluppi nell’ambito del brevetto stesso, con l’aiuto delle tavole di disegni allegate che illustrano le seguenti figure: These and further drawbacks are solved by the autoclave for the sterilization of hospital waste of the present invention, described in a preferred, non-limiting embodiment of further developments within the scope of the same patent, with the help of the accompanying drawings illustrating the following figures:
fig. 1, una vista laterale in sezione dell’autoclave con coclea in rotazione in senso antiorario per ottenere il rimescolamento del rifiuto; fig. 1, a sectional side view of the autoclave with the screw rotating counterclockwise to obtain the mixing of the waste;
fig. 2, una vista laterale in sezione dell’autoclave con coclea in rotazione in senso orario per favorire l’espulsione dei rifiuti; fig. 2, a sectional side view of the autoclave with screw in clockwise rotation to facilitate the expulsion of waste;
fig. 3, una vista laterale in sezione dell’autoclave con coclea parzialmente sollevata per consentire lavori di manutenzione all’interno dell’autoclave; fig. 3, a sectional side view of the autoclave with the screw partially raised to allow maintenance work inside the autoclave;
fig. 4, una vista in pianta in sezione dell’ autoclave; fig. 4, a sectional plan view of the autoclave;
fig. 5, una vista in sezione di un tratto della parete dell’autoclave; fig. 5, a sectional view of a section of the autoclave wall;
fig. 6, una vista in pianta dell’autoclave; fig. 6, a plan view of the autoclave;
fig. 7, un particolare del supporto inferiore dell’asse della coclea; fig. 7, a detail of the lower support of the axis of the cochlea;
fig. 8 un esempio di impianto per la sterilizzazione del rifiuto ospedaliero in cui à ̈ applicata un’autoclave realizzate secondo gli insegnamenti del presente brevetto. fig. 8 is an example of a system for sterilizing hospital waste in which an autoclave is applied, made according to the teachings of this patent.
Con riferimento alle tavole di disegni allegate, viene qui di seguito descritta l’autoclave, per la sterilizzazione di rifiuti ospedalieri, di cui alla presente invenzione. With reference to the attached drawings tables, the autoclave for the sterilization of hospital waste according to the present invention is described below.
In particolare, con riferimento alla figura 1, l’autoclave à ̈ composta da una camera interna di sterilizzazione 1 ed un’intercapedine 4, entrambe le camere racchiudono un volume all’interno del quale viene iniettato vapore ad alta pressione attraverso due distinti circuiti fra loro separati. In particular, with reference to figure 1, the autoclave is composed of an internal sterilization chamber 1 and an interspace 4, both chambers contain a volume inside which high pressure steam is injected through two distinct circuits separated from each other.
L’iniezione del vapore, all’interno dell’intercapedine 4, determina uno scambio termico verso la camera interna di sterilizzazione 1, in modo da agevolare il riscaldamento del rifiuto in arrivo oltre a mantenere una temperatura costante ed elevata all’interno della medesima camera 1 in modo da non consentire la formazione della condensa e, di conseguenza di percolato. The injection of steam, inside the interspace 4, determines a heat exchange towards the internal sterilization chamber 1, in order to facilitate the heating of the incoming waste as well as maintaining a constant and high temperature inside inside the same chamber 1 so as not to allow the formation of condensate and, consequently, of leachate.
Secondo l’invenzione, il guscio 2 dell’autoclave, presenta una forma a damigiana rovesciata sorretta da un piedistallo 21, ed à ̈ formato da una parete interna 3, un’intercapedine 4 all’interno del quale circola vapore saturo ad alta pressione, una parete esterna 5 rivestita da uno strato di coibentazione 6. Allo scopo di rendere il guscio più resistente, sono presenti all’interno dell’intercapedine 4, una serie di rinforzi 27 che uniscono la parete interna 3 con la parete esterna 5. According to the invention, the shell 2 of the autoclave has an inverted demijohn shape supported by a pedestal 21, and is formed by an internal wall 3, a cavity 4 inside which saturated steam circulates at high pressure, an external wall 5 covered with a layer of insulation 6. In order to make the shell more resistant, inside the cavity 4 there are a series of reinforcements 27 which join the internal wall 3 with the outer wall 5.
Con riferimento alla figura 1, la camera interna di sterilizzazione 1 à ̈ attraversata longitudinalmente da una coclea 7 calettata ad un albero 8 operativamente impegnato ad un riduttore ed ad un motore M; la coclea 7 ha una doppia funzione, ovvero, di rimescolare il rifiuto quando la rotazione impressa all’albero à ̈ in senso antiorario, o di favorire l’espulsione del rifiuto attraverso la valvola 9, quando la rotazione impressa all’albero 8 à ̈ in senso orario. With reference to Figure 1, the internal sterilization chamber 1 is longitudinally traversed by an auger 7 keyed to a shaft 8 operatively engaged with a reducer and a motor M; the auger 7 has a double function, that is, to mix the waste when the rotation impressed on the shaft is counterclockwise, or to favor the expulsion of the waste through the valve 9, when the rotation impressed on the shaft 8 is clockwise.
Al fine di consentire una rotazione stabile dell’albero 8, ed allo stesso tempo di consentire all’albero medesimo di poter essere facilmente estratto dall’interno della camera interna di sterilizzazione 1, l’estremità 8a à ̈ inserita all’interno di una boccola impegnata ad una guida 25. In order to allow a stable rotation of the shaft 8, and at the same time to allow the shaft itself to be easily extracted from the inside of the internal sterilization chamber 1, the end 8a is inserted into the ™ inside of a bushing engaged to a guide 25.
Trasversalmente all’albero 8, ed al medesimo impegnate, sono presenti una o più aste 10 alla cui estremità sono impegnati raschiatori 11 che esportano il rifiuto eventualmente presente sulla parete interna 3. Transversely to the shaft 8, and engaged with it, there are one or more rods 10 at the end of which scrapers 11 are engaged which remove any waste present on the internal wall 3.
Al fine di consentire la circolazione del vapore, l’autoclave presenta una serie di valvole ed in particolare, le valvole 17 per l’ingresso del vapore all’interno dell’intercapedine 4, una o più valvole 18 per l’ingresso del vapore all’interno della camera interna di sterilizzazione 1, una o più valvole 19 per l’espulsione ed il drenaggio della condensa formatasi all’interno dell’intercapedine 4, una valvola 20 per la dissipazione dell’aria contenuta all’interno della camera interna di sterilizzazione 1 quando questa sostituita da vapore saturo ad alta pressione, una valvola 26 per lo scarico del vapore a fine processo dalla camera interna di sterilizzazione 1, una valvola 29 per l’espulsione dell’aria presente all’interno dell’intercapedine 4 durante l’immissione del vapore. In order to allow the circulation of steam, the autoclave has a series of valves and in particular, the valves 17 for the entry of steam into the cavity 4, one or more valves 18 for the Steam inlet inside the internal sterilization chamber 1, one or more valves 19 for the expulsion and drainage of the condensate formed inside the cavity 4, a valve 20 for the dissipation of the air contained inside the internal sterilization chamber 1 when this is replaced by saturated steam at high pressure, a valve 26 for the discharge of the steam at the end of the process from the internal sterilization chamber 1, a valve 29 for the expulsion of the Air present inside the interspace 4 during the introduction of steam.
L’autoclave presenta, altresì, una serie di dispositivi di controllo del processo di sterilizzazione e, più in particolare, due sensori capacitivi 23a e 23b per la gestione del volume di rifiuto immesso nella camera interna di sterilizzazione 1 e un pressostato 24 posto alla base della camera interna di sterilizzazione 1 medesima. The autoclave also has a series of sterilization process control devices and, more specifically, two capacitive sensors 23a and 23b for managing the volume of waste introduced into the internal sterilization chamber 1 and a pressure switch 24 placed at the base of the internal sterilization chamber 1 itself.
Sulla parte superiore dell’autoclave sono presenti uno o più visive 28 attraverso le quali à ̈ possibile inserire all’interno della camera di sterilizzazione 1 bioindicatori. On the upper part of the autoclave there are one or more visual indicators 28 through which it is possible to insert 1 bioindicators inside the sterilization chamber.
Allo scopo di consentire lavori di manutenzione all’interno della camera di sterilizzazione 1, superiormente l’autoclave à ̈ dotata di un’apertura 22 dotata superiormente di una flangia 12 impegnata mediante perni o bulloni, ad una seconda flangia cieca 13 amovibile. In order to allow maintenance work inside the sterilization chamber 1, the autoclave at the top is equipped with an opening 22 equipped at the top with a flange 12 engaged by pins or bolts, with a second removable blind flange 13 .
L’introduzione del rifiuto all’interno della camera interna di sterilizzazione 1 avviene tramite una valvola 14 presente superiormente all’autoclave ed ad essa collegata attraverso la flangia 15. Diversamente, l’espulsione del rifiuto avviene attraverso la valvola 9 impegnata inferiormente all’autoclave mediante una flangia 16. The introduction of the waste inside the internal sterilization chamber 1 takes place through a valve 14 present above the autoclave and connected to it through the flange 15. Otherwise, the expulsion of the waste takes place through the valve 9 engaged below the autoclave by means of a flange 16.
Così come rivendicato, il procedimento di sterilizzazione del rifiuto, attraverso l’autoclave di cui alla presente invenzione, avviene attraverso le seguenti fasi: As claimed, the waste sterilization process, through the autoclave of the present invention, takes place through the following phases:
1. Valvola di carico 14 aperta: 1. Filling valve 14 open:
a. la valvola di scarico 9 Ã ̈ chiusa; to. the drain valve 9 is closed;
b. i raschiatori 11 collegati alla coclea 7 attraverso le aste 10 ruotano in senso antiorario, in modo da agevolare il riempimento della camera interna di sterilizzazione 1 di rifiuto; c. la coclea 7 Ã ̈ mantenuta in asse attraverso una opportuna guida 25; b. the scrapers 11 connected to the auger 7 through the rods 10 rotate counterclockwise, so as to facilitate the filling of the internal waste sterilization chamber 1; c. the auger 7 is kept in axis by means of a suitable guide 25;
d. l’intercapedine 4 à ̈ mantenuta in pressione con l’iniezione di vapore attraverso valvole 18; d. the interspace 4 is kept under pressure with the injection of steam through valves 18;
e. l’eccesso di condensa, presente nell’intercapedine 4, viene drenato attraverso la valvola di espulsione 19 posta in prossimità della valvola di scarico 9 in basso; And. the excess condensate present in the interspace 4 is drained through the expulsion valve 19 located near the discharge valve 9 at the bottom;
f. eventuale presenza di aria o vuoto, Ã ̈ evacuata attraverso la valvola 20; f. any presence of air or vacuum is evacuated through valve 20;
g. i rinforzi 27 garantiscono la possibilità di avere un minimo di pressione positiva g. the reinforcements 27 guarantee the possibility of having a minimum of positive pressure
dall’esterno verso l’interno rispetto alla camera interna di sterilizzazione 1; from the outside towards the inside with respect to the internal sterilization chamber 1;
h. il riempimento della camera interna di sterilizzazione 1 avviene fintanto che le sonde capacitive 23a e 23b, non interrompono la rotazione antioraria della coclea 7. h. the filling of the internal sterilization chamber 1 takes place as long as the capacitive probes 23a and 23b do not interrupt the counter-clockwise rotation of the auger 7.
2. Valvola di carico 14 chiusa: 2. Filling valve 14 closed:
a. la camera interna di sterilizzazione 1 risulta completamente isolata rispetto all’esterno, ed inizia il ciclo di trattamento; to. the internal sterilization chamber 1 is completely isolated from the outside, and the treatment cycle begins;
b. la coclea 7 ruota in senso antiorario rimescolando il rifiuto all’interno della camera interna di sterilizzazione 1; b. the auger 7 rotates counterclockwise, stirring the waste inside the internal sterilization chamber 1;
c. dalla valvola di immissione vapore 17, quest’ultimo à ̈ introdotto all’interno della camera interna di sterilizzazione 1, fino a che à ̈ raggiunta la pressione interna stabilita rilevata attraverso un pressostato 24, contemporaneamente, dalla valvola 20, l’aria presente nella camera interna di sterilizzazione 1, à ̈ inviata al sistema di filtrazione aria ad alta efficienza prima della sua immissione in atmosfera; c. from the steam inlet valve 17, the latter is introduced inside the internal sterilization chamber 1, until the established internal pressure is reached, detected through a pressure switch 24, at the same time, by the valve 20, the the air present in the internal sterilization chamber 1 is sent to the high efficiency air filtration system before being released into the atmosphere;
d. la pressione della camera interna di sterilizzazione 1 sarà mantenuta ad un valore sempre inferiore rispetto alla camera esterna o intercapedine 4 per agevolare lo scambio termico verso l’interno, evitando, così, che nella camera di sterilizzazione 1 si formino condense e consentendo ai liquidi presenti in camera, di rievaporare e seguire lo stesso ciclo termico dei rifiuti. d. the pressure of the internal sterilization chamber 1 will always be kept at a lower value than the external chamber or cavity 4 to facilitate the heat exchange towards the inside, thus avoiding condensation in the sterilization chamber 1 and allowing the liquids present in the chamber, to re-evaporate and follow the same thermal cycle of the waste.
3. Riduzione pressione camera interna: 3. Reduction of internal chamber pressure:
a. a fine ciclo di trattamento, prima di evacuare il materiale ormai sterilizzato, si deve ridurre la pressione interna, attraverso la valvola pneumatica servo comandata; to. at the end of the treatment cycle, before evacuating the now sterilized material, the internal pressure must be reduced through the servo-controlled pneumatic valve;
b. azionamento di una pompa a vuoto che provvederà ad spirare ulteriori eventuali vapori residui ed a completare l’asciugatura del rifiuto presente all’interno della camera interna di sterilizzazione 1; b. activation of a vacuum pump that will expire any further residual vapors and complete the drying of the waste present inside the internal sterilization chamber 1;
c. un pressostato 24 dà il consenso di apertura all’azionatore pneumatico posto sulla valvola di scarico 9. c. a pressure switch 24 gives the opening consent to the pneumatic actuator located on the discharge valve 9.
4. Scarico camera di sterilizzazione: 4. Sterilization chamber drain:
a. avuto il consenso di apertura la valvola di scarico 9 si apre; to. when the consent to open is given, the discharge valve 9 opens;
b. la coclea 7 inverte il senso di rotazione; b. the auger 7 reverses the direction of rotation;
c. i raschiatori perimetrali 11 agevolano il movimento del rifiuto verso il basso. c. the perimeter scrapers 11 facilitate the movement of the waste downwards.
d. il pressostato 24 da il segnale di scarico completato al sistema di d. the pressure switch 24 gives the exhaust completed signal to the system
controllo; check;
e. la valvola di scarico 9 si chiude; And. the discharge valve 9 closes;
f. viene generato uno scontrino indicante i parametri di lavoro (tempo, peso, dati relativi al sito di produzione del rifiuto, operatore); f. a receipt is generated indicating the work parameters (time, weight, data relating to the waste production site, operator);
g. il procedimento riparte dal punto 1. g. the procedure restarts from point 1.
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