JP4390303B2 - 古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケール洗浄方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生成するスケールの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙パルプ工業では、昨今、中性紙が、工程内の装置腐食が少ないこと、安価な炭酸カルシウム填料を使用できること、製造された紙の保存性が良いこと、白色度、不透明度の高い紙が得られる等の多くの利点から、その生産が増加している。このような炭酸カルシウムを填料とする中性紙が古紙として回収される割合が増えるに伴い、古紙脱墨工程ではこの炭酸カルシウムの一部が工程水中に溶出し、工程水の循環再利用を積極的に行っていることもあって、工程水中のカルシウム濃度は従来に比べ増加の傾向にある。この工程水中カルシウムイオンは、脱墨助剤や過酸化水素漂白助剤として使用されるケイ酸ソーダに由来するケイ酸イオンと結合して、ケイ酸カルシウムスケールとなる。また、古紙脱墨工程における古紙処理は、中性古紙だけでなく、酸性古紙も同時に処理されるため、酸性紙に使われているサイズ剤や染料のパルプ繊維への定着や、歩留まり、濾水向上を目的として加えられる硫酸バンドが工程水中に溶出し、これがｐＨ上昇によって水酸化アルミニウムとなって析出し、結晶成長する過程で前記ケイ酸イオンと結合して、ケイ酸アルミニウムスケールを生成する。
【０００３】
一方、抄紙工程でも、例えば中性紙は填料として炭酸カルシウムを用いていることから、炭酸カルシウムの一部が工程水中に溶出し、工程水中のケイ酸イオンと結合してケイ酸カルシウムスケールを生成したり、またサイズ定着向上やピッチコントロールを目的として硫酸バンドを使用している場合には、この硫酸バンドがｐＨ上昇によって水酸化アルミニウムとなる過程でケイ酸イオンと結合してケイ酸アルミニウムスケールを生成したりする。
【０００４】
このように工程水中、用水中の炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムの濃度が高くなった結果、これらが単独でスケールとなることがあるが、ほとんどは複合化してスケールとして成長してくる。さらに、硫酸バンドに由来して生成した水酸化アルミニウムが、強い凝集作用を有することからスケール成分を凝集し、スケール化を促進すると考えられている。
【０００５】
スケールはそれ自身がワイヤー、フィルターの目詰まりや配管、散気管の閉塞といった操業性の阻害を起こすのみならず、装置表面の平滑性を損なうことによって微生物に生育の場所を与え、紙の表面にスライムデポジットを作ったり、原料の集塊化物を生じさせるなど、抄紙機での断紙や最終製品での斑点、穴あきの大きな原因となる。また、スケール自身の脱落によっても操業性、品質を損なうこともある。このため、スケールの除去は操業性、品質の両面で極めて重要である。
【０００６】
従来、スケールの除去には、機械的に付着スケールを取り除く作業が行われたり、苛性ソーダ等のアルカリ水溶液にて化学的に洗浄する方法が実施されてきた。しかしながら、前者の機械的方法は、それ自体極めて労力の要る作業であるのみならず、配管等の細部に付着するスケールまでをも除去することは困難であり、後者の化学的洗浄方法では、スケール洗浄効果が低く、付着スケールを満足行くまでに洗浄するには不充分であった。また、特に紙パルプ製造工程で生じるケイ酸アルミニウムスケールに対しては、グルコン酸ソーダとアルカリ水溶液からなる洗浄液で洗浄する方法(特公平７−２３６００号公報)が提案されているが、炭酸カルシウムスケールとケイ酸カルシウムスケールが複合化したスケールに対しては、十分な洗浄効果が発揮されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生じる炭酸カルシウムスケール、ケイ酸カルシウムスケール、ケイ酸アルミニウムスケール、さらにこれらの成分が複合化してできたスケールに対しても、有効かつ効率的に洗浄除去する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程および抄紙工程に付着したスケールを効率良く洗浄する方法を鋭意検討した結果、苛性アルカリ水溶液に、特定のヒドロキシカルボン酸類を加えてなる洗浄液が当該スケールに対して、優れた洗浄効果を示すことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本請求項１の発明は、アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液を洗浄液として用いる紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケールの洗浄方法であり、請求項２の発明は、ヒドロキシカルボン酸類がヘプトン酸ソーダであるスケールの洗浄方法であり、請求項３の発明は、洗浄液のｐＨを１０以上とするスケールの洗浄方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明におけるスケール洗浄液は、アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液である。
【００１２】
本発明におけるヒドロキシカルボン酸類には、構造上右旋性のもの、左旋性のものと区別される場合があるが、本発明においてはこれら光学異性体の種類は限定されず、どちらか一方でもよく、あるいは両方の混合物であってもよい。ヒドロキシカルボン酸類の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができ、中でも入手しやすいナトリウム塩が好ましい。また、ヒドロキシカルボン酸類は１種類を単独にあるいは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１３】
本発明における苛性アルカリ水溶液の苛性アルカリとしては、例えば苛性ソーダ、苛性カリ等を挙げることができ、中でも安価な苛性ソーダが好ましい。
【００１４】
本発明における洗浄液中のアラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩の濃度は０．１〜３０ｇ／Ｌであり、好ましくは０．５〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは１〜５ｇ／Ｌである。０．１ｇ／Ｌ未満では本発明の意図する効果が十分でなく、また３０ｇ／Ｌを越えた濃度では効果は十分に認められるが、濃度に見合った効果の向上は認められず、経済的見地から好ましくない。
【００１５】
本発明における洗浄液中の苛性アルカリの濃度は特に限定されるものではないが、通常好ましくは１〜１００ｇ／Ｌ、さらに好ましくは５〜４０ｇ／Ｌである。また、洗浄液のｐＨは高い方がスケール洗浄効果が高く、ｐＨを１０以上とするのが好ましい。
【００１６】
本発明において洗浄の対象とするスケールは、炭酸カルシウムスケール、ケイ酸カルシウムスケール、ケイ酸アルミニウムスケール、さらにこれらの成分が複合化してできたスケールである。その組成はスケールが生成する条件などで異なり、例えば雑誌古紙の脱墨工程で採取したスケールの場合には、灰分は５０〜８０重量％で、その灰分組成はＳiＯ2が２０〜５０重量％、ＣａＯが１０〜４０重量％、Ａｌ2Ｏ3が２０〜５０重量％であった。もちろん本発明においては、これらスケールの組成物、組成割合には限定されるものではない。
【００１７】
本発明の洗浄方法は、古紙脱墨工程あるいは抄紙工程の操業を止め、アルカリ洗浄液で工程を洗浄するときに適用される。洗浄の頻度は、該工程の運転状況、工程の汚れ程度などにより異なるので一律に限定されるものではないが、１０〜２０日に１回行うことが多い。本発明方法の実施態様の例を挙げると、アルカリ洗浄液に上記したヒドロキシカルボン酸類を溶解せしめ、この液を工程内に循環させることにより達成される。このとき本発明の効果を損わない範囲において、その他の種類の添加剤を併用することに何ら制限を加えるものではない。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
雑誌古紙を原料とする脱墨パルプ製造工場の晒タワーに付着したスケールを採取し、スケール洗浄試験を行った。比較のために、苛性ソーダ水溶液単独、苛性アルカリ水溶液に乳酸ソーダ、クエン酸カリ、グルコン酸ソーダ、リンゴ酸ソーダ、エチレンジアミン四酢酸四ソーダをそれぞれ溶解させた洗浄液についてもスケール洗浄試験を行った。
【００２０】
［スケール組成］
【００２１】
［試験方法］
３００ｍＬガラスビーカーに洗浄液２００ｍＬを入れ、この洗浄液中に、スケール０．５ｇを入れた５０メッシュのワイヤー籠をぶら下げて浸漬した。洗浄液を４０℃に保ち、４００ｒｐｍにて５時間連続撹拌し、ワイヤー籠上に残ったスケール重量から下記式によりスケール洗浄率を求めた。
【００２２】
【数１】
【００２３】
［試験結果］
結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
実施例２
ピッチコントロール剤として硫酸バンドを添加している中性中質紙抄造工程の抄紙機白水ピットに付着したスケールを採取し、スケール洗浄試験を行った。
【００２６】
比較のために、苛性ソーダ水溶液単独、苛性ソーダ水溶液にクエン酸カリ、リンゴ酸ソーダをそれぞれ溶解させた洗浄液についてもスケール洗浄試験を行った。
【００２７】
［スケール組成］
【００２８】
［試験方法］
３００ｍＬ三角フラスコに洗浄液１５０ｍＬ入れ、これに上記スケール１ｇを加えた。この三角フラスコをバイオシェーカー（大洋科学工業(株)製ＢＲ−３００Ｌ）内にセットし、４０℃に保ち、１２０ｒｐｍにて３時間連続振とうした。洗浄液をＮｏ.２濾紙で濾過して濾紙上に残ったスケールの重量を求め、 下式にてスケール洗浄率を求めた。
【００２９】
【数２】
【００３０】
［試験結果］
結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】
【００３２】
表１、２の結果から、本発明のスケール洗浄液は古紙脱墨工程および抄紙工程で生成したスケールに対して洗浄力が高いことが認められた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のスケール洗浄方法によれば、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生成するスケールに対し、十分な洗浄効果を有し、当該工程に付着したスケールの洗浄除去が容易に達成できる。これにより、操業性や製品品質を損なうことがなくなり、紙パルプ工業に益するところが大である。
【発明の属する技術分野】
本発明は紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生成するスケールの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙パルプ工業では、昨今、中性紙が、工程内の装置腐食が少ないこと、安価な炭酸カルシウム填料を使用できること、製造された紙の保存性が良いこと、白色度、不透明度の高い紙が得られる等の多くの利点から、その生産が増加している。このような炭酸カルシウムを填料とする中性紙が古紙として回収される割合が増えるに伴い、古紙脱墨工程ではこの炭酸カルシウムの一部が工程水中に溶出し、工程水の循環再利用を積極的に行っていることもあって、工程水中のカルシウム濃度は従来に比べ増加の傾向にある。この工程水中カルシウムイオンは、脱墨助剤や過酸化水素漂白助剤として使用されるケイ酸ソーダに由来するケイ酸イオンと結合して、ケイ酸カルシウムスケールとなる。また、古紙脱墨工程における古紙処理は、中性古紙だけでなく、酸性古紙も同時に処理されるため、酸性紙に使われているサイズ剤や染料のパルプ繊維への定着や、歩留まり、濾水向上を目的として加えられる硫酸バンドが工程水中に溶出し、これがｐＨ上昇によって水酸化アルミニウムとなって析出し、結晶成長する過程で前記ケイ酸イオンと結合して、ケイ酸アルミニウムスケールを生成する。
【０００３】
一方、抄紙工程でも、例えば中性紙は填料として炭酸カルシウムを用いていることから、炭酸カルシウムの一部が工程水中に溶出し、工程水中のケイ酸イオンと結合してケイ酸カルシウムスケールを生成したり、またサイズ定着向上やピッチコントロールを目的として硫酸バンドを使用している場合には、この硫酸バンドがｐＨ上昇によって水酸化アルミニウムとなる過程でケイ酸イオンと結合してケイ酸アルミニウムスケールを生成したりする。
【０００４】
このように工程水中、用水中の炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウムの濃度が高くなった結果、これらが単独でスケールとなることがあるが、ほとんどは複合化してスケールとして成長してくる。さらに、硫酸バンドに由来して生成した水酸化アルミニウムが、強い凝集作用を有することからスケール成分を凝集し、スケール化を促進すると考えられている。
【０００５】
スケールはそれ自身がワイヤー、フィルターの目詰まりや配管、散気管の閉塞といった操業性の阻害を起こすのみならず、装置表面の平滑性を損なうことによって微生物に生育の場所を与え、紙の表面にスライムデポジットを作ったり、原料の集塊化物を生じさせるなど、抄紙機での断紙や最終製品での斑点、穴あきの大きな原因となる。また、スケール自身の脱落によっても操業性、品質を損なうこともある。このため、スケールの除去は操業性、品質の両面で極めて重要である。
【０００６】
従来、スケールの除去には、機械的に付着スケールを取り除く作業が行われたり、苛性ソーダ等のアルカリ水溶液にて化学的に洗浄する方法が実施されてきた。しかしながら、前者の機械的方法は、それ自体極めて労力の要る作業であるのみならず、配管等の細部に付着するスケールまでをも除去することは困難であり、後者の化学的洗浄方法では、スケール洗浄効果が低く、付着スケールを満足行くまでに洗浄するには不充分であった。また、特に紙パルプ製造工程で生じるケイ酸アルミニウムスケールに対しては、グルコン酸ソーダとアルカリ水溶液からなる洗浄液で洗浄する方法(特公平７−２３６００号公報)が提案されているが、炭酸カルシウムスケールとケイ酸カルシウムスケールが複合化したスケールに対しては、十分な洗浄効果が発揮されていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生じる炭酸カルシウムスケール、ケイ酸カルシウムスケール、ケイ酸アルミニウムスケール、さらにこれらの成分が複合化してできたスケールに対しても、有効かつ効率的に洗浄除去する方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程および抄紙工程に付着したスケールを効率良く洗浄する方法を鋭意検討した結果、苛性アルカリ水溶液に、特定のヒドロキシカルボン酸類を加えてなる洗浄液が当該スケールに対して、優れた洗浄効果を示すことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本請求項１の発明は、アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液を洗浄液として用いる紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケールの洗浄方法であり、請求項２の発明は、ヒドロキシカルボン酸類がヘプトン酸ソーダであるスケールの洗浄方法であり、請求項３の発明は、洗浄液のｐＨを１０以上とするスケールの洗浄方法である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
【００１１】
本発明におけるスケール洗浄液は、アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液である。
【００１２】
本発明におけるヒドロキシカルボン酸類には、構造上右旋性のもの、左旋性のものと区別される場合があるが、本発明においてはこれら光学異性体の種類は限定されず、どちらか一方でもよく、あるいは両方の混合物であってもよい。ヒドロキシカルボン酸類の塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩等を挙げることができ、中でも入手しやすいナトリウム塩が好ましい。また、ヒドロキシカルボン酸類は１種類を単独にあるいは２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１３】
本発明における苛性アルカリ水溶液の苛性アルカリとしては、例えば苛性ソーダ、苛性カリ等を挙げることができ、中でも安価な苛性ソーダが好ましい。
【００１４】
本発明における洗浄液中のアラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩の濃度は０．１〜３０ｇ／Ｌであり、好ましくは０．５〜１０ｇ／Ｌ、さらに好ましくは１〜５ｇ／Ｌである。０．１ｇ／Ｌ未満では本発明の意図する効果が十分でなく、また３０ｇ／Ｌを越えた濃度では効果は十分に認められるが、濃度に見合った効果の向上は認められず、経済的見地から好ましくない。
【００１５】
本発明における洗浄液中の苛性アルカリの濃度は特に限定されるものではないが、通常好ましくは１〜１００ｇ／Ｌ、さらに好ましくは５〜４０ｇ／Ｌである。また、洗浄液のｐＨは高い方がスケール洗浄効果が高く、ｐＨを１０以上とするのが好ましい。
【００１６】
本発明において洗浄の対象とするスケールは、炭酸カルシウムスケール、ケイ酸カルシウムスケール、ケイ酸アルミニウムスケール、さらにこれらの成分が複合化してできたスケールである。その組成はスケールが生成する条件などで異なり、例えば雑誌古紙の脱墨工程で採取したスケールの場合には、灰分は５０〜８０重量％で、その灰分組成はＳiＯ2が２０〜５０重量％、ＣａＯが１０〜４０重量％、Ａｌ2Ｏ3が２０〜５０重量％であった。もちろん本発明においては、これらスケールの組成物、組成割合には限定されるものではない。
【００１７】
本発明の洗浄方法は、古紙脱墨工程あるいは抄紙工程の操業を止め、アルカリ洗浄液で工程を洗浄するときに適用される。洗浄の頻度は、該工程の運転状況、工程の汚れ程度などにより異なるので一律に限定されるものではないが、１０〜２０日に１回行うことが多い。本発明方法の実施態様の例を挙げると、アルカリ洗浄液に上記したヒドロキシカルボン酸類を溶解せしめ、この液を工程内に循環させることにより達成される。このとき本発明の効果を損わない範囲において、その他の種類の添加剤を併用することに何ら制限を加えるものではない。
【００１８】
【実施例】
以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
実施例１
雑誌古紙を原料とする脱墨パルプ製造工場の晒タワーに付着したスケールを採取し、スケール洗浄試験を行った。比較のために、苛性ソーダ水溶液単独、苛性アルカリ水溶液に乳酸ソーダ、クエン酸カリ、グルコン酸ソーダ、リンゴ酸ソーダ、エチレンジアミン四酢酸四ソーダをそれぞれ溶解させた洗浄液についてもスケール洗浄試験を行った。
【００２０】
［スケール組成］
［試験方法］
３００ｍＬガラスビーカーに洗浄液２００ｍＬを入れ、この洗浄液中に、スケール０．５ｇを入れた５０メッシュのワイヤー籠をぶら下げて浸漬した。洗浄液を４０℃に保ち、４００ｒｐｍにて５時間連続撹拌し、ワイヤー籠上に残ったスケール重量から下記式によりスケール洗浄率を求めた。
【００２２】
【数１】
［試験結果］
結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
実施例２
ピッチコントロール剤として硫酸バンドを添加している中性中質紙抄造工程の抄紙機白水ピットに付着したスケールを採取し、スケール洗浄試験を行った。
【００２６】
比較のために、苛性ソーダ水溶液単独、苛性ソーダ水溶液にクエン酸カリ、リンゴ酸ソーダをそれぞれ溶解させた洗浄液についてもスケール洗浄試験を行った。
【００２７】
［スケール組成］
［試験方法］
３００ｍＬ三角フラスコに洗浄液１５０ｍＬ入れ、これに上記スケール１ｇを加えた。この三角フラスコをバイオシェーカー（大洋科学工業(株)製ＢＲ−３００Ｌ）内にセットし、４０℃に保ち、１２０ｒｐｍにて３時間連続振とうした。洗浄液をＮｏ.２濾紙で濾過して濾紙上に残ったスケールの重量を求め、 下式にてスケール洗浄率を求めた。
【００２９】
【数２】
［試験結果］
結果を表２に示した。
【００３１】
【表２】
表１、２の結果から、本発明のスケール洗浄液は古紙脱墨工程および抄紙工程で生成したスケールに対して洗浄力が高いことが認められた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のスケール洗浄方法によれば、紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程で生成するスケールに対し、十分な洗浄効果を有し、当該工程に付着したスケールの洗浄除去が容易に達成できる。これにより、操業性や製品品質を損なうことがなくなり、紙パルプ工業に益するところが大である。
Claims (3)
- アラボン酸、グルカル酸、ムチン酸、ガラクトン酸、ヘプトン酸およびそれらの塩から選ばれた１種以上のヒドロキシカルボン酸類を０．１〜３０ｇ／Ｌ含む苛性アルカリ水溶液を洗浄液として用いる紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケールの洗浄方法。
- ヒドロキシカルボン酸類がヘプトン酸ソーダである請求項１記載の紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケールの洗浄方法。
- 洗浄液のｐＨを１０以上とする請求項１記載の紙パルプ製造工程の古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケールの洗浄方法。
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|---|---|---|---|
| JP34511798A JP4390303B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケール洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34511798A JP4390303B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケール洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000170094A JP2000170094A (ja) | 2000-06-20 |
| JP4390303B2 true JP4390303B2 (ja) | 2009-12-24 |
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ID=18374405
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP34511798A Expired - Fee Related JP4390303B2 (ja) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | 古紙脱墨工程あるいは抄紙工程におけるスケール洗浄方法 |
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| JP4672345B2 (ja) * | 2004-11-29 | 2011-04-20 | 花王株式会社 | 脱墨パルプの製造方法 |
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1998
- 1998-12-04 JP JP34511798A patent/JP4390303B2/ja not_active Expired - Fee Related
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