KR102525924B1 - 절임 염수 재활용 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 절임 염수 재활용 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배추의 절임 공정에서 발생한 절임 염수를 여과 및 살균 처리한 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 배추 절임에 적합한 농도를 갖는 염수로 재활용하는 절임 염수 재활용 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템은 배추 절임에 사용되는 절임 염수를 저장하는 다수의 절임 저장탱크(100); 상기 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 공급받아 절임 염수에 포함된 불순물을 제거하는 제1 여과부(200); 상기 제1 여과부(200)로부터 정화 염수를 공급받아 재차 여과하는 제2 여과부(300); 상기 제2 여과부(300)로부터 공급받은 정화 염수에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균부(400); 상기 자외선 살균부(400)를 통해 살균 처리된 정화 염수와 염수 공급부(600)로부터 공급받은 염수를 혼합하여 배추 절임에 적합한 농도 범위의 재생 염수를 생성하여 상기 절임 저장탱크(100)에 재공급하는 염수 희석부(500); 상기 염수 희석부(500)로부터 공급받은 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 생성된 일정한 농도의 염수를 상기 염수 희석부(500)에 공급하는 염수 공급부(600); 및 상기 제1 여과부(200), 제2 여과부(300), 자외선 살균부(400), 염수 희석부(500) 및 염수 공급부(600)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템은 배추 절임에 사용되는 절임 염수를 저장하는 다수의 절임 저장탱크(100); 상기 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 공급받아 절임 염수에 포함된 불순물을 제거하는 제1 여과부(200); 상기 제1 여과부(200)로부터 정화 염수를 공급받아 재차 여과하는 제2 여과부(300); 상기 제2 여과부(300)로부터 공급받은 정화 염수에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균부(400); 상기 자외선 살균부(400)를 통해 살균 처리된 정화 염수와 염수 공급부(600)로부터 공급받은 염수를 혼합하여 배추 절임에 적합한 농도 범위의 재생 염수를 생성하여 상기 절임 저장탱크(100)에 재공급하는 염수 희석부(500); 상기 염수 희석부(500)로부터 공급받은 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 생성된 일정한 농도의 염수를 상기 염수 희석부(500)에 공급하는 염수 공급부(600); 및 상기 제1 여과부(200), 제2 여과부(300), 자외선 살균부(400), 염수 희석부(500) 및 염수 공급부(600)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 절임 염수 재활용 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배추의 절임 공정에서 발생한 절임 염수를 여과 및 살균 처리한 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 배추 절임에 적합한 농도를 갖는 염수로 재활용하는 절임 염수 재활용 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 김치는 배추를 소금으로 절임한 후, 양념을 첨가하여 숙성 및 발효시키는 한국의 대표 전통식품이다.
김치의 식품적 가치로 인해 수요가 국내외적으로 점차 늘어남에 따라 대형의 설비를 갖춘 공장에서 대량생산이 이루어지고 있다. 김치의 제조 공정은 크게 절임 공정, 세척 공정 및 탈수 공정을 거치게 되며, 별도의 공정에서 제조된 양념을 혼합한 후 숙성 공정을 거치게 된다.
특히, 배추의 절임 공정은 단단한 배추의 육질을 부드럽게 변화시켜 부재료와의 버무림이 잘 이루어지도록 하고 식감을 향상시키기 위한 것으로, 건식 또는 습식방식이 있으며, 건식의 경우에는 배추의 속에 직접 소금을 뿌리는 방식이고, 습식의 경우에는 염수에 배추를 담가서 일정 시간동안 절이는 방식이다.
그런데 아직도 소규모의 공장에서는 배추의 속에 작업자가 소금을 직접 뿌리는 방식으로 작업하기 때문에 소금이 고르게 뿌려지기 어렵다는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 1에 개시되어 있다.
특허문헌 1에는 투입된 소금을 보관하는 호퍼부; 상기 호퍼부의 하단에 결합되는 롤러하우징; 상기 롤러하우징 내에 축 회전이 가능하게 설치되며, 상기 호퍼에 저장된 소금이 정량 분사되도록 하는 분사롤러; 및 상기 분사롤러가 회전되도록 하는 롤러모터부;를 포함하고, 상기 롤러하우징은 상기 분사롤러의 회전에 따라 소금이 유동되도록 하는 회수면부; 및 상기 회수면부와 단차를 형성하면서 대향 배치되는 분사면부;를 포함하는 채소류 절임 장치에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 소금이 분사롤러 표면에 고착되는 일이 종종 발생하게 됨에 따라 분사롤러의 표면 결함이 발생되어 소금이 원활하게 공급되지 못하는 문제가 있다.
또한, 대형의 김치 공장의 경우 소금을 뿌리는 방식으로 절이게 되면 작업이 번거롭고, 시간이 많이 소요되기 때문에 김치의 대량생산이 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 배추 절임에 사용된 염수를 그대로 폐기 처리하므로 환경오염을 유발시키는 한편 염수의 낭비가 과다하게 발생되는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 기술의 일예가 하기 문헌 2에 개시되어 있다.
특허문헌 2에는 배추 절임조로부터 배출되는 폐절임 염수에서 순수한 염수 이외의 불순물만을 여과하는 제1 및 제2 전처리 필터와 제1 및 제2 후처리 필터로 이루어지는 폐절임 염수의 재생시스템에 있어서, 상기 제2 후처리 필터는 다수의 나노필터들로 이루어지고, 상기 나노필터들의 각 전단에는 다수의 밸브들이 설치되며, 상기 배추 절임조의 각 후단에 밸브들이 장착되고, 상기 밸브들의 개방 여부에 따라 상기 밸브들을 선별적으로 자동 개폐시킴으로써, 상기 배추 절임조로부터 배출되는 폐절임 염수의 양에 상응하여 상기 나노필터들의 가용수량을 적절히 조절 제어하게 되는 제어부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 폐절임 염수의 재생 시스템에 대해 개시되어 있다.
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 기술은 다수의 필터를 이용하여 불순물을 여과하는 방식을 적용하였으나, 필터를 이용하여 입자성 오염 물질만을 제거하는 방식으로는 용존성 유기물 처리가 어렵기 때문에 장기간의 재이용은 부적절하다. 또한, 폐절임 염수 내의 염분 회수율이 만족할 만한 수준에 이르지 못함에 따라 배추 절임에 적합한 농도를 갖는 염수로 재활용하기 위한 기술 개발이 시급한 실정이다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배추의 절임 공정에서 발생한 절임 염수를 여과 및 살균 처리한 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 배추 절임에 적합한 농도를 갖는 염수로 재활용할 수 있는 절임 염수 재활용 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 절임 저장탱크에 공급되는 염수의 온도를 일정하게 유지하고, 이를 일정한 시간 간격으로 연속해서 순환시킬 수 있는 절임 염수 재활용 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해하는 과정에서 정화 염수의 흐름을 상향 유도하여 소금의 용해 효율을 증대시킬 수 있는 절임 염수 재활용 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템은 배추 절임에 사용되는 절임 염수를 저장하는 다수의 절임 저장탱크(100); 상기 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 공급받아 절임 염수에 포함된 불순물을 제거하는 제1 여과부(200); 상기 제1 여과부(200)로부터 정화 염수를 공급받아 재차 여과하는 제2 여과부(300); 상기 제2 여과부(300)로부터 공급받은 정화 염수에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균부(400); 상기 자외선 살균부(400)를 통해 살균 처리된 정화 염수와 염수 공급부(600)로부터 공급받은 염수를 혼합하여 배추 절임에 적합한 농도 범위의 재생 염수를 생성하여 상기 절임 저장탱크(100)에 재공급하는 염수 희석부(500); 상기 염수 희석부(500)로부터 공급받은 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 생성된 일정한 농도의 염수를 상기 염수 희석부(500)에 공급하는 염수 공급부(600); 및 상기 제1 여과부(200), 제2 여과부(300), 자외선 살균부(400), 염수 희석부(500) 및 염수 공급부(600)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(700);를 포함하며, 상기 염수 공급부(600)는, 내부에 소금을 수용할 수 있는 본체(610); 일단이 상기 염수 희석부(500)에 연결되고, 타단이 상기 본체(610)의 내부로 삽입되어 정화 염수를 본체(610) 내부로 공급하는 정화 염수 공급배관(620); 상기 정화 염수 공급배관(620)의 일측에 설치되어 본체(610) 내부로 정화 염수를 압송하는 제1 펌프(630); 상기 본체(610)의 내부에 수직으로 배치되되 다수개로 분기되어 연결되며, 상단에 여과필터(641)가 각각 설치되는 분기관(640); 일단이 상기 분기관(640)의 일측에 연결되고, 타단이 본체(610)의 외부로 연장되어 염수 희석부(500)에 연결되는 염수 공급배관(650); 및 상기 염수 공급배관(650)의 일측에 설치되어 염수 희석부(500)로 염수를 압송하는 제2 펌프(660);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절임 저장탱크(100)의 일측에는 다수의 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 회수하고, 제1 여과부(200)로 절임 염수를 공급하기 위한 회수조(110)가 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절임 저장탱크(100)의 일측에는 염수 희석부(500)로부터 재생 염수를 공급받는 공급라인(120)과 공급밸브(121)가 설치되고, 타측에는 제1 여과부(200)로 절임 염수를 배출하는 배출라인(130)과 배출밸브(131)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 여과부(200)는 내부에 글라스펄(glass pearl) 여과재가 충진되어 있는 글라스펄 여과조인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2 여과부(300)는 내부에 활성탄 여과재가 충진되어 있는 활성탄 여과조인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 여과부(200) 및 제2 여과부(300)의 일측에는 여과재의 역세척을 위한 역세부(800)가 연결되며, 상기 역세부(800)는, 내부에 역세수가 저장되는 역세수 저장탱크(810); 상기 역세수 저장탱크(810)에 연결된 역세수 공급관(820) 상에 설치되어 역세수를 압송하는 역세펌프(830); 및 상기 역세펌프(830)에 의해 압송되는 역세수와 함께 공기를 송풍하여 역세척이 이루어지도록 하는 송풍팬(840);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 염수 희석부(500)는, 내부에 재생 염수를 수용하는 복수의 희석탱크(510); 상기 희석탱크(510) 내에 코일 형태로 설치되어 보일러(530)로부터 공급되는 온수를 통해 탱크 내부로 유입되는 염수를 가열시키는 복수의 온수 코일(520);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 희석탱크(510)에는 염수의 온도를 검출하는 온도센서(511)와, 염수의 수위를 감지하는 수위감지센서(512)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 정화 염수 공급배관(620)의 경로상에는 내경이 감소 및 증가하도록 구성된 벤츄리(670)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정화 염수 공급배관(620)의 경로상에는 상기 염수 희석부(500)에서 배출되는 정화 염수의 농도를 측정하는 염도측정센서(680)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(610)의 내부 바닥에는 상기 정화 염수 공급배관(620)으로부터 공급되는 정화 염수의 흐름을 상향으로 유도하는 흐름유도부(690)가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체(610)의 내측 상부에는 염수의 수면에 부유하는 거품을 제거하기 위한 거품 제거부(900)가 설치되며, 상기 거품 제거부(900)는, 상기 본체(610)의 내측 상부에 수평으로 배치되며, 타단이 본체(610)의 외부로 연장되는 거품 배출관(910); 상기 거품 배출관(910)의 상부에 복수개로 이격 설치되며, 높이의 신축 가능한 다단 구조로 이루어지는 거품 유입부재(920);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템은 배추의 절임 공정에서 발생한 절임 염수를 여과 및 살균 처리한 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 배추 절임에 적합한 농도를 갖는 염수로 재활용함으로써 생산성을 크게 향상시키는 한편 소금 및 공정 용수를 대폭 절감하는 효과가 있다.
또한, 절임 저장탱크에 공급되는 염수의 온도를 일정하게 유지하고, 이를 일정한 시간 간격으로 연속해서 순환시킴으로써 기온이 낮은 겨울철에도 배추가 고르게 잘 절여지는 효과가 있다.
또한, 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해하는 과정에서 정화 염수의 흐름을 상향 유도하여 소금의 용해 효율을 증대시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템의 제1 여과부 및 제2 여과부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템의 염수 희석부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템의 염수 공급부를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 따른 염수 공급부의 벤츄리를 도시한 단면도.
도 6은 도 4에 따른 염수 공급부의 흐름유도부를 도시한 부분 확대도.
도 7은 도 4에 따른 염수 공급부의 거품 제거부를 도시한 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템의 제1 여과부 및 제2 여과부를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템의 염수 희석부를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템의 염수 공급부를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 따른 염수 공급부의 벤츄리를 도시한 단면도.
도 6은 도 4에 따른 염수 공급부의 흐름유도부를 도시한 부분 확대도.
도 7은 도 4에 따른 염수 공급부의 거품 제거부를 도시한 예시도.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 절임 염수 재활용 시스템은 배추의 절임 공정에서 발생한 절임 염수를 여과 및 살균 처리한 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 배추 절임에 적합한 농도를 갖는 염수로 재활용하기 위한 것으로, 절임 저장탱크(100), 제1 여과부(200), 제2 여과부(300), 자외선 살균부(400), 염수 희석부(500), 염수 공급부(600) 및 제어부(700)를 포함한다.
상기 절임 저장탱크(100)는 다수개로 설치될 수 있으며, 상부가 개방되고, 측부 및 하부는 폐쇄된 구조를 이룬다.
상기 절임 저장탱크(100)의 내부에는 배추 절임에 사용되는 절임 염수가 저장된다.
상기 절임 저장탱크(100)에는 절임 저장탱크(100)의 내부에 수용되는 절임 염수의 수위를 감지하는 수위감지센서(미도시)가 설치된다.
상기 절임 저장탱크(100)의 일측에는 염수 희석부(500)로부터 재생 염수를 공급받는 공급라인(120)과 공급밸브(121)가 설치된다.
상기 절임 저장탱크(100)의 타측에는 제1 여과부(200)로 절임 염수를 배출하는 배출라인(130)과 배출밸브(131)가 설치된다.
즉, 제어부(700)의 제어에 의해 공급라인(120)의 공급밸브(121)를 개방시킬 경우 절임 저장탱크(100)에 재생 염수를 공급할 수 있고, 배출라인(130)의 배출밸브(131)를 개방시킬 경우 제1 여과부(200)로 절임 염수를 배출할 수 있다. 이러한 염수의 순환 과정은 일정한 온도를 갖는 염수를 일정한 시간 간격으로 연속해서 순환시켜 기온이 낮은 겨울철에도 배추가 고르게 잘 절여지도록 한다.
한편, 상기 절임 저장탱크(100)의 일측에는 다수의 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 회수하고, 제1 여과부(200)로 절임 염수를 공급하기 위한 회수조(110)가 연결될 수 있다.
상기 회수조(110)는 내부에 절임 염수를 수용할 수 있는 것으로, 특별히 모양에 제한이 없으나, 대략 밀폐된 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 회수조(110)의 상부 일측에는 회수조(110)의 내부에 수용되는 절임 염수의 수위를 감지하는 수위감지센서(미도시)가 설치된다. 상기 수위감지센서는 플로트 스위치로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 회수조(110)의 하부 일측에는 회수조(110)의 내부에 수용된 절임 염수를 제1 여과부(200)에 공급하도록 공급배관(111)이 설치되고, 상기 공급배관(111)의 일측에는 절임 염수를 압송하는 펌프(112)가 설치된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 여과부(200)는 상기 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 공급받아 절임 염수에 포함된 불순물을 제거한다.
상기 제1 여과부(200)는 내부에 글라스펄(glass pearl) 여과재가 충진되어 있는 글라스펄 여과조로 이루어진다.
상기 제1 여과부(200)는 내부로 유입된 절임 염수가 하부측에 형성된 배출구로 이동하는 과정에서 절임 염수에 포함된 배춧잎, 흙 등의 비교적 입자가 큰 불순물이 글라스펄 여과재를 통과하는 동안 여과되도록 한다.
상기 제1 여과부(200)는 특별히 모양에 제한이 없으나, 대략 밀폐된 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 여과부(200)에는 상기 공급배관(111)과 연결되어 회수조(110)로부터 절임 염수를 이송하는 제1 수관(210)이 연결되고, 상기 제1 수관(210)의 일측에는 제어부(700)에 의해 개폐되는 복수의 제1 전동밸브(220)가 설치된다.
상기 제1 수관(210)은 제1 여과부(200)의 상측에 위치하여 부유물을 외부로 배출시키는 상부수관과, 제1 여과부(200)의 하측에 위치하여 정화 염수를 제2 여과부(300)로 공급하는 하부수관으로 이루어진다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제2 여과부(300)는 상기 제1 여과부(200)로부터 정화 염수를 공급받아 재차 여과한다.
상기 제2 여과부(300)는 내부에 활성탄 여과재가 충진되어 있는 활성탄 여과조로 이루어진다.
상기 제2 여과부(300)는 내부로 유입된 정화 염수가 하부측에 형성된 배출구로 이동하는 과정에서 정화 염수에 포함된 농약 성분, 탁도, 냄새 등이 활성탄 여과재를 통과하는 동안 여과되도록 한다.
상기 제2 여과부(300)는 제1 여과부(200)와 마찬가지로 대략 밀폐된 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제2 여과부(300)에는 상기 제1 수관(210)의 하부수관과 연결되어 정화 염수를 이송하는 제2 수관(310)이 연결되고, 상기 제2 수관(310)의 일측에는 제어부(700)에 의해 개폐되는 복수의 제2 전동밸브(320)가 설치된다.
상기 제2 수관(310)은 제2 여과부(300)의 상측에 위치하여 부유물을 외부로 배출시키는 상부수관과, 제2 여과부(300)의 하측에 위치하여 정화 염수를 자외선 살균부(400)로 공급하는 하부수관으로 이루어진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제1 여과부(200) 및 제2 여과부(300)의 일측에는 여과재의 역세척을 위한 역세부(800)가 연결되며, 상기 역세부(800)는 역세수 저장탱크(810), 역세수 공급관(820), 역세펌프(830) 및 송풍팬(840)을 포함한다.
상기 역세수 저장탱크(810)는 내부에 역세수가 저장되며, 일측에 수위감지센서가 설치된다.
상기 역세수 공급관(820)은 일단이 상기 역세수 저장탱크(810)의 하측에 연결되고, 타단이 제2 여과부(300)의 제2 수관(310)에 연결된다.
상기 역세펌프(830)는 상기 역세수 공급관(820) 상에 설치되어 역세수를 압송한다.
상기 송풍팬(840)은 상기 역세펌프(830)에 의해 압송되는 역세수와 함께 공기를 송풍하여 역세척이 이루어지도록 한다. 특히, 상기 송풍팬(840)을 통해 제1 여과부(200) 및 제2 여과부(300)의 내부에 공기를 주입함으로써 여과재를 팽창시켜 역세척 효율을 높일 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 자외선 살균부(400)는 상기 제2 여과부(300)로부터 공급받은 정화 염수에 자외선을 조사하여 살균한다.
상기 자외선 살균부(400)는 상기 제2 여과부(300)의 제2 수관(310)과 연결되어 제2 여과부(300)를 통과한 정화 염수에 자외선을 조사하여 살균함으로써, 정화 염수에 포함된 세균 등을 사멸시킨다.
상기 자외선 살균부(400)는 상부 일측에 정화 염수가 유입되는 유입관이 연결되고, 하부 일측에 정화 염수가 배출되는 배출관이 연결되는 살균 챔버(410)와, 상기 살균 챔버(410)의 내부에 설치되는 UV램프관(420)을 포함한다.
상기 살균 챔버(410)는 PE 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, UV램프에 의해 부식되거나 손상되는 것을 방지하기 위해 내부에 크롬을 도포하는 것이 바람직하다.
상기 살균 챔버(410)의 배출관에는 염수 희석부(500)의 희석탱크(510)에 연통되되 복수의 밸브가 구비된 배관라인(430)이 연결된다.
상기 UV램프관(420)은 상기 살균 챔버(410)의 내부 공간에 공급되는 정화 염수를 자외선 살균하는 관 형상의 구성으로서, 원통형인 살균 챔버(410)의 내부 양측에 각각 길이 방향으로 설치되며, 정화 염수로 자외선을 조사하는 LED 또는 UV램프를 수용한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 염수 희석부(500)는 상기 자외선 살균부(400)를 통해 살균 처리된 정화 염수와 염수 공급부(600)로부터 공급받은 염수를 혼합하여 배추 절임에 적합한 농도 범위의 재생 염수를 생성하여 상기 절임 저장탱크(100)에 재공급한다. 이러한 염수 희석부(500)는 희석탱크(510), 온수 코일(520) 및 보일러(530)를 포함한다.
상기 희석탱크(510)는 내부에 재생 염수를 수용한다. 특히, 상기 희석탱크(510)를 복수개로 설치함에 따라 재생 염수의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
상기 희석탱크(510)의 상측에는 상기 자외선 살균부(400)에 연결된 배관라인(430)이 각각 연결된다.
또한, 상기 희석탱크(510)의 상측에는 후술하게 될 염수 공급부(600)의 염수 공급배관(650)이 각각 연결된다.
상기 희석탱크(510)의 하측에는 염수 공급부(600)의 정화 염수 공급배관(620)이 각각 연결된다.
상기 희석탱크(510)의 하측 중앙에는 재생 염수를 절임 저장탱크(100)로 재공급하기 위한 재생 염수 공급배관(540)이 연결된다.
상기 재생 염수 공급배관(540)의 경로상에는 재생 염수를 절임 저장탱크(100)로 압송하는 공급펌프(550)가 설치된다.
또한, 상기 재생 염수 공급배관(540)의 경로상에는 재생 염수 공급배관(540)을 통과하는 재생 염수에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균부가 설치될 수 있다. 상기 자외선 살균부는 전술한 자외선 살균부(400)와 동일한 구성으로 이루어짐에 따라, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 희석탱크(510)에는 염수의 온도를 검출하는 온도센서(511)와, 염수의 수위를 감지하는 수위감지센서(512)가 설치된다. 따라서, 상기 온도센서(511)에 의해 희석탱크(510)의 내부에 수용되는 재생 염수의 온도를 감지하고, 상기 수위감지센서(512)에 의해 재생 염수의 수위를 감지한 후, 이들을 각각 전기적 신호로 변환하여 후술하게 될 제어부(700)에 송출한다.
한편, 상기 희석탱크(510)의 내측 상부에는 염수의 수면에 부유하는 거품을 제거하기 위한 거품 제거부가 설치될 수 있다. 상기 거품 제거부는 후술하게 될 염수 공급부(600)의 본체(610) 내측 상부에 설치되는 거품 제거부(900)와 동일한 구성으로 이루어짐에 따라, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 온수 코일(520)은 상기 희석탱크(510)의 내부에 복수개가 상하로 이격 배치되며, 코일 형태로 설치되어 보일러(530)로부터 공급되는 온수를 통해 희석탱크(510) 내부로 유입되는 염수를 가열시킨다.
상기 보일러(530)는 원수를 가열하여 온수를 생성하는 구성요소로서, 전기보일러, 가스보일러, 기름보일러, 석탄 및 화목보일러 등으로 구성될 수 있다.
따라서, 상기 온수 코일(520) 및 보일러(530)에 의해 희석탱크(510)의 내부에 수용된 재생 염수의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 이때, 재생 염수의 온도는 20~24℃로 유지되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 제어부(700)는 온도센서(511)로부터 희석탱크(510) 내 재생 염수의 온도 감지신호를 수신받아 재생 염수의 온도가 설정 온도 범위보다 낮은 경우 보일러(530)를 작동시켜 재생 염수를 가열시켜 온도를 조절한다.
한편, 상기 염수 희석부(500)는 일단이 상기 희석탱크(510)의 하측에 연결되고, 타단이 상기 희석탱크(510)의 상측에 연결되는 순환배관(560)과, 상기 순환배관(560)의 일측에 설치되어 재생 염수를 순환시키는 순환펌프(570)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 상기 염수 희석부(500)에 수용된 재생 염수를 절임 저장탱크(100)로 공급하지 않을 경우에는 상기 순환배관(560)을 통해 재생 염수를 순환시킨다.
상기 순환배관(560)의 경로상에는 복수의 밸브가 설치되고, 재생 염수에 포함된 세균을 제거하도록 자외선 살균부가 설치된다. 상기 자외선 살균부는 전술한 자외선 살균부(400)와 동일한 구성으로 이루어짐에 따라, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 순환펌프(570), 자외선 살균부 및 밸브들은 제어부(700)와 전기적으로 연결되며, 제어부(700)에 의해 구동되어 희석탱크(510)에 수용된 재생 염수를 순환 및 살균시킨다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 염수 공급부(600)는 상기 염수 희석부(500)로부터 공급받은 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 생성된 일정한 농도의 염수를 상기 염수 희석부(500)에 공급한다. 이러한 염수 공급부(600)는 본체(610), 정화 염수 공급배관(620), 제1 펌프(630), 분기관(640), 염수 공급배관(650) 및 제2 펌프(660)를 포함한다.
상기 본체(610)는 내부에 소금을 수용할 수 있는 것으로, 특별히 모양에 제한이 없으나, 대략 밀폐된 원통형으로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 본체(610)는 내부식성이 강한 스테인리스 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 본체(610)의 상부에 형성된 입구(611)는 덕트 형태를 갖는 것으로, 상기 입구(611)에는 깨끗한 소금의 투입을 위해 일측이 힌지 결합되어 개폐 가능한 도어(612)가 설치된다.
상기 본체(610)의 하부에는 본체(610)를 지면으로부터 이격시키도록 복수의 받침대(613)가 설치된다.
상기 본체(610)의 상부 일측에는 본체(610)의 내부에 수용되는 염수의 수위를 감지하는 레벨감지센서(614)가 설치된다.
상기 레벨감지센서(614)는 플로트 스위치로 구성되는 것이 바람직하며, 염수의 수위를 측정하여 염수 공급을 위한 펌프의 구동 시기를 판단하는데 도움을 준다.
한편, 상기 정화 염수 공급배관(620)은 일단이 상기 염수 희석부(500)에 연결되고, 타단이 상기 본체(610)의 내부로 삽입되어 정화 염수를 본체(610) 내부로 공급한다.
상기 정화 염수 공급배관(620)의 타단은 상기 본체(610)의 내부에 수용된 소금에 잠기도록 설치되되 본체(610)의 하부로 정화 염수가 토출되도록 한다. 이때, 정화 염수는 본체(610)의 하부로 토출되는 것이 효율적인 용해 반응의 진행에 유리하다.
상기 정화 염수 공급배관(620)의 일측에는 본체(610)의 내부에 정화 염수가 사방으로 공급되도록 분배관(621)이 연결된다.
상기 분배관(621)의 간격 및 개수 등은 정화 염수를 고르게 분배하기 위한 다양한 형태로 변경될 수 있다.
특히, 상기 분배관(621)의 단부가 소정의 각도로 절곡되는 구조로 형성되게 함으로써 소금 입자가 부상하여 분배관(621)을 통해 역류하는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1 펌프(630)는 상기 정화 염수 공급배관(620)의 일측에 설치되어 본체(610) 내부로 정화 염수를 압송한다.
상기 제1 펌프(630)는 레벨감지센서(614)에 의한 감지신호를 수신한 제어부(700)의 제어에 따라 자동으로 개방 또는 폐쇄되도록 구현될 수 있다.
한편, 상기 정화 염수 공급배관(620)의 경로상에는 내경이 감소 및 증가하도록 구성된 벤츄리(670)가 설치될 수 있다.
즉, 정화 염수가 벤츄리(670)를 통과하는 순간, 흐름 속도가 원활하게 증가하는 동시에 압력이 감소하게 되며, 결국 정화 염수가 적절한 유속으로 본체(610) 내부에서 순환하게 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 벤츄리(670)는 내부에 중공(671)이 형성되며, 일측에 유입구(672)가 형성되고, 타측에 배출구(673)가 형성되는 몸체(674), 상기 몸체(674)의 내주면 일측에 방사상으로 형성되는 와류홈(675), 상기 몸체(674)의 일측에 형성되어 몸체(674)의 중공(671)에 연통되는 에어주입구(676)를 포함하여 구성된다.
상기 몸체(674)의 양측 외면에는 나사산(677)이 형성되어 정화 염수 공급배관(620)과 연결될 수 있다.
상기 와류홈(675)은 중공(671)을 통해 통과되는 정화 염수의 와류 발생 시 난류와 소용돌이 현상을 증폭시킨다.
상기 에어주입구(676)에는 압축공기를 발생시키는 통상의 에어 컴프레셔가 연결될 수 있다. 즉, 에어 컴프레셔에서 발생된 압축공기는 에어주입구(676)를 통해 몸체(674) 내부로 주입된다. 압축공기를 이용하여 정화 염수를 벤츄리 효과에 의해 유동시킴으로써 본체(610)에 효과적으로 공급할 수 있다.
한편, 상기 정화 염수 공급배관(620)의 경로상에는 상기 염수 희석부(500)에서 배출되는 정화 염수의 농도를 측정하는 염도측정센서(680)가 설치된다.
즉, 상기 염도측정센서(680)에 의해 측정된 정화 염수의 농도 측정값을 제어부(700)에 전송하고, 상기 제어부(700)는 상기 염도측정센서(680)에서 측정된 정화 염수의 농도 측정값에 따라 제1 펌프(630)를 제어하여 정화 염수 공급배관(620)의 내부에 공급되는 정화 염수의 공급량을 조절한다.
상기 분기관(640)은 상기 본체(610)의 내부에 수직으로 배치되되 다수개로 분기되어 연결된다. 특히, 상기 분기관(640)의 상단에는 염수를 여과하기 위한 여과필터(641)가 각각 설치된다.
상기 염수 공급배관(650)은 일단이 상기 분기관(640)의 일측에 연결되고, 타단이 본체(610)의 외부로 연장되어 염수 희석부(500)에 연결된다.
상기 제2 펌프(660)는 상기 염수 공급배관(650)의 일측에 설치되어 염수 희석부(500)로 염수를 압송한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 본체(610)의 내부 바닥에는 상기 정화 염수 공급배관(620)으로부터 공급되는 정화 염수의 흐름을 상향으로 유도하는 흐름유도부(690)가 설치될 수 있다.
상기 흐름유도부(690)는 상단에서 하부로 갈수록 내면이 오목한 곡면형태를 이루며, 다수의 가이드 베인(691)이 방사상으로 돌출 형성되는 복수의 유도가이드(692), 상기 유도가이드(692) 사이에 상향으로 돌출 형성되는 안내돌기(693)를 포함하여 구성된다.
이러한 구조에 의하면, 상기 흐름유도부(690)는 정화 염수 공급배관(620) 및 분배관(621)에서 배출되는 정화 염수가 본체(610)의 바닥을 향해 방사상으로 고르게 분배되도록 유도하는 한편, 안내돌기(693)의 표면을 따라 상향 유도하여 본체(610)의 내부에 수용된 소금의 용해 효율을 증대시킨다.
도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 본체(610)의 내측 상부에는 염수의 수면에 부유하는 거품을 제거하기 위한 거품 제거부(900)가 설치될 수 있다.
상기 거품 제거부(900)는 상기 본체(610)의 내측 상부에 수평으로 배치되며, 타단이 본체(610)의 외부로 연장되는 거품 배출관(910)과, 상기 거품 배출관(910)의 상부에 복수개로 이격 설치되며, 높이의 신축 가능한 다단 구조로 이루어지는 거품 유입부재(920)를 포함하여 구성된다.
상기 거품 배출관(910)에는 거품 유입부재(920)의 하단과 연통되는 통공이 형성된다.
상기 거품 유입부재(920)는 상광하협으로 경사진 중공의 캡(921)과, 상기 캡(921)들 중에서 최상부에 위치한 캡의 상부 둘레에 구비되는 부유재(922)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 부유재(922)는 부력을 갖는 합성수지 등의 재질로 이루어지며, 최상부에 위치한 캡(921)의 상단에 절곡 형성된 결합돌기(923)의 내부에 수용된다.
이처럼, 상기 거품 제거부(900)는 캡(921)이 상기 부유재(922)의 부력에 의해 상부로 높이가 신장되고, 이때 캡(921)들 중에서도 최상부에 위치한 캡의 내부로 염수의 수면에 부유하는 거품이 유입되어 거품 배출관(910)을 통해 외부로 배출된다. 즉, 거품이 부유하는 높이만큼 캡(921)도 상부로 높이가 신장되면서 염수의 수면에 부유하는 거품을 용이하게 제거할 수 있다.
상기 제어부(700)는 상기 제1 여과부(200), 제2 여과부(300), 자외선 살균부(400), 염수 희석부(500) 및 염수 공급부(600)의 전반적인 동작을 제어한다.
구체적으로, 상기 제어부(700)는 제1 여과부(200)의 제1 전동밸브(220), 제2 여과부(300)의 제2 전동밸브(320), 자외선 살균부(400)의 UV램프관(420), 염수 희석부(500)의 온도센서(511), 수위감지센서(512), 보일러(530), 공급펌프(550) 및 순환펌프(570), 염수 공급부(600)의 레벨감지센서(614), 제1 펌프(630), 제2 펌프(660), 역세부(800)의 역세펌프(830), 송풍팬(840) 등의 구성요소들과 전기적으로 연결됨으로써 통합 자동 제어가 가능하도록 이루어진다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.
100 : 절임 저장탱크 110 : 회수조
111 : 공급배관 112 : 펌프
120 : 공급라인 121 : 공급밸브
130 : 배출라인 131 : 배출밸브
200 : 제1 여과부 210 : 제1 수관
220 : 제1 전동밸브 300 : 제2 여과부
310 : 제2 수관 320 : 제2 전동밸브
400 : 자외선 살균부 410 : 살균 챔버
420 : UV램프관 430 : 배관라인
500 : 염수 희석부 510 : 희석탱크
511 : 온도센서 512 : 수위감지센서
520 : 온수 코일 530 : 보일러
540 : 재생 염수 공급배관 550 : 공급펌프
560 : 순환배관 570 : 순환펌프
600 : 염수 공급부 610 : 본체
611 : 입구 612 : 도어
613 : 받침대 614 : 레벨감지센서
620 : 정화 염수 공급배관 621 : 분배관
630 : 제1 펌프 640 : 분기관
641 : 여과필터 650 : 염수 공급배관
660 : 제2 펌프 670 : 벤츄리
671 : 중공 672 : 유입구
673 : 배출구 674 : 몸체
675 : 와류홈 676 : 에어주입구
677 : 나사산 680 : 염도측정센서
690 : 흐름유도부 691 : 가이드 베인
692 : 유도가이드 693 : 안내돌기
700 : 제어부 800 : 역세부
810 : 역세수 저장탱크 820 : 역세수 공급관
830 : 역세펌프 840 : 송풍팬
900 : 거품 제거부 910 : 거품 배출관
920 : 거품 유입부재 921 : 캡
922 : 부유재 923 : 결합돌기
111 : 공급배관 112 : 펌프
120 : 공급라인 121 : 공급밸브
130 : 배출라인 131 : 배출밸브
200 : 제1 여과부 210 : 제1 수관
220 : 제1 전동밸브 300 : 제2 여과부
310 : 제2 수관 320 : 제2 전동밸브
400 : 자외선 살균부 410 : 살균 챔버
420 : UV램프관 430 : 배관라인
500 : 염수 희석부 510 : 희석탱크
511 : 온도센서 512 : 수위감지센서
520 : 온수 코일 530 : 보일러
540 : 재생 염수 공급배관 550 : 공급펌프
560 : 순환배관 570 : 순환펌프
600 : 염수 공급부 610 : 본체
611 : 입구 612 : 도어
613 : 받침대 614 : 레벨감지센서
620 : 정화 염수 공급배관 621 : 분배관
630 : 제1 펌프 640 : 분기관
641 : 여과필터 650 : 염수 공급배관
660 : 제2 펌프 670 : 벤츄리
671 : 중공 672 : 유입구
673 : 배출구 674 : 몸체
675 : 와류홈 676 : 에어주입구
677 : 나사산 680 : 염도측정센서
690 : 흐름유도부 691 : 가이드 베인
692 : 유도가이드 693 : 안내돌기
700 : 제어부 800 : 역세부
810 : 역세수 저장탱크 820 : 역세수 공급관
830 : 역세펌프 840 : 송풍팬
900 : 거품 제거부 910 : 거품 배출관
920 : 거품 유입부재 921 : 캡
922 : 부유재 923 : 결합돌기
Claims (13)
- 배추 절임에 사용되는 절임 염수를 저장하는 다수의 절임 저장탱크(100);
상기 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 공급받아 절임 염수에 포함된 불순물을 제거하는 제1 여과부(200);
상기 제1 여과부(200)로부터 정화 염수를 공급받아 재차 여과하는 제2 여과부(300);
상기 제2 여과부(300)로부터 공급받은 정화 염수에 자외선을 조사하여 살균하는 자외선 살균부(400);
상기 자외선 살균부(400)를 통해 살균 처리된 정화 염수와 염수 공급부(600)로부터 공급받은 염수를 혼합하여 배추 절임에 적합한 농도 범위의 재생 염수를 생성하여 상기 절임 저장탱크(100)에 재공급하는 염수 희석부(500);
상기 염수 희석부(500)로부터 공급받은 정화 염수와 깨끗한 소금을 혼합 용해시켜 생성된 일정한 농도의 염수를 상기 염수 희석부(500)에 공급하는 염수 공급부(600); 및
상기 제1 여과부(200), 제2 여과부(300), 자외선 살균부(400), 염수 희석부(500) 및 염수 공급부(600)의 전반적인 동작을 제어하는 제어부(700);를 포함하며,
상기 염수 공급부(600)는, 내부에 소금을 수용할 수 있는 본체(610);
일단이 상기 염수 희석부(500)에 연결되고, 타단이 상기 본체(610)의 내부로 삽입되어 정화 염수를 본체(610) 내부로 공급하는 정화 염수 공급배관(620);
상기 정화 염수 공급배관(620)의 일측에 설치되어 본체(610) 내부로 정화 염수를 압송하는 제1 펌프(630);
상기 본체(610)의 내부에 수직으로 배치되되 다수개로 분기되어 연결되며, 상단에 여과필터(641)가 각각 설치되는 분기관(640);
일단이 상기 분기관(640)의 일측에 연결되고, 타단이 본체(610)의 외부로 연장되어 염수 희석부(500)에 연결되는 염수 공급배관(650); 및
상기 염수 공급배관(650)의 일측에 설치되어 염수 희석부(500)로 염수를 압송하는 제2 펌프(660);를 포함하는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 절임 저장탱크(100)의 일측에는 다수의 절임 저장탱크(100)로부터 절임 염수를 회수하고, 제1 여과부(200)로 절임 염수를 공급하기 위한 회수조(110)가 연결되는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 절임 저장탱크(100)의 일측에는 염수 희석부(500)로부터 재생 염수를 공급받는 공급라인(120)과 공급밸브(121)가 설치되고, 타측에는 제1 여과부(200)로 절임 염수를 배출하는 배출라인(130)과 배출밸브(131)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 여과부(200)는 내부에 글라스펄(glass pearl) 여과재가 충진되어 있는 글라스펄 여과조인 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 여과부(300)는 내부에 활성탄 여과재가 충진되어 있는 활성탄 여과조인 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 여과부(200) 및 제2 여과부(300)의 일측에는 여과재의 역세척을 위한 역세부(800)가 연결되며,
상기 역세부(800)는, 내부에 역세수가 저장되는 역세수 저장탱크(810);
상기 역세수 저장탱크(810)에 연결된 역세수 공급관(820) 상에 설치되어 역세수를 압송하는 역세펌프(830); 및
상기 역세펌프(830)에 의해 압송되는 역세수와 함께 공기를 송풍하여 역세척이 이루어지도록 하는 송풍팬(840);을 포함하는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 염수 희석부(500)는, 내부에 재생 염수를 수용하는 복수의 희석탱크(510);
상기 희석탱크(510) 내에 코일 형태로 설치되어 보일러(530)로부터 공급되는 온수를 통해 탱크 내부로 유입되는 염수를 가열시키는 복수의 온수 코일(520);을 포함하는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 7에 있어서,
상기 희석탱크(510)에는 염수의 온도를 검출하는 온도센서(511)와, 염수의 수위를 감지하는 수위감지센서(512)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 정화 염수 공급배관(620)의 경로상에는 내경이 감소 및 증가하도록 구성된 벤츄리(670)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 10에 있어서,
상기 정화 염수 공급배관(620)의 경로상에는 상기 염수 희석부(500)에서 배출되는 정화 염수의 농도를 측정하는 염도측정센서(680)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 본체(610)의 내부 바닥에는 상기 정화 염수 공급배관(620)으로부터 공급되는 정화 염수의 흐름을 상향으로 유도하는 흐름유도부(690)가 설치되는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 본체(610)의 내측 상부에는 염수의 수면에 부유하는 거품을 제거하기 위한 거품 제거부(900)가 설치되며,
상기 거품 제거부(900)는, 상기 본체(610)의 내측 상부에 수평으로 배치되며, 타단이 본체(610)의 외부로 연장되는 거품 배출관(910);
상기 거품 배출관(910)의 상부에 복수개로 이격 설치되며, 높이의 신축 가능한 다단 구조로 이루어지는 거품 유입부재(920);를 포함하는 것을 특징으로 하는 절임 염수 재활용 시스템.
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|---|---|---|---|
| KR1020220186984A KR102525924B1 (ko) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 절임 염수 재활용 시스템 |
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|---|---|
| KR102525924B1 true KR102525924B1 (ko) | 2023-04-26 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220186984A KR102525924B1 (ko) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 절임 염수 재활용 시스템 |
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|---|---|
| KR (1) | KR102525924B1 (ko) |
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2022
- 2022-12-28 KR KR1020220186984A patent/KR102525924B1/ko active IP Right Grant
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