KR100711087B1 - Hopper for food waste processing equipments and food waste processing method using the hopper - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뒤섞기에 의한 탈수로 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 개선하고, 탈수된 음식물쓰레기를 예비적으로 발효시켜 발효장치에서의 발효가 촉진되도록 전처리하는 음식물쓰레기처리설비용 호퍼와, 이 호퍼를 이용하여 방류되는 침출수의 수질개선과 발효촉진에 기여하는 음식물쓰레기처리방법을 제공하기 위한 것으로서, 투입된 음식물쓰레기가 체류하는 동안 가역형 스크류 컨베이어를 역구동시켜 체류 음식물쓰레기를 뒤섞는 방법으로 탈수하고, 염분과 중금속 등이 함유된 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 폐수처리계통 등으로 배출하는 한편, 온풍을 주입하여 건조시킴으로써 1차적으로 함수율을 낮추는 탈수 폭기와; 1차적으로 처리된 음식물쓰레기를 가역형 스크류 컨베이어로 회류시켜 뒤섞으면서 재차 탈수하고, 미생물의 투입과 함께 온풍을 공급하여 건조 및 발효시키며, 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 배출하는 예비발효과정을 한 대의 호퍼 내에서 수행할 수 있게 구성한 호퍼와; The present invention improves the turbidity of leachate by inhibiting the destruction of food capsules by dehydration by mixing, and the hopper for food waste treatment equipment for pretreatment to promote fermentation in the fermentation apparatus by preliminarily fermenting the dehydrated food waste, This hopper is to provide food waste treatment method which contributes to water quality improvement and fermentation promotion of leachate discharged by using hopper, and dehydration by mixing the food wastes by reverse driving the reversible screw conveyor while the food wastes are staying. And a dehydration aerator for reducing the water content primarily by aeration of the leachate containing salt and heavy metals to lower turbidity and to discharge the wastewater to the wastewater treatment system, and by injecting and drying hot air; Firstly, the processed food waste is recirculated with a reversible screw conveyor, dehydrated again, mixed with microorganisms, supplied with warm air, dried and fermented, and the leachate is aerated to lower the turbidity and discharge it. A hopper configured to be performed in a large hopper;
상기 호퍼 내에서의 재차 뒤섞기에 의한 탈수와 미생물의 투입, 그리고 건조와 폭기로써 본격적인 발효에 적합한 수준으로 함수율을 낮추면서도 음식물 캡슐의 파괴는 극력 억제하여 침출수의 탁도를 낮춤으로써 침출수의 방류로 인한 하천수의 오염을 방지하고, 발효도 신속하고도 원활하게 이뤄지도록 처리하는 음식물쓰레기처리방법을 특징으로 한다. In the hopper, while the water content is lowered to a level suitable for full-scale fermentation by mixing and aeration, and drying and aeration, the destruction of food capsules is suppressed as much as possible, and the turbidity of leachate is lowered by lowering turbidity of leachate. To prevent contamination of the food, and fermentation is also characterized in that the food waste treatment method to be processed quickly and smoothly.
Description
도 1은 본 발명의 호퍼에 연계된 음식물쓰레기처리설비의 개념도 1 is a conceptual diagram of a food waste treatment facility associated with the hopper of the present invention
도 2는 본 발명에 의한 호퍼의 종단면도(탈수 폭기과정)Figure 2 is a longitudinal sectional view of the hopper according to the present invention (dehydration aeration process)
도 3은 동 평면도3 is a plan view of the copper
도 4는 예비발효과정도4 is a preliminary effect
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10: 호퍼 13: 가역형 스크류 컨베이어10: Hopper 13: Reversible Screw Conveyor
14: 침출수조 15: 건조장치14: leaching tank 15: drying device
16: 폭기장치 17: 침출수 배출구16: Aerator 17: Leachate outlet
18: 미생물 저장통 19: 자석선별기18: Microbial Reservoir 19: Magnetic Separator
20: 파쇄선별기 30: 발효장치20: crusher 30: fermentation apparatus
본 발명은 음식물쓰레기가 체류하는 동안 뒤섞기에 의한 탈수에도 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 낮춤으로써 하천에 방류하더라도 하천수의 오염도가 낮고, 온풍 공급과 미생물의 분해작용을 빌어 본격적인 발효에 앞선 예비적 발효도 가능한 음식물쓰레기처리설비용 호퍼와, 이 호퍼를 이용하여 효과적으로 음식물쓰레기를 발효시키는 방법에 관한 것이다. The present invention suppresses the destruction of food capsules during dehydration by mixing while food wastes stay, thereby lowering the turbidity of leachate, so that even when discharged into rivers, the contamination of river water is low, leading to full-fledged fermentation through hot air supply and microbial decomposition. The present invention relates to a hopper for food waste treatment facility, which is also capable of preliminary fermentation, and a method for effectively fermenting food waste using the hopper.
수거차량을 이용하여 이송돼 오는 음식쓰레기를 호퍼에 일시 저장하다가 파쇄선별기로 옮겨 이물질을 파쇄하고 비닐파편 등의 이물질을 선별하여 수거한 후 순음식쓰레기만 활용방안에 따라 사료화하거나 발효시켜 퇴비화하게 된다.Temporarily store the food waste transported by using the collecting vehicle in the hopper, move it to the crusher, crush the foreign matter, collect and collect the foreign matter such as vinyl debris, and then feed or ferment only the pure food trash according to the utilization method for composting. .
음식물쓰레기처리설비에 관련된 선행기술로 특허 제372163호가 있다. 이 선행기술에서도 여느 음식물쓰레기처리설비에 투입되는 음식물쓰레기와 마찬가지로 함수율은 90%를 상회할 정도로 아주 높다. 이같이 함수율이 높은 음식물쓰레기를 일시저장용 호퍼에서 파쇄선별과정으로 이송하여 처리하게 되면 음식물쓰레기 중에서도 특히 호분이 많은 밥알(캡슐)이 으깨어져서 죽탕으로 변하게 된다. 묽은 죽탕은 높은 함수율에다 입자가 작아 입자간 공기 소통공간이 아주 좁기 때문에 발효가 더디고, 침출수의 탁도는 높아 정화에 오랜 시간이 걸릴 뿐만 아니라 폐수처리비용도 높다.Patent No. 372163 is a related art related to food waste treatment facilities. In this prior art, the water content is very high, exceeding 90%, like the food waste put into any food waste treatment facility. When food wastes with high moisture content are transferred to a crushing sorting process from a temporary storage hopper, rice grains (capsules), which are especially rich in food waste, are crushed and turned into bamboo soup. Diluted bamboo water has high water content and small particles, so the air communication space between particles is very narrow, so fermentation is slow, turbidity of leachate is high, it takes long time to purify and waste water treatment cost is high.
또, 이제까지의 음식물쓰레기의 임시저장용 호퍼는 미생물을 투입하는 기술이 제안된 바 없다. 그리고 호퍼 내에서 음식물쓰레기가 체류하는 시간이 정해진 것은 아니지만, 후속 처리가 연속적으로 진행되기 위해서는 쉼없이 음식물쓰레기를 공급해야 하므로 호퍼 내에 음식물쓰레기를 의도적으로 체류시킬 이유는 없다.In addition, the hopper for the temporary storage of food waste so far has not been proposed a technology for injecting microorganisms. And although the food waste in the hopper is not determined time, there is no reason to intentionally retain the food waste in the hopper because the food waste must be supplied without rest in order for subsequent processing to proceed continuously.
이러한 관점에서, 음식물쓰레기처리설비용 호퍼는 음식물쓰레기의 체류시간을 의도적으로 연장하더라도 탈수시켜 함수율을 낮추고, 미생물의 투입과 효과적인 뒤섞기 및 온기의 주입에 의한 예비적 숙성으로 발효시간의 단축과 발효의 효율성을 높이면서도 음식물 캡슐의 파괴는 억제하여 침출수의 혼탁도를 낮춤으로써 하천수의 오염방지와 폐수처리비용을 절감하는 방향으로 구조를 개선할 필요가 있다.From this point of view, the hopper for food waste treatment facilities dehydrates food waste even if it purposely extends the residence time of food waste, and lowers the moisture content, and reduces fermentation time and preliminary fermentation by preliminary aging by the introduction of microorganisms and effective mixing and warmth. It is necessary to improve the structure in order to reduce the contamination of river water and reduce the cost of wastewater treatment by reducing the leachate turbidity by suppressing the destruction of food capsules while increasing the efficiency.
따라서 본 발명의 목적은 음식물쓰레기가 체류하는 동안 뒤섞기에 의한 탈수로 함수율을 낮춰 후처리시간을 단축하고, 그 과정에서 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 현저히 낮춤으로써 방류수의 수질 개선에 기여하며, 발효장치에서의 발효에 앞서 예비적 발효를 선행함으로써 발효촉진 및 발효효율성의 제고에 기여할 수 있는 음식물쓰레기처리설비용 호퍼를 제공하는 것이다.Therefore, an object of the present invention is to reduce the water content by dehydration by mixing during food waste, shorten the post-treatment time, and to reduce the turbidity of the leachate by inhibiting the destruction of the food capsule in the process contributes to improving the quality of the effluent water In addition, by providing a preliminary fermentation prior to the fermentation in the fermentation apparatus to provide a hopper for food waste treatment equipment that can contribute to the promotion of fermentation and the improvement of fermentation efficiency.
본 발명의 다른 목적은 상기 호퍼를 이용하여 음식물쓰레기를 방류수의 수질개선과 함께 효과적으로 발효시킬 수 있는 음식물쓰레기처리방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a food waste treatment method that can effectively ferment food waste with improved water quality of the discharged water using the hopper.
상기 제1 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 투입된 음식물쓰레기가 체류하 는 동안 가역형 스크류 컨베이어를 역구동하여 계류 중인 음식물쓰레기를 뒤섞어 탈수시키되 음식물 캡슐의 파괴를 억제하여 침출수의 탁도를 낮추고, 염분과 중금속 등이 함유된 침출수를 폭기시켜 탁도를 더욱 낮춘 후에 폐수처리계통 등으로 배출하는 한편, 온풍을 주입하여 건조시킴으로써 1차적으로 함수율을 낮추는 탈수 폭기과정과; 1차적으로 처리된 음식물쓰레기를 가역형 스크류 컨베이어를 역구동하여 뒤섞으면서 재차 탈수하고, 미생물의 투입과 함께 온풍을 공급하여 건조 및 발효시키며, 거기서 발생하는 침출수는 폭기시켜 탁도를 낮춘 후에 배출하는 발효과정을 한 대의 호퍼 내에서 수행할 수 있도록 구성한 호퍼를 제공한다.In order to achieve the first object, the present invention is to reverse drive the reversible screw conveyor while the food waste is put in, while mixing the dehydrated food waste to dehydrate while suppressing the destruction of food capsules to lower the turbidity of leachate, salinity A dewatering aeration process primarily by lowering the water content by aeration of the leachate containing heavy metals and lowering the turbidity and then discharging it into the wastewater treatment system and by injecting warm air; The dehydrated food waste is dehydrated again by reverse driving the reversible screw conveyor, mixed with microorganisms, supplied with warm air, dried and fermented, and the leachate generated there is aerated to reduce turbidity and discharge. Provide a hopper configured to perform the process in one hopper.
또, 상기 제2의 과제를 달성하기 위한 방안으로써, 본 발명은 상기 호퍼 내에서의 1차 뒤섞기에 의한 탈수와 건조, 침출수의 탁도 저하를 도모하고, 2차 처리과정에서 미생물의 투입과 온풍의 공급으로 건조와 예비적 발효가 이뤄지게 하는 한편, 폭기로 침출수의 탁도를 낮추는 예비적 발효과정을 거쳐 발효장애요인인 음식물 캡슐의 파괴를 극력 억제하고, 침출수의 탁도도 두드러지게 낮춤으로써 혼탁한 침출수의 방류로 인한 하천수의 오염을 방지하고, 발효도 신속하고 원활하게 이뤄지도록 처리하는 음식물쓰레기처리방법을 제공한다.In addition, the present invention as a way to achieve the second object, the present invention aims to reduce the turbidity of dehydration, drying, leachate by primary mixing in the hopper, and the introduction of microorganisms and warm air in the secondary treatment process Drying and preliminary fermentation are carried out by supply, while preliminary fermentation process to reduce turbidity of leachate by aeration is suppressed to destroy the capsule of food, which is a barrier to fermentation, and the turbidity of leachate is significantly reduced It provides a food waste treatment method that prevents contamination of river water due to discharge and treats fermentation to be carried out quickly and smoothly.
도 1에서, 수거돼오는 음식물쓰레기를 일시적으로 저장하다가 파쇄선별기(20)로 보내 파쇄하고 비닐, 젓가락 파편 등의 이물질을 선별한 후 순 음식물쓰레기만 발효장치(30)로 이송하여 발효시키도록 된 음식물쓰레기처리설비에는 음식물 쓰레기를 일시적으로 저장하는 본 발명의 호퍼(10)가 있다. In FIG. 1, the collected food waste is temporarily stored and then sent to a crushing
도 2에서, 상기 호퍼(10)는 천장에 해치(11)로 여닫는 음식물쓰레기 투입구(12)가 설치되어 있고, 내부의 폭 중앙에는 경사형 스크류 컨베이어(13)가 설치되어 있다. 상기 스크류 컨베이어(13)의 스크류(13a)가 역구동할 때에는 호퍼(10) 내의 음식물쓰레기를 뒤섞으면서 탈수를 촉진함과 아울러 음식물쓰레기가 체류하는 동안 예비적으로 발효되도록 하며 정구동시에는 탈수 및 예비발효된 음식물쓰레기를 파쇄선별기(20)쪽으로 반출하도록 된 가역형이고, 기단(13c)의 상반부는 틔워서 호퍼(10) 내의 탈수 및 예비발효된 음식물쓰레기가 유입되어 반출될 수 있게 한다. In FIG. 2, the
그리고 스크류 컨베이어(13)의 실린더 중에서 호퍼(10)에 잠입된 기단(13c)의 하반부는 타공망(13b)으로 되어 있다. 타공망(13b)은 호퍼(10) 내에서 음식물쓰레기가 휘저어질 때 탈수되는 침출수가 침출수조(14)로 유출되기 쉽도록 부착한 것이다. The lower half of the
호퍼(10)의 저부에는 침출수실(14)이 설치되어 있다. 침출수실(14)은 호퍼(10) 내에서 스크류 컨베이어(13)의 역구동에 의해 음식물쓰레기가 뒤섞이면서 탈수되는 침출수를 일시 저장하다가 배출하는 것으로, 음식물쓰레기가 뒤섞이면서 탈수되는 동안 열풍을 주입하여 건조시는 건조장치(15)와, 침출수와 음식물쓰레기에서 배어나온 침출수 그리고 염분과 중금속 등을 분리시키기 위하여 폭기시켜 정화하는 폭기장치(16)가 설치되어 있고, 침출수실(14)에서 가장 낮은 곳에는 침출수 배출구(17)가 형성되어 있다. 건조장치(15)는 전기히터(시즈히터), 노즐 장착형 열풍공급관 등이며, 전기히터를 적용할 경우 외부전원에 연결하고, 열풍공급관을 채택할 시에는 호퍼(10) 밖의 도시하지 아니한 온풍기측에 연결한다.At the bottom of the
호퍼(10)의 천장에서 투입구(11)를 벗어난 일점에는 음식물쓰레기의 건조와 동시에 분해를 촉진시키기 위한 미생물을 저장하다가 필요할 때 공급하기 위한 미생물 저장통(18)도 설치되어 있다.One point away from the
또, 호퍼(10) 내에서 스크류 컨베이어(13)의 기단(13c)이 위치하는 곳에서 조금 올라간 곳에는 음식물쓰레기에 섞인 자성물질을 흡착하여 선별하기 위한 자석선별기(19)가 매달려 있다. 자석선별기(19)는 영구자석 또는 전자석이며, 호퍼(10)의 천장 또는 해치(11)의 저면에 상단이 고정된 줄(19a)의 하단에 매달아 호퍼(10)에 투입된 음식물쓰레기의 탈수 및 예비발효 후 후속처리장치인 파쇄선별기(20)로 반출한 후에 해치(11)를 열고 투입구(12)로 손을 집어넣어 줄(19a)을 잡아당겨 호퍼(10) 밖으로 자석선별기(19)를 들어내 거기에 흡착된 자성물질을 수거한 후 재장전하여 후속 음식물쓰레기의 탈수와 예비발효에 임하게 된다.
도 3은 호퍼(10)의 평면도이다. 도면부호 (a)는 음식물쓰레기가 처리되는 과정에서 발생하는 가스를 대기 중으로 확산시키기 위해 설치한 배기구를 표시한다. Further, in the
3 is a plan view of the
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다음으로, 상기 호퍼(10)를 이용하여 음식물쓰레기를 처리하는 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of treating food waste using the
도 2에서, 해치(11)가 열린 투입구(12)로 수거해 온 음식물쓰레기(b)를 투입하고 스크류(13a)를 역가동시켜 뒤섞으면서 건조장치(15)로 도시하지 아니한 열풍기에서 생성되는 온풍을 주입하고, 폭기장치(16)로는 역시 도시하지 아니한 콤프레서에서 생성되는 공기를 주입한다.In FIG. 2, hot air generated in a hot air fan not shown in the
스크류(13a)의 저속 역회전에 의하여 음식물쓰레기(b)는 스크류 컨베이어(13)의 기단(13c)으로부터 위쪽으로 서서히 이동하고, 이러한 움직임이 이어지면서 음식물쓰레기(b)는 화살표 d1 방향으로 느리게 회류하면서 뒤섞인다. 이 과정에서 오수와 음식물쓰레기의 침출수, 염분, 중금속 등은 호퍼(10)의 하부와 타공망(13b)을 거쳐 침출수실(14)에 고이고, 음식물쓰레기(b)를 따라 회류하던 자성물질은 자석선별기(19)에 흡착된다. 건조장치(15)를 통하여 공급되는 온풍에 의하여 탈수되는 음식물쓰레기(b)는 아래쪽에서부터 서서히 건조되고, 폭기장치(16)로 공급되는 공기에 의해서는 침출수(c)가 폭기된다. 이 탈수 폭기과정은 1일이면 충분하고, 탈수 폭기과정을 거친 후의 침출수(c)는 침출수 배출구(17)로 방류한다.Due to the low speed reverse rotation of the
도 4에서, 상기의 탈수 폭기과정을 거친 후에 스크류(13a)를 역구동하여 뒤섞기를 계속한다. 그러면 1차 처리된 음식물쓰레기(b') 내부에 잔여수분까지 탈수되어 함수율이 65 내지 68%가 되도록 한다. 그러면서 건조장치(15)를 통한 온풍의 공급과 폭기장치(16)를 이용한 침출수(c')의 폭기로 탁도를 낮춘다. 화살표 d2는 1차 처리된 음식물쓰레기(b')의 회류방향을 표시한다.In FIG. 4, after the dehydration aeration process, the
1차 처리된 음식물쓰레기(b')의 잔류 염분과 중금속 등은 잔여수분이 침출될 때 섞여 침출수조(14)에 고인다. 또, 잔류 자성물질은 자석선별기(19)에 마저 흡착된다. Residual salinity and heavy metals of the primary food waste (b ') is mixed in the
그러면서 적기에 미생물 저장통(18)을 개방하여 음식물쓰레기(b')에 미생물을 공급하여 발효를 촉진한다. While opening the
음식물쓰레기(b')는 또한 건조장치(15)에서 공급되는 온풍에 의하여 발효에 적합한 온도로 가열돼 밑으로부터 서서히 건조되면서 동시에 발효되고, 폭기장치(16)를 통해 공급되는 공기에 의해서는 음식물쓰레기(b')의 발효에 필요한 급기와 함께 침출수(c')의 탁도가 낮아진다. 이같은 예비적 발효과정도 1일이면 충분하다. 발효된 음식물쓰레기는 스크류(13a)를 정구동시켜 도 1의 파쇄선별기(20)로 보내고, 수질이 개선된 침출수(c')는 침출수 배출구(17)로 방류시키며, 자석선별기(19)에 흡착된 자성물질은 탈수 및 예비발효된 음식물쓰레기(b')가 배출된 후에 자석선별기(19)를 투입구(12) 밖으로 끌어올려 수거하고 재위치시킨다. 이 예비적 발효과정도 1일로 충분하다. Food waste (b ') is also heated to a temperature suitable for fermentation by warm air supplied from the drying device (15) and is simultaneously fermented while gradually drying from the bottom, and food waste by air supplied through the aeration device (16) The turbidity of the leachate c 'is lowered along with the air supply necessary for the fermentation of (b'). This preliminary fermentation is also sufficient for one day. The fermented food waste is sent to the crushing
음식쓰레기가 뒤섞이면서 탈수, 건조, 및 예비적으로 발효되는 과정에서 음식물 캡슐은 거의 온전한 상태로 유지된다. 이는 함수율이 높은 음식물쓰레기를 호퍼에서 그대로 파쇄선별기에 투입하여 파쇄시킬 때 음식물 캡슐이 으깨어져서 묽은 죽탕으로 바뀜으로써 침출수의 탁도가 높아지는 원인이 되고 발효도 더디게 진행되던 종래에 비하면 침출수의 수질이 획기적으로 개선되고, 함수율도 낮게 예비적으로 발효시킨 음식물쓰레기를 발효장치로 보낼 수 있어 발효도 빠르고 효율좋게 진행시키는 것이 가능해진다. The food capsules remain almost intact during food dehydration, dehydration, drying, and preliminary fermentation. This causes food turbidity to be crushed and changed to a thin bamboo bath when food waste with high moisture content is put into the crusher as it is, causing turbidity of the leachate, and the quality of the leachate is significantly lower than that of the conventional fermentation process. It is possible to send the food waste, which has been improved and preliminarily fermented with low water content, to the fermentation apparatus, so that the fermentation can be carried out quickly and efficiently.
이러한 탈수와 침출수의 탁도 저하 및 예비적 발효기능을 수행할 수 있는 호퍼(10)는 도 1에 예시한 바와 같이 2조 이상을 병렬로 설치하여 쉬지 않고 투입되는 음식물쓰레기를 축차적으로 처리하고, 개개의 호퍼(10)에서 탈수와 예비적 발효과정을 거쳐 배출되는 음식물쓰레기는 모두 1조의 파쇄선별기(20)로 공급되도록 음식물쓰레기처리설비를 설계하면 쉼없는 가동으로 음식물쓰레기의 처리효율을 한껏 높일 수 있다.The
이상 설명한대로 본 발명의 음식물쓰레기설비용 호퍼는 차량으로 수거돼오는 음식물쓰레기를 일시적으로 보관하는 동안 탈수와 건조, 염분과 중금속이 함유된 침출수의 탁도 저하, 그리고 자성 금속 등의 이물질 제거, 및 예비적 발효가 가능하다. As described above, the hopper for food waste facility of the present invention is dehydrated and dried during the temporary storage of food waste collected by vehicles, deterioration of turbidity of leachate containing salt and heavy metals, and removal of foreign substances such as magnetic metal, and preliminary Red fermentation is possible.
또, 뒤섞기에 의한 탈수 및 발효과정에서 음식물 캡슐의 파괴를 극력 억제할 수 있으므로 침출수의 탁도를 개선할 수 있다. 그 결과, 침출수의 방류로 인한 하천수의 오염도 효과적으로 방지할 수 있다. In addition, since the destruction of food capsules during the dehydration and fermentation process by mixing can be suppressed as much as possible, turbidity of the leachate can be improved. As a result, contamination of the river water due to the discharge of the leachate can also be effectively prevented.
게다가, 탈수에 의해 적정 수준의 함수율 조정과, 미생물의 투입과 온기의 공급에 의한 건조 및 예비적 발효를 통하여 발효장치에서의 발효시간을 단축시킬 수 있는 데다, 비료화비용도 크게 절감할 수 있다.In addition, it is possible to shorten the fermentation time in the fermentation apparatus by adjusting the moisture content at an appropriate level by dehydration, drying and preliminary fermentation by adding microorganisms and supplying warmth, and greatly reducing fertilizer costs.
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