JP4669972B2 - Waste cooking oil combustion method and combustion apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、廃食用油の燃焼方法および燃焼装置に関する。さらに詳しくは、廃食用油をA重油などと同様に燃焼がなし得る廃食用油の燃焼方法および燃焼装置に関する。 The present invention relates to a combustion method and a combustion apparatus for waste cooking oil. More specifically, the present invention relates to a combustion method and a combustion apparatus for waste edible oil that can burn waste edible oil in the same manner as A heavy oil and the like.
従来より、家庭、料理店、食品製造業者などにおいて各種料理や調理などに食用油が利用され、その利用にともない家庭などから発生する廃食用油は、年間40万トン〜50万トンにも上るともいわれている。この廃食用油のほぼ半分は食品製造業者などの業者からのもので、その内大手業者からのものは回収業者により回収され、その7割程度が飼料用に利用され、その残りは溶剤、工業用原料などに再利用されている。 Conventionally, cooking oil has been used for cooking, cooking, etc. in households, restaurants, food manufacturers, etc., and waste cooking oil generated from households, etc. due to its use has reached 400,000 to 500,000 tons per year. It is also said. Almost half of this waste edible oil comes from food manufacturers, etc., of which major ones are collected by collectors, about 70% of which is used for feed, the rest being solvent, industrial It is reused as a raw material.
一方、残りの半分を占める家庭、料理店、小規模食品製造業者などからの廃食用油の大半は、何等の処理もなされることなく下水などに排出されている。そのため、この廃食用油による環境汚染が発生している。 On the other hand, most of the waste cooking oil from households, restaurants, small-scale food manufacturers, etc., accounting for the other half, is discharged into sewage without any treatment. Therefore, environmental pollution by this waste cooking oil has occurred.
この対策として、一部の地方自治体においては、廃食用油の回収を促進するとともに例えば廃食用油からバイオディーゼル油を再合成し、廃食用油の持つエネルギーの有効活用を図ろうとする試みがなされている。しかしながら、その設備が大掛かりなものとなり設備費用がかさむため、全国的な規模で普及するまでには至っていない。また、バイオディーゼル油を軽油に混ぜて使用することも考えられるが、そうすると軽油取引税がかかるため、経済的に成立しなくなる。 As a countermeasure, some local governments have tried to promote the recovery of waste edible oil and re-synthesize biodiesel oil from waste edible oil, for example, to effectively use the energy of waste edible oil. ing. However, since the equipment is large and equipment costs are high, it has not been spread on a nationwide scale. It is also conceivable to use biodiesel oil mixed with light oil, but doing so will result in a light oil transaction tax and will not be economically viable.
しかるに、廃食用油をA重油等の燃料油と同様に、ボイラや吸収冷凍機において燃料として利用することができれば、廃食用油の回収が促進されてそれによる環境汚染も解消されるものと期待される。 However, if waste edible oil can be used as fuel in boilers and absorption chillers as well as fuel oil such as A heavy oil, recovery of waste edible oil is expected to be promoted and environmental pollution caused by it will be eliminated. Is done.
しかしながら、廃食用油を汎用の燃焼装置により燃焼させた場合、未燃物が炉壁等の伝熱面に大量に析出・付着し、熱伝達を阻害すると同時に、そのような未燃物の除去、清掃を頻繁に行う必要が生じるといった問題がある。 However, when waste cooking oil is burned by a general-purpose combustion device, a large amount of unburned matter deposits and adheres to the heat transfer surface such as the furnace wall, obstructing heat transfer, and at the same time removing such unburned matter. There is a problem that frequent cleaning is required.
なお、液体状の主燃料と一定量の廃食用油とを予混合させて燃焼させる技術については、特許文献1に提案されている。
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、廃食用油をA重油と同様に燃焼させることができる廃食用油の燃焼方法および燃焼装置を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of the subject of this prior art, Comprising: It aims at providing the combustion method and combustion apparatus of waste edible oil which can burn waste edible oil similarly to A heavy oil.
本発明者等は、かかる課題に対し鋭意研究した結果、廃食用油の温度を90℃〜110℃に維持して圧力噴霧式燃焼装置により圧力噴霧を行うと、A重油と同様の噴霧粒子径および粒子径分布が得られ、良好な燃焼がなし得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent research on the above problems, the present inventors have carried out pressure spraying with a pressure spray combustion apparatus while maintaining the temperature of waste edible oil at 90 ° C. to 110 ° C. The inventors have found that a particle size distribution can be obtained and good combustion can be achieved, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の廃食用油の燃焼方法は、廃食用油を噴霧ノズルにより噴霧させてA重油と同様に燃焼させる廃食用油の燃焼方法であって、前記噴霧ノズルに供給される廃食用油を1.8MPa〜2.5MPaに昇圧する手順と、前記噴霧ノズルに供給される廃食用油を90℃〜110℃に昇温する手順と、前記供給される廃食用油の一部を供給側に戻しながら、その戻される廃食用油により廃食用油の外側を流れる1次空気による廃食用油の冷却を防止しながら噴霧ノズルに供給される廃食用油を前記温度に維持する手順とを含んでいることを特徴とする。 That is, the combustion method of waste edible oil according to the present invention is a combustion method of waste edible oil in which waste edible oil is sprayed by a spray nozzle and burned in the same manner as heavy fuel oil A, and the waste edible oil supplied to the spray nozzle The pressure is increased from 1.8 MPa to 2.5 MPa , the waste edible oil supplied to the spray nozzle is heated to 90 ° C. to 110 ° C. , and a part of the supplied waste edible oil is supplied on the supply side. And maintaining the temperature of the waste edible oil supplied to the spray nozzle at the temperature while preventing the cooling of the waste edible oil by the primary air flowing outside the waste edible oil by the returned waste edible oil. It is characterized by being.
また、本発明の廃食用油の燃焼方法においては、供給側に戻す廃食用油の割合が、噴霧させる廃食用油の3倍以上とされているのが好ましい。 Moreover, in the combustion method of the waste edible oil of this invention, it is preferable that the ratio of the waste edible oil returned to a supply side shall be 3 times or more of the waste edible oil to spray.
一方、本発明の廃食用油の燃焼装置は、廃食用油を噴霧ノズルにより噴霧させてA重油と同様に燃焼させる廃食用油の燃焼装置であって、前記燃焼装置が、廃食用油を前記噴霧ノズルに供給する内管と、前記廃食用油の一部を供給側に戻しながら前記噴霧ノズルに供給される廃食用油の温度を90℃〜110℃に維持する保温外管と、前記保温外管の外周に配設された1次空気供給部とを備えてなることを特徴とする。 Meanwhile, the waste edible oil combustion apparatus of the present invention is a waste edible oil combustion apparatus in which waste edible oil is sprayed by a spray nozzle and burned in the same manner as heavy fuel oil A , wherein the combustion apparatus converts the waste edible oil into the waste edible oil. and the supply to the spray nozzle tube, a heat insulating outer tube to maintain the temperature of the cooking oil to be supplied to the spray nozzle with return to the supply side of the portion of the waste edible oil to 90 ° C. to 110 ° C., the And a primary air supply unit disposed on the outer periphery of the heat insulation outer tube .
本発明の廃食用油の燃焼装置においては、外周に気体燃料を燃焼させる燃焼装置が配設されてなるのが好ましい。 In the combustion apparatus for waste edible oil of the present invention, it is preferable that a combustion apparatus for burning gaseous fuel is disposed on the outer periphery.
また、本発明の廃食用油の燃焼装置においては、食用油を所定温度に昇温する加熱器を備えているのが好ましい。 Moreover, in the combustion apparatus of the waste edible oil of this invention, it is preferable to provide the heater which heats up edible oil to predetermined temperature.
さらに、本発明の廃食用油の燃焼装置においては、廃食用油を1.8MPa〜2.5MPaに昇圧する昇圧手段を備えてなるのが好ましい。 Furthermore, in the waste edible oil combustion apparatus of the present invention, it is preferable to include a pressure raising means for raising the pressure of the waste edible oil to 1.8 MPa to 2.5 MPa .
本発明によれば、廃食用油を完全燃焼させることができ、燃焼室等の熱交換面に不完全燃焼物の付着や堆積がない清浄面が維持されるという優れた効果が得られる。また、それにより、廃食用油がA重油と同様の燃料としての利用される道が開かれ、その回収および再利用が促進されて廃食用油により環境汚染が防止されるという優れた効果も得られる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the waste cooking oil can be burned completely and the outstanding effect that the clean surface without the adhesion and accumulation of incomplete combustion products on the heat exchange surface, such as a combustion chamber, is acquired. This also opens the way for waste edible oil to be used as a fuel similar to A heavy oil, promotes its recovery and reuse, and has the excellent effect of preventing environmental pollution by waste edible oil. It is done.
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。 Hereinafter, although the present invention is explained based on an embodiment, referring to an accompanying drawing, the present invention is not limited only to this embodiment.
本発明の一実施形態に係る燃焼方法に適用される燃焼装置の要部を図1に断面図で示し、同燃焼装置を備えた吸収冷凍機の燃焼装置周りの燃料系統等を図2に示す。ここで、図1に示す燃焼装置Aは廃食用油と燃料ガスとを混合燃焼させる燃焼装置とされているが、燃料ガスの燃焼に係る部分は、公知のものと同様とされているので、図1においては、理解の容易および作図の簡素化の観点から、燃料ガスの燃焼に係る部分の図示は適宜省略されている。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a main part of a combustion apparatus applied to a combustion method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a fuel system and the like around the combustion apparatus of an absorption refrigerator equipped with the combustion apparatus. . Here, the combustion apparatus A shown in FIG. 1 is a combustion apparatus that mixes and burns waste edible oil and fuel gas, but the part related to the combustion of the fuel gas is the same as a known one, In FIG. 1, from the viewpoint of easy understanding and simplification of drawing, illustration of portions related to combustion of fuel gas is omitted as appropriate.
燃焼装置Aは、図1に示すように、廃食用油を供給する廃食用油供給部10と、廃食用油供給部10の外周に配設された1次空気を供給する1次空気供給部20と、1次空気供給部20の外周に配設された燃料ガスを供給する燃料ガス供給部30とを主要部として備えてなるものとされる。
As shown in FIG. 1, the combustion apparatus A includes a waste edible
廃食用油供給部10は、廃食用油を供給する内管(供給管、例えば内径5mmφ)11および供給された廃食用油の一部を供給側に戻す外管(戻し管、例えば内径10mmφ)12とからなる二重管10Aとされ、この二重管10Aの基端部には給排ブロック13が配設され、その先端部には噴霧ブロック14が配設されている。噴霧ブロック14は公知の圧力噴霧バーナーに用いられている、防滴弁14aと噴霧ノズル14bとを組み合わせた噴霧ノズルと同様とされているので、その構成の詳細な説明は省略する。
The waste edible
ここで、供給側に戻される廃食用油の割合は、噴霧される廃食用油を所定温度に維持する観点から、供給される廃食用油の3割以上とされる。つまり、噴霧させる廃食用油の3倍以上で、かつ、前記所定温度が確保するものとされる。 Here, the ratio of the waste edible oil returned to the supply side is set to 30% or more of the supplied waste edible oil from the viewpoint of maintaining the sprayed waste edible oil at a predetermined temperature. That is, it is 3 times or more of the waste edible oil to be sprayed, and the predetermined temperature is ensured.
内管11先端は、外管12より所定長さ突出させられて噴霧ブロック14に嵌合されている。この嵌合された内管11は、噴霧ブロック14内に形成された流路(図示省略)に連通させられるとともに、内管11の外管12から突出する箇所、つまり外管12先端部には図示はされていないが、適宜シール部材、例えば蓋が設けられて、その箇所のシールが図られている。また、内管11の外管12先端部に位置する箇所には、図示はされていないが、廃食用油の一部を外管12に戻すための戻し穴が所要数設けられている。廃食用油供給部10が、かかる構成とされていることにより、供給管11の廃食用油の温度が所定温度に維持されている。つまり、戻し管12を流れる戻り油により供給管11内部の廃食用油の保温が図られている。
The distal end of the
給排ブロック13は、図1および図3に示すように、二重管10A基端側から廃食用油を戻す戻し部15と、廃食用油を供給する供給部16とがこの順で一体的に接合形成された直方体状のブロック体とされている。
As shown in FIGS. 1 and 3, the supply /
戻し部15には、二重管10Aと面する面15aに外管12が嵌合される嵌合部15bが形成され、一側面に戻し口15cが開口形成され、供給部16と接合される面15dに内管挿通路15eが貫通形成されている。この戻し口15cは、戻し部15内部に形成される連通路15fを介して嵌合部15bに嵌合される外管12と連通されている。この嵌合部15bに嵌合される外管12の基端部12aは、図3に示すように、先細テーパー状に形成されている。これにより、基端部12aの嵌合が容易になされる。
The
供給部16には、戻し部15との接合面16aに内管11が嵌合される嵌合部16bが形成され、一側面に供給口16cが開口形成されている。この供給口16cが形成される面は、前記戻し口15cが形成される面と異なる面とされるのが、供給配管FPおよび戻し配管RPの施工の煩雑さを避ける点から好ましい。この供給口16cは、供給部16内部に形成される連通路16dを介して嵌合部16bに嵌合される内管11と連通されている。この嵌合部16bおよび内管挿通路15eに嵌合される内管11の基端部11aは、図3に示すように、外径が小さくされて薄肉に形成されている。なお、基端部11aは必ずしも薄肉に形成される必要はない。
The
1次空気供給部20は、具体的には、二重管10Aの先端から所定長さで外装された両端が開放された管状部材20Aとされる。
Specifically, the primary
ガス供給部30は、具体的には、1次空気供給部20を構成している管状部材20Aの先端から所定長さで外嵌されかつ両端が閉塞された管状部材30Aとされる。この管状部材30Aの先端部外周には、図示はされていないが、所要数のガス噴射孔が貫通形成されている。また、後部の適宜位置には燃料ガス供給配管GPと接合される接続管31が突出形成されている。
Specifically, the
次に、図2を参照しながら、かかる構成とされている燃焼装置Aへの燃料系統を説明する。なお、図2は燃焼装置Aを備えた吸収冷凍機の燃焼装置周りの系統図である。 Next, a fuel system to the combustion apparatus A configured as described above will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a system diagram around the combustion device of the absorption refrigerator equipped with the combustion device A.
燃料系統Fは、廃食用油系統LFと燃料ガス系統GFとから構成されている。 The fuel system F includes a waste edible oil system LF and a fuel gas system GF.
廃食用油系統LFは、燃焼装置Aに廃食用油を供給する廃食用油供給配管FPと、燃焼装置Aから供給された廃食用油の一部を前記供給配管FPに戻す廃食用油戻し配管RPとを含む。 The waste edible oil system LF includes a waste edible oil supply pipe FP for supplying waste edible oil to the combustion apparatus A, and a waste edible oil return pipe for returning a part of the waste edible oil supplied from the combustion apparatus A to the supply pipe FP. RP.
廃食用油供給配管FPには、図2に示すように、廃食用油が供給される上流側から入口止弁41、ストレーナ42、バッファタンク43、噴霧ポンプ(昇圧手段)44、加熱器45、第1電磁弁46および第2電磁弁47がこの順で介装され、その先端部が燃焼装置Aの給排ブロック13の供給口16cに嵌合されている。この供給配管FPの加熱器45の出口から給排ブロック13までの部分は、テープ状加熱部材で被覆されてその部分の加熱および保温が図られている。なお、給排ブロック13も同様に保温がなれている。
As shown in FIG. 2, the waste cooking oil supply pipe FP includes an inlet stop valve 41, a strainer 42, a
噴霧ポンプ44は例えばギァポンプとされ、廃食用油の圧力をA重油と同等の噴霧粒径が得られる噴出エネルギーを与えるに十分な圧力、例えば1.8MPa〜2.5MPaまで昇圧する能力を有するものとされる。
The
加熱器45は制御性および小型化の観点から電気式加熱器とされ、廃食用油の粘度をA重油と同等の噴霧粒径が得られる温度、例えば85℃〜110℃まで、好ましくは90℃〜110℃まで昇温する能力を有するものとされる。ただし、加熱器45は電気式加熱器に限定されるものではなく、電気式加熱器と同等の制御性および小型化が図られるのであれば、蒸気式加熱器とされてもよい。
The
また、燃焼装置Aの給排ブロック13からの戻し配管RPは、ストレーナ42とバッファタンク43との間に戻されている。つまり、戻し配管RPの先端は、ストレーナ42とバッファタンク43との間の供給配管FPに接合されている。戻し配管RPをこの位置に戻すのは、戻し配管RP内の圧力変化などにより戻し配管RP内に発生した気泡をバッファタンク43により分離させるとともに、新たに供給される廃食用油を加熱するためである。
The return pipe RP from the supply /
この戻し配管RPには、図2に示すように、上流側(給排ブロック13側)から電磁弁(以下、主電磁弁という)51および逆止弁52が介装され、この主電磁弁51の上流側には温度スイッチ53が設けられている。この逆止弁52により吸収冷凍機などの停止中における、戻し配管RPによる廃食用油の逆流が防止されている。また、主電磁弁51にはバイパス電磁弁54を有するバイパスBPが設けられている。
As shown in FIG. 2, an electromagnetic valve (hereinafter referred to as a main electromagnetic valve) 51 and a
主電磁弁51は、吸収冷凍機などの起動とともに開とされ、廃食用油の温度が所定温度、つまり廃食用油の噴霧粒径を燃焼可能な粒径とすることができる温度に到達すると、温度スイッチ53からの信号により閉とされる。この主電磁弁51が閉とされると、廃食用油供給部10の圧力が上昇し、ついでその圧力が防滴弁14aの通過圧力以上になるとノズル14bから廃食用油が噴霧される。一方、バイパス電磁弁54は、吸収冷凍機など運転中は常時開とされて、所定量の廃食用油が供給側に戻されるようにされ、廃食用油供給部10の温度が所定温度に維持されるようにされている。
When the
ガス系統GFは、燃料ガス供給部30に燃料ガスを供給する燃料ガス供給配管GPと、パイロットバーナーPBに燃料ガスを供給するパイロットガス供給配管PPとを含む。
The gas system GF includes a fuel gas supply pipe GP that supplies fuel gas to the fuel
ガス供給配管GPは、ガスストレーナ61、主ガスユニット弁62などを備えた公知構造のものとされ、ガスストレーナ61と主ガスユニット弁62との間からパイロットガス供給配管PPが分岐されている。パイロットガス供給配管PPは、パイロットガスユニット弁63などを備えた公知構造のものとされている。
The gas supply pipe GP has a known structure including a gas strainer 61, a main
なお、図2中、符号FAは燃焼用空気系統を示し、符号IGは燃料点火系統を示す。 In FIG. 2, the symbol FA indicates a combustion air system, and the symbol IG indicates a fuel ignition system.
しかして、かかる構成とされている燃焼装置Aを備えた吸収冷凍機などにおいては、図2に示すように、燃焼用空気系統FAの送風機71からの燃焼用空気がダンパー72により流量制御されてウインドボックス73に供給され、その一部が1次空気供給部20に1次空気として供給され、残部がガス保炎板74およびディフューザ75を介して2次空気として燃焼部に供給される。そして、燃焼装置Aの廃食用油供給部10から噴霧された廃食用油は、1次空気と混合された後、パイロットバーナーPBにより着火されて燃焼が開始される。なお、パイロットバーナーPBは、廃食用油の燃焼が安定すると消火される。
Therefore, in an absorption refrigerator including the combustion apparatus A having such a configuration, the flow rate of combustion air from the
また、負荷が増大した場合には、燃料ガス供給部30から燃料ガスが供給されて負荷の増大に対処するものとされる。
When the load increases, fuel gas is supplied from the fuel
このように、本実施形態においては、廃食用油を85℃〜110℃に加熱に加熱し、しかもその温度を維持させ燃焼装置Aの廃食用油供給部10に供給して圧力噴霧させているので、A重油と同様に燃焼させることができる。そのため、廃食用油を有効な燃料源とすることができる。
Thus, in the present embodiment, the waste edible oil is heated to 85 ° C. to 110 ° C., and the temperature is maintained and supplied to the waste edible
以下、実施例により、本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically by way of examples.
参考例
本実施形態の燃焼装置によりA重油の温度を25℃(常温)として適正な噴霧圧力(1.8MPa)により噴霧を行い、その噴霧粒子径および粒子径分布を測定し、その結果を図4に参考例として示す。
Reference Example Spraying is performed at an appropriate spray pressure (1.8 MPa) with the temperature of heavy oil A at 25 ° C. (normal temperature) by the combustion apparatus of the present embodiment, and the spray particle size and particle size distribution are measured. 4 shows a reference example.
実施例
燃焼装置への供給を廃食用油に変更するとともに、その温度を110℃とした他は参考例と同様にして噴霧を行い、その噴霧粒子径および粒子径分布を測定し、その結果を図4に実施例として併せて示す。
Example Spraying was performed in the same manner as in the Reference Example except that the supply to the combustion apparatus was changed to waste cooking oil and the temperature was changed to 110 ° C., and the spray particle size and particle size distribution were measured. FIG. 4 also shows an example.
比較例
廃食用油の温度を80℃とした他は実施例と同様にして噴霧を行い、その噴霧粒子径および粒子径分布を測定し、その結果を図4に比較例として併せて示す。
Comparative Example Spraying was performed in the same manner as in the Example except that the temperature of the waste edible oil was set to 80 ° C., and the spray particle size and particle size distribution were measured. The results are also shown in FIG. 4 as a comparative example.
図4より、実施例においては参考例と同様の噴霧特性が得られているのがわかる。 FIG. 4 shows that the spray characteristics similar to those of the reference example are obtained in the example.
本発明は、廃食用油の燃焼に適用できる。 The present invention can be applied to the combustion of waste cooking oil.
10 廃食用油供給部
11 内管、供給管
12 外管、戻し管
13 給排ブロック
14 噴霧ブロック
15 戻し部
16 供給部
20 1次空気供給部
30 燃料ガス供給部
44 噴霧ポンプ、昇圧手段
45 加熱器
A 燃焼装置
F 燃料系統
LF 廃食用油系統
GF 燃料ガス系統
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記噴霧ノズルに供給される廃食用油を1.8MPa〜2.5MPaに昇圧する手順と、
前記噴霧ノズルに供給される廃食用油を90℃〜110℃に昇温する手順と、
前記供給される廃食用油の一部を供給側に戻しながら、その戻される廃食用油により廃食用油の外側を流れる1次空気による廃食用油の冷却を防止しながら噴霧ノズルに供給される廃食用油を前記温度に維持する手順
とを含んでいることを特徴とする廃食用油の燃焼方法。 A method for burning waste edible oil in which waste edible oil is sprayed by a spray nozzle and burned in the same manner as heavy oil A ,
A procedure for boosting waste edible oil supplied to the spray nozzle to 1.8 MPa to 2.5 MPa ;
A procedure for raising the temperature of the edible oil supplied to the spray nozzle to 90 ° C. to 110 ° C . ;
While returning a part of the supplied waste edible oil to the supply side, the returned edible oil is supplied to the spray nozzle while preventing the cooling of the used edible oil by the primary air flowing outside the waste edible oil. And a procedure for maintaining the temperature of the edible edible oil at the temperature .
前記燃焼装置が、廃食用油を前記噴霧ノズルに供給する内管と、前記廃食用油の一部を供給側に戻しながら前記噴霧ノズルに供給される廃食用油の温度を90℃〜110℃に維持する保温外管と、前記保温外管の外周に配設された1次空気供給部とを備えてなることを特徴とする廃食用油の燃焼装置。 A waste edible oil combustion apparatus in which waste edible oil is sprayed by a spray nozzle and burned in the same manner as A heavy oil,
Said combustion device, and the pipe for supplying the cooking oil in the spray nozzle, 90 ° C. The temperature of the cooking oil to be supplied to the spray nozzle with return to the supply side of the portion of the waste edible oil to 110 A combustion apparatus for waste edible oil , comprising: a heat insulation outer tube maintained at ° C .; and a primary air supply unit disposed on an outer periphery of the heat insulation outer tube .
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