KR20110085482A - 의료용 폐기물 처리 장치 - Google Patents

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KR20110085482A
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Abstract

본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리장치는 연소되는 폐기물이 나선운동을 할 수 있도록 유도할 수 있도록 하는 소각기를 포함함으로써, 연소시에 고온의 온도를 유지할 수 있고, 연소효율을 높힐 수 있다. 이로 인하여 의료용 폐기물을 처리시에 다이옥신과 같은 유해물질이 효과적으로 제거된다. 또한 본 발명의 처리장치는 연소시 발생하는 배출가스가 필터링되어 배출되기 때문에 환경친화적이라고 할 수 있다.

Description

의료용 폐기물 처리 장치{APPARATUS FOR DISPOSAL OF MEDICAL WASTE}
본 발명은 의료용 폐기물 처리장치에 관한 것으로, 의료용 폐기물을 고온으로 가열하여 소각 처리하는 소각기 즉, 의료용 폐기물 처리장치에 관한 것이다.
산업폐기물은 산업활동을 통해서 못쓰게 되어 남은 것을 말하며, 특히, 의료용폐기물은 병의원과 같은 의료기관에서 의료활동을 통해서 발생되는 것으로 의료산업이 발전함에 따라 이에 따른 발생량은 늘어난다. 의료용 폐기물에는 주사기, 거즈, 링거, 탈지면 등과 같은 것들이 있고, 이것들은 전염성의 균이 묻어 있고 다이옥신과 같은 유해물질도 함유하고 있는 경우가 많아서 폐기물 처리에 각별히 신경을 써야한다. 왜냐하면 이러한 의료용 폐기물은 폐기물에 존재하는 감염성 병원균 및 유해물질을 제거하고, 폐기물 처리 후에도 이것들이 잔존하지 않도록 하는 것이 중요하기 때문이다.
종래의 이러한 감염성 의료용 폐기물 처리함에 있어서는 소각로에서 산소를 무제한 공급하여 직화 방식으로 소각 처리하는 방법이 있는데, 특히 유해 물질 중에서 다이옥신의 경우에는 850℃의 온도에서 제거가 되는데, 기존의 소각기에서는 다이옥신을 제거하기 위해서 1차 연소, 2차 연소, 3차 연소 등 여러 차례의 연소과정을 통해서 소각을 하므로 연료비가 많이 들고 유해물질의 제거를 위한 충분한 연소효율을 제공하지 못하였고, 유해물질의 충분한 제거를 위해서는 연소의 효율을 개선해야 할 필요성이 요구되었다.
그리고 종래의 폐기물을 열분해하여 처리하는 공정은 배치식(batch type)으로 이루어지는데, 열분해로에 폐기물을 투입하여 폐기물의 투입과 용융 공정을 1회 실시한 다음 열분해로를 냉각시켜 열분해로 인해 발생된 탄화된 재를 제거한 후에 다시 열분해로에 폐기물을 투입하는 공정을 반복하는 방식으로 이루어지는데, 이러한 폐기물 처리방법은 열분해로의 가열 및 냉각이 반복적으로 진행되므로 높은 연소효율을 제공하지 못하여 다이옥신과 같은 물질이 잔존하게 되어 환경오염을 일으킬 수 있고, 이로 인해 인체에 유해한 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 의료용 폐기물 처리장치는 의료용 폐기물 연소 시에 높은 연소율을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리장치는 고압 기체 및 연료를 공급하는 공급부, 상기 공급부로부터 상기 고압 기체 및 상기 연료를 공급받아, 폐기물을 연소하기 위해 마련되는 소각부 및 상기 소각부에 의해 폐기물이 연소되어 발생하는 가스를 필터링하여 배출하는 집진부를 포함하되, 상기 소각부는 상기 고압 기체가 유입되는 기체 유입로, 상기 연료가 유입되는 연료 유입로, 상기 기체 유입로 및 상기 연료유입로로부터 유입되는 상기 고압 기체 및 상기 연료를 공급받아 불꽃을 발생시키는 제트버너, 폐기물을 투입시키는 폐기물 투입기 및 상기 폐기물 투입기에 의해 폐기물이 투입되어 상기 제트버너에 의해 발생된 불꽃에 의해 폐기물이 연소될 수 있는 내부공간을 갖되, 연소되는 폐기물의 나선운동을 유도하기 위한 나선유도경로가 내면에 형성되어 있는 소각기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공급부는, 고압 기체의 수분을 제거하는 기체 건조기, 상기 기체 건조기에 의해 건조된 고압 기체를 공급하는 기체 공급기, 연료를 공급하는 연료 공급기를 포함하고, 상기 집진부는 상기 소각기로부터 폐기물이 연소된 후 발생하는 침전물을 필터링하는 집진기, 상기 소각기로부터 폐기물이 연소된 후 발생, 배출되어 상기 집진기를 거친 가스를 필터링하고 포집하는 가스 포집기 및 상기 가스 포집기의 기체를 기체배출구를 통해 배출시키는 흡입펌프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 공급부는 상기 소각기의 내부공간의 온도가 특정 온도 이상이 되면 상기 연료 공급기가 연료를 공급하지 않도록 제어하는 유량제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리 장치는 초기 점화 노즐장치에 몇분 정도 연료를 공급하여 소각로 내의 자체 에너지가 활성화 되도록 온도와 압력을 상승시키는 소각로의 형태로 인해서 연소 시에 입자 간의 충돌에너지가 증가 되고 압력과 온도상승이 용이 해지므로 열 보존성이 좋아지고 연소율을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명의 폐기물 처리장치는 연소를 통해서 다이옥신과 같은 유해물질이 제거되며 최종적으로 배출되는 가스는 무색, 무취이며 환경을 오염시키지 않는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리장치의 구성을 나타낸 그림이다.
도2는 본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리장치에서 폐기물 투입기를 나타낸 그림이다.
도3은 본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리장치의 일 구성인 소각기의 내부구조를 나타낸 그림이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지되어진 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.
도1은 의료용 폐기물 처리장치(100)의 구성을 나타낸 그림이다. 도1을 참고하여 의료용 폐기물 처리장치(100)에 대해서 살펴보도록 한다.
의료용 폐기물 처리장치(100)는 공급부(110), 소각부(120), 집진부(130)로 구성된다.
공급부(110)는 의료용 폐기물 처리장치(100)의 구동에 필요한 연료를 공급하고, 연료가 공급될 때 온도와 압력을 유지하여 폐기물을 효과적으로 처리할 수 있도록 한다. 공급부(110)는 기체공급기(111), 기체건조기(112), 연료공급기(113) 및 유량제어기(114)로 구성된다.
기체 공급기(111)는 고압의 기체를 후술하게 될 제트버너(121)에 제공하는 역할을 한다. 기체건조기(112)는 기체 공급기(111)를 통해서 이동되는 기체의 수분을 제거하는 역할을 한다.
연료 공급기(113)는 연료를 후술하게 될 제트버너(121)에 공급하는 역할을 하고, 연료는 수소나 프로판과 같은 가스형태의 연료도 가능하고, 경유나 휘발유의 형태도 가능하다. 연료는 일반적으로 널리 사용되는 연료로 적용을 하여 사용이 가능하고, 유지비 등을 고려하여 개별적으로 선택하여 적용가능하다.
유량제어기(114)는 후술하게 될 소각기(125)에서 폐기물이 연소시에 고온의 일정한 온도가 되었을 때, 후술하게 될 제트버너(121)로 연료공급이 되지 않도록 한다.
소각부(120)는 제트버너(121), 기체 유입로(122), 연료 유입로(123), 폐기물 투입기(124) 및 소각기(125)로 구성된다. 제트버너(121)는 후술하게 될 소각기(125)와 연결되어 있고, 기체 공급기(111)에서 공급되는 기체가 유입되는 방향에 위치한다. 제트버너(121)는 기체 공급기(111) 및 연료 공급기(113)로부터 연료 및 고압의 기체를 공급받아서 고온, 고압의 불꽃을 발생하여 후술하게 될 소각기(125)에서 높은 온도로 의료용 폐기물을 연소하는 역할을 한다. 이때 기체 공급기(111)로부터 고압의 기체가 공급되기 때문에 제트버너(121)에서 발생되는 불꽃은 약 1300m/s의 속도로 발생한다.
기체 유입로(122)는 기체 공급기(111)와 연결되어 있고, 고압으로 형성된 기체를 제트버너(121)로 이동시키는 관이다.
연료 유입로(123)는 연료 공급기(113)와 연결되어 있으며, 제트버너(121)가 불꽃을 발생할 수 있도록 제트버너(121)로 연료를 공급하는 관이다.
도2는 본 발명에 따른 의료용 폐기물 처리장치(100)에서 폐기물 투입기(124)를 나타낸 그림이다. 도2를 참고로 하여 폐기물 투입기(124)의 구조에 대해서 살펴보도록 한다.
폐기물 투입기(124)는 의료용 폐기물을 넣어서 소각기(125) 내부로 들어갈 수 있도록 일 면이 개방된 형태를 하고 있다. 폐기물 투입기(124)는 폐기물 투입구(124a), 폐기물 이동관(124b) 및 컨베이어벨트(124c)로 구성된다.
폐기물투입구(124a)는 의료용 폐기물을 소각기(125) 내부로 넣기 위해서 형성된 것이다. 의료용 폐기물이 폐기물투입구(124a)에 투입될 때는 제트버너(121)는 작동되지 않는다.
폐기물 이동관(124b)은 소각기(125)와 연결되는 관의 형태로 이루어지고, 의료용 폐기물이 위치에너지에 의해서 소각기(125) 방향으로 자연스레 이동할 수 있도록 경사가 이루어지도록 구성된다. 폐기물 이동관(124b)에는 차단막(124d)이 구비된다.
차단막(124d)은 상기 폐기물 이동관(124b)이 후술하게 될 소각기(125)와 연결되는 부분에 위치하며, 폐기물의 연소시에 폐기물 이동관(124b)으로 열이 전달되지 않도록 한다. 따라서 차단막(124d)은 폐기물의 연소가 시작되면 폐기물 이동관(124b)과 후술하게 될 소각기(125)와의 연결을 막게 된다. 그리고 차단막(124d)은 폐기물이 투입될 때에는 폐기물이 이동 가능하도록 차단막(124d)이 개방되게 된다.
컨베이어벨트(124c)는 폐기물 이동관(124b)에서 관의 아랫쪽에 구비된다.
컨베이어벨트(124c)는 동력에 의해서 폐기물투입구(124a)로부터 투입된 의료용 폐기물을 상기 소각부(120)로 이동시는 역할을 한다.
소각기(125)는 폐기물 이동관(124b)에서 유입된 의료용 폐기물이 연소될 수 있는 공간을 제공한다.
도3은 소각기(125)의 내부구조를 나타낸 그림이다. 도3을 참고하여 소각기(125)의 내부 구조에 대해서 살펴보도록 한다.
소각기(125)는 내부에 빈 공간(S)을 가지고 있고, 소각기(125)의 내부는 소라껍질 모양으로 이루어져 있고, 외부는 고깔모양의 형태를 하고 있다. 소각기(125)는 제트버너(121)가 설치된 방향에서 후술하게 될 제1배출구(125c)가 있는 쪽으로 원뿔의 부피가 점점 적어지는 형태로 이루어져 있고, 소각기(125)의 내면에는 투입된 폐기물이 연소 과정에서 나선운동을 하도록 유도하기 위한 나선유도경로(125d)가 형성되는데, 나선유도경로(125d)는 아래쪽을 향하여 휘감는 모양을 하고 있다.
이러한 구조적인 특징으로 인해서 나타나는 현상은 소각기(125)에서 폐기물이 연소될 때 입자들이 소각기 내벽의 나선유도경로(125d)를 따라 이동하게 되며 이때 이동되는 입자들은 입자 간에 서로 충돌할 수 있는 기회가 증가 되어, 입자들이 반응이 지속적으로 일어나게 된다. 소각기(125)에서 입자들 간의 충돌은 입자들끼리 반응횟수를 증가시키고, 이로 인해 열에너지가 발생되어 고온의 온도가 지속적으로 유지될 수 있게 된다.
그래서 소각기(125)는 제트버너(121)가 고온, 고압을 형성하면서 의료용 폐기물이 연소시에 소각관 내부에서 2500K의 온도가 유지되는데, 이러한 특징으로 인해서 의료용 폐기물에 존재하는 병원균 및 다이옥신과 같은 유해물질이 제거되게 된다.
소각기(125)의 재질은 2500K의 고온을 견딜 수 있는 내열성 있는 재질로 구성되어야 되는데, 이러한 재질로는 티타늄 합금이 있다. 티타늄 합금은 강도 및 탄성계수가 높고, 연성이 우수하여 항공기의 제트엔진의 압축기와 같이 고온에 노출되는 곳에 사용되고 있다. 따라서 티타늄 합금은 티타늄과 합금되는 금속의 형태에 금속의 용해되는 온도가 상이하므로 2500K에서 용해되지 않도록 금속을 합금하여 상기 온도에서 견딜 수 있게 사용될 수 있다. 또한 폐기물 투입구(124a)의 차단막(124d)의 재질도 소각기(125)의 재질과 같은 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
소각기(125)에는 온도측정계(125a), 제1송출관(125b) 및 제1배출구(125c)가 구비된다.
온도측정계(125a)는 소각기(125) 내부에서 의료용 폐기물이 연소될 때 온도를 측정하는 역할을 한다. 온도측정계(125a)는 소각기(125)의 내부온도가 2500K가 되면, 유량제어기(114)에서 연료가 제트버너(121)로 공급되지 않도록 한다. 이때 소각기(125)에서는 폐기물이 연소될 때 연소하는 물질 간의 입자충돌이 이루어지게 되어 탄화가 발생하고, 즉 고온에서 연소된 의료용 폐기물은 탄화가 이루어지고 탄화로 인해서 탄소가루(a)가 배출된다.
제1송출관(125b)은 소각기(125)에서 제트버너(121) 측에 형성되어 있고, 소각기(125)에서 폐기물이 연소하는 과정에서 발생되는 기체 또는 연소한 후에 생성된 기체가 소각기(125) 외부로 이동할 수 있도록 구비된 관이다.
소각기(125)에서 폐기물 연소를 통해서 생성된 기체는 소각기(125)에서 형성된 고압으로 인해서 제1송출관(125b)을 통해서 이동할 수 있게 된다.
그리고, 제1송출관(125b)의 재질은 내열성이 강한 재질이어야 되는데, 소각기(125)에서 폐기물 연소시 2500K정도로 온도가 올라가게 되므로 이때 제1송출관(125b)도 강한 열을 받을 수 있게 되기 때문에 그러하다.
제1배출구(125c)는 소각기(125)에서 폐기물이 제트버너(121)에 의해서 고온, 고압으로 연소된 후 생성된 탄소가루(a)들이 소각기(125)에서 외부로 배출되도록 하는 관이다.
이때 생성된 탄소가루(a)들은 소각기(125)가 이루어진 고깔모양의 형태 및 제트버너(121)에서 고압을 형성하는 것을 통해서 소각기(125)에서 높은 압력이 형성되고 제1배출구(125c) 쪽에서는 낮은 압력이 형성되므로 이러한 압력 차이를 통해서 소각기(125) 외부로 빠져나갈 수 있게 된다.
집진부(130)는 집진기(131), 가스포집기(132) 및 흡입펌프(133)로 구성된다.
집진기(131)는 상기의 소각기(125)에서 발생한 기체가 상기 제1송출관(125b)을 통해서 이동되어 이곳에서 포집된다. 제1송출관(125b)을 통해서 이동된 기체는 상압에 비해서는 큰 압력을 가지며, 기체의 성분은 탄화가 덜 된 입자들로 구성된다.
집진기(131)는 제2송출관(131a), 집진필터(131b) 및 제2배출구(131c)로 구성된다.
집진기(131)는 원통형 모양으로 빈 공간을 형성하며, 제1송출관(125b)과 연결되어 있고 소각기(125)에서 나온 고온, 고압의 기체가 포집된 후 후술하게 될 제2송출관(131a)을 통해서 나갈 수 있도록 구성된다.
제2송출관(131a)은 집진기(131)로부터 빠져나온 기체가 이동가능 하도록 구비되는 관의 형태를 하고 있다. 제2송출관(131a)에서 기체의 이동은 소각기(125)에서 형성된 압력 차이에 의해서 이동된다.
집진필터(131b)는 집진기(131) 내부의 원통형 내벽에 접하여 위치한다. 집진필터(131b)는 제1송출관(125b)을 통해 이동된 기체가 집진기(131)로 유입된 후에 이동된 기체가 상기 제2송출관(131a)으로 이동하는 과정에서 기체에 있는 먼지를 걸러주는 역할을 한다.
제2배출구(131c)는 상기 제1송출관(125b)을 통해서 이동된 고온고압의 기체가 상기 집진기(131)에서 탄화반응을 통해서 형성된 탄소가루(a)가 외부로 빠져나갈 수 있는 형태의 관으로 되어 있다. 탄소가루(a)는 제2배출구(131c)로 인해서 집진기(131) 내부에서 쌓이지 않고 배출이 된다.
가스 포집기(132)는 제2송출관(131a)과 연결되어 관을 통해서 이동되는 기체가 포집된다.
가스 포집기(132)는 제2송출관(131a)에서 압력차이에 의해서 기체가 이동되어 유입되는데, 이때 유입된 기체 중에서 휘발성이 있는 기체의 분리가 일어나는 장소를 제공한다.
가스 포집기(132)는 제3송출관(132a), 압력조절밸브(132b), 가스필터(132c) 및 제3배출구(132d)로 구성된다.
제3송출관(132a)은 가스 포집기(132)를 통과한 기체가 이동하도록 구비된 관이다. 제3송출관(132a)을 통과하는 기체는 집진기(131) 및 가스 포집기(132)를 통과하는 동안 압력이 줄어들어 후술하게 될 흡입펌프(133)에 의해 기체가 이동될 수 있도록 한다.
압력조절밸브(132b)는 가스 포집기(132) 내부에서 압력조절을 한다.
가스필터(132c)는 가스 포집기(132) 내부에서 원통형 내벽에 접하여 위치한다. 가스필터(132c)는 상기 제2송출관(131a)에서 유입된 기체에서 휘발성 물질을 걸러주는 역할을 하며, 이때 휘발성 물질은 압력조절밸브(132b)를 잠궜을 때 가스필터(132c)를 통과하여 압력조절밸브(132b)와 가스필터(132c) 사이에서 포집이 된다.
제3배출구(132d)는 상기 제2송출관(131a)을 통해서 이동된 고온고압의 기체가 상기 가스 포집기(132)에서 탄화반응을 통해서 형성된 탄소가루(a)가 외부로 빠져나갈 수 있는 형태의 관으로 구비된다. 탄소가루(a)는 제3배출구(132d)로 인해서 상기 가스포집기(132) 내부에서 쌓이지 않고 배출이 된다.
흡입펌프(133)는 제3송출관(132a)과 연결이 되어 있다. 제3송출관(132a)을 통해서 이동된 기체는 압력차가 줄어들게 되어서 이동성이 약해진다. 흡입펌프(133)는 전기적인 힘을 통해서 압력차가 줄어든 상기 가스 포집기(132)에 포집된 기체를 흡입펌프(133) 쪽으로 빨아들이는 힘을 이용해 흡입펌프(133) 쪽으로 기체를 이동시킨다.
흡입펌프(133)에는 기체배출구(133a)가 있다.
기체배출구(133a)는 상기의 흡입펌프(133)를 통과한 기체가 외부로 나갈 수 있는 관의 형태로 이루어져 있다. 기체배출구(133a)를 통과하는 기체는 외부로 유출을 하여도 환경에 나쁜 영향을 끼치지 않는 휘발성 및 분진이 적은 기체로 이루어져 있다.
따라서 상기의 실기예에서 알 수 있듯이 상기 의료용 폐기물 처리장치(100)는 의료용 폐기물을 고온, 고압에서 연소하여 다이옥신과 같은 유해물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 처리 후 발생되는 기체는 필터링을 통해 분진 및 휘발성분 등이 걸러지게 되므로 최종적으로는 환경에 무해한 기체가 발생되는 친환경적인 장치라고 할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 설명된 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어 져야 할 것이다.
100: 의료용 폐기물 처리장치
110: 공급부
111:기체공급기 112:기체건조기
113:연료공급기 114:유량제어기
120:소각부
121:제트버너 122:기체유입로
123:연료유입로
124:폐기물투입기 124a:폐기물투입구 124b:폐기물이동관
124c:컨베이어벨트
125:소각기 125a:온도측정계 125b:제1송출관
125c:제1배출구 125d:나선유도경로
130:집진부
131:집진기 131a:제2송출관 131b:집진필터
131c:제2배출구
132:가스포집기 132a:제3송출관 132b:압력조절밸브
132c:가스필터 132d:제3배출구
133:흡입펌프 133a:기체배출구 a:탄소가루

Claims (3)

  1. 고압기체 및 연료를 공급하는 공급부;
    상기 공급부로부터 상기 고압기체 및 상기 연료를 공급받아, 폐기물을 연소하기 위해 마련되는 소각부; 및
    상기 소각부에 의해 폐기물이 연소되어 발생하는 가스를 필터링하여 배출하는 집진부;를 포함하되,
    상기 소각부는,
    상기 고압기체가 유입되는 기체유입로;
    상기 연료가 유입되는 연료유입로;
    상기 기체유입로 및 상기 연료유입로로부터 유입되는 상기 고압기체 및 상기 연료를 공급받아 불꽃을 발생시키는 제트버너;
    폐기물을 투입시키는 폐기물투입기; 및
    상기 폐기물투입기에 의해 폐기물이 투입되어 상기 제트버너에 의해 발생된 불꽃에 의해 폐기물이 연소될 수 있는 내부공간을 갖되, 연소되는 폐기물의 나선운동을 유도하기 위한 나선유도경로가 내면에 형성되어 있는 소각기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 폐기물 처리장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는,
    고압기체의 수분을 제거하는 기체 건조기;
    상기 기체 건조기에 의해 건조된 고압기체를 공급하는 기체 공급기;
    연료를 공급하는 연료공급기를 포함하고,
    상기 집진부는,
    상기 소각기로부터 폐기물이 연소된 후 발생하는 침전물을 필터링하는 집진기;
    상기 소각기로부터 폐기물이 연소된 후 발생, 배출되어 상기 집진기를 거친 가스를 필터링하고 포집하는 가스포집기; 및
    상기 가스포집기의 기체를 기체배출구를 통해 배출시키는 흡입펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리장치
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공급부는 상기 소각기의 내부공간의 온도가 특정 온도 이상이 되면 상기 연료공급기가 연료를 공급하지 않도록 제어하는 유량제어기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐기물 처리장치

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KR20220038961A (ko) 2020-09-21 2022-03-29 안장홍 의료폐기물 열분해장치

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