CN118002582A - 一种复合纸基材包装盒资源化回收***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及奶制品包装盒回收技术领域,尤其涉及一种复合纸基材包装盒资源化回收***,包括压榨装置,所述压榨装置用于包装盒的打孔;分离装置,所述分离装置包括分离罐体,所述分离罐体顶部设置有进料口,所述分离罐体内竖直设置有滤网,所述滤网与所述分离罐体内一侧壁形成第一分离室,所述第一分离室底端设置有用于排出纸浆的第一出料口,所述滤网与所述分离罐体另一侧形成第二分离室,所述第二分离室侧壁设置有用于排出塑料膜的第二出料口,所述第二分离室底部设置有用于排出铝箔的第三出料口。所述压榨装置可快速送料和出料;所述分离装置分离过程简易且分离彻底,成本低,分离后的塑料膜和铝箔的纯净度高,且不会消耗塑料膜和铝箔。
Description
技术领域
本发明属于复合包装材料分离技术领域,尤其涉及一种复合纸基材包装盒资源化回收***及方法。
背景技术
日常生活中,牛奶已成为普通百姓日常必需品,为了使牛奶储存时间长、保鲜,现在市场上有很多产品都采用包装盒进行包装,尤其是复合纸基材包装盒,其中复合纸基材包装盒中含有高品质纸浆、塑料膜、铝箔等。由于消费量在不断增长,在一些超市中存在大量不能及时售出而过期的牛奶或生产出来就不合格的牛奶,如果将这些不合格或过期的奶制品废弃掉,可能造成大自然的污染,同时浪费了再生资源。因此,这些材料可回收二次利用。
现有技术中,在分离过程中,先将包装盒粉碎,然后将纸铝塑包装盒中的纸浆分离出来,剩余的铝塑分离主要用物理和化学方法,物理方法主要是利用铝、塑的熔点不同(铝的熔点为660℃,塑料膜的熔点为100~130℃),使塑料膜热解气化,回收铝箔,但该方法造成了塑料膜大量的浪费。或者通过振动筛选法进行分离,此方法过程复杂且分离不彻底。化学方法主要利用铝溶于酸碱的性质,用酸或碱把铝溶解,从而回收塑料膜。但这种方法存在反应时间长、分离不彻底、从溶液中提取铝难等问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种复合纸基材包装盒资源化回收***,包括压榨装置,所述压榨装置用于包装盒的打孔;分离装置,所述分离装置包括分离罐体,所述分离罐体顶部设置有进料口,所述分离罐体内竖直设置有滤网,所述滤网与所述分离罐体内一侧壁形成第一分离室,所述第一分离室底端设置有用于排出纸浆的第一出料口,所述滤网与所述分离罐体另一侧形成第二分离室,所述第二分离室侧壁设置有用于排出塑料膜的第二出料口,所述第二分离室底部设置有用于排出铝箔的第三出料口,所述第一出料口上设置有第一控制阀,所述第二出料口上设置有第二控制阀,所述第三出料口上设置有第三控制阀。
优选地,所述第二分离室内设置有搅拌杆,所述搅拌杆一端穿过所述分离罐体顶部与驱动电机连接,所述搅拌杆上设置有若干个搅拌叶,若干个所述搅拌叶等距交错分布。
优选地,所述分离罐体上设置有保温层。
优选地,所述第二分离室内设置有喷水头,所述喷水头一端连接水源。
优选地,所述分离罐体外壁一侧设置有控制器,所述控制器与所述第一控制阀、第二控制阀及第三控制阀信号连接。
优选地,所述分离罐体顶部还设置有进液口。
本发明还提供利用上述***进行纸、铝箔、塑料膜的分离方法,包括以下步骤,
S1:在所述压榨装置中,将包装盒打出直径为2~5mm的圆孔;
S2:将打孔后的包装盒通过所述进料口投入所述分离罐体内,将水通过所述进液口注入所述分离罐体内对包装盒进行浸泡、搅拌;
S3:搅拌停止后,打开所述第一控制阀及所述喷水头,排出纸浆;
S4:待纸浆排出后,关闭所述喷水头及所述第一控制阀,将水、醋酸、白酒的混合液从所述进液口注入所述分离罐体内进行浸泡、搅拌;
S5:重复步骤3后,关闭所述第一控制阀及所述喷水头,将一定量的浓盐水从所述进液口注入所述分离罐体中,同时进行搅拌2~5分钟,使铝箔和塑料膜悬浮起来;
S6:停止搅拌工作,静止3~5分钟后,打开所述第二控制阀,将浮在液体上面的塑料膜从所述第二出料口排出;
S7:关闭所述第二控制阀,打开所述第三控制阀,将铝箔从所述第三出料口排出。
优选地,在S2中注入水的温度为60°~75°,包装盒和水的质量比为1:3.5~5。
优选地,在S4中水、醋酸、白酒的比例为1:0.5:0.5~1:1.5:1.5。
优选地,在S5中盐水的浓度不小于10%。
本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果:
本发明***中,所述压榨装置结构简单、合理、紧凑,可连续对包装盒打孔,可达到快速送料和出料,做到快速、精准冲孔,打孔效率高,效果好。所述纸塑铝分离可在一个分离装置中完成,分离过程简易且分离彻底,分离所使用的原料主要为水、醋酸、普通白酒、工业用盐,因此成本低,分离后的塑料膜和铝箔的纯净度高,此工艺环保且不会造成塑料膜和铝箔的浪费。
附图说明
图1为本发明中分离装置的结构示意图。
图2为本发明中压榨装置的结构示意图。
其中,分离罐体1、进料口2、进液口3、搅拌杆4、搅拌叶5、保温层6、滤网7、第一出料口8、第一控制阀9、第二出料口10、第二控制阀11、第三出料口12、第三控制阀13、喷水头14、第一分离室15、第二分离室16、控制器17、压榨装置18。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是,当一个***被认为是“连接”另一个***,它可以是直接连接到另一个***或者可能同时存在居中***。本文所使用的术语“内部”、“顶部”、“上部”、“下部”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1、图2所示,在一个优选实施方式中,本发明提供了一种复合纸基材包装盒资源化回收***,包括压榨装置18,所述压榨装置18用于包装盒的打孔;分离装置,所述分离装置包括分离罐体1,所述分离罐体1顶部设置有进料口2,所述分离罐体1内竖直设置有滤网7,所述滤网7与所述分离罐体1内一侧壁形成第一分离室15,所述第一分离室15底端设置有用于排出纸浆的第一出料口8,所述滤网7与所述分离罐体1另一侧形成第二分离室16,所述第二分离室16侧壁设置有用于排出塑料膜的第二出料口10,所述第二分离室16底部设置有用于排出铝箔的第三出料口12,所述第一出料口8上设置有第一控制阀9,所述第二出料口10上设置有第二控制阀11,所述第三出料口12上设置有第三控制阀13。所述压榨装置18对包装盒打孔、压榨,使水溶液容易通过孔渗进包装盒夹层,充分对包装盒进行浸泡,使包装盒中纸、铝箔、塑料膜之间分层,从而进行快速分离。将经过所述压榨装置18打孔、压榨后的包装盒从所述分离罐体1顶部的所述进料口2投入,开始进行分层、分离处置。所述滤网7上设置有若干个孔,所述孔的直径为0.5~1.5mm,例如,孔的直径设置为1mm,溶解后的纸浆可以从所述孔中穿过,进入所述第一分离室15,然后通过所述第一出料口8排出进行收集处理,而塑料膜和铝箔则不能通过,需要进一步分离。在所述第二分离室16中,塑料膜和铝箔经过分层后,塑料膜密度相对液体较小而漂浮在液体上层,可通过所述第二排料口排出,铝箔密度相对液体较大而沉在下层,可通过所述第三排料口排出,最终完成纸、铝箔、塑料膜的彻底分离。
进一步地,所述第二分离室16内设置有搅拌杆4,所述搅拌杆4一端穿过所述分离罐体1顶部与驱动电机连接,所述搅拌杆4上设置有若干个搅拌叶5,若干个所述搅拌叶5等距交错分布。上述技术特征可有效促进溶液渗透包装盒夹层,加速纸、塑料膜、铝箔的分层。在塑料膜与铝箔的分离过程中,所述搅拌叶5旋转过程中可使塑料膜与铝箔悬浮起来而分散开,防止部分塑料膜粘在铝箔上或被铝箔压盖。
进一步地,所述分离罐体1上设置有保温层6。所述保温层6可以使水或其它混合溶液的温度在一定时间内保持不变,满足了工艺需求。所述保温层6可采用胶粉聚苯颗粒、矿物棉或岩棉。
更进一步地,所述第二分离室16内设置有喷水头14,所述喷水头14一端连接水源。所述喷水头14可180度旋转,所述喷水头14上设置有若干个喷孔,所述喷孔的横截面呈锥形,所述喷水头14与水源之间设置有增压泵。通过上述技术特征,可将粘在所述滤网7和所述分离罐上的纸浆末、塑料膜进行冲洗,使其分别从各自所对应的排料口排出。
具体地,所述分离罐体1外壁一侧设置有控制器17,所述控制器17与所述第一控制阀9、所述第二控制阀11及所述第三控制阀13信号连接。所述控制器17上设置有若干个控制按钮,所述控制按钮控制所述控制阀的开合。所述控制器17还可以控制所述增压泵的启动。
所述分离罐体1顶部还设置有进液口3。例如,所述进液口3的横截面设置呈梯形状,可通过所述进液口3将水或其它混合液容易地注入所述分离罐体1内。
本发明还提供利用上述***进行纸、铝箔、塑料膜的分离方法,包括以下步骤;
S1:在所述压榨装置中,将包装盒打出直径为2~5mm的圆孔;
S2:将打孔后的包装盒通过所述进料口投入所述分离罐体内,将水通过所述进液口注入所述分离罐体内对包装盒进行浸泡、搅拌;
S3:搅拌停止后,打开所述第一控制阀及所述喷水头,排出纸浆;
S4:待纸浆排出后,关闭所述喷水头及所述第一控制阀,将水、醋酸、白酒的混合液从所述进液口注入所述分离罐体内进行浸泡、搅拌;
S5:重复步骤3后,关闭所述第一控制阀及所述喷水头,将一定量的浓盐水从所述进液口注入所述分离罐体中,同时进行搅拌2~5分钟,使铝箔和塑料膜悬浮起来;
S6:停止搅拌工作,静止3~5分钟后,打开所述第二控制阀,将浮在液体上面的塑料膜从所述第二出料口排出;
S7:关闭所述第二控制阀,打开所述第三控制阀,将铝箔从所述第三出料口排出。
在以上步骤中,具体地,将分离液体后的包装盒运至所述压榨装置中进行打孔、压榨,将包装盒打出直径为2~5mm的圆孔,例如圆孔的直径为3mm。将打孔、压榨后的包装盒从设置在所述分离罐体顶部的所述进料口投入,将水从所述进液口注入所述分离罐体内对包装盒进行浸泡。浸泡数分钟后,待纸、铝箔、塑料膜开始分层时,启动电机带动所述搅拌杆开始搅拌,将纸层溶解成纸浆。停止搅拌后,开启所述控制器上对应的所述第一控制阀及所述喷水头的按钮,将所述第一控制阀及所述喷水头打开,纸浆通过所述第一出料口排出,同时喷水头喷水,将粘在所述滤网、搅拌杆、搅拌叶及所述分离罐体壁上的纸浆末冲洗掉。纸浆排除后,由于纸、铝箔、塑料膜之间有黏胶,还有部分纸层没有完全被溶解,塑料膜和铝箔也没有完全分离。此时,关闭所述喷水头及所述第一控制阀,将水、醋酸、白酒的混合液从所述进液口注入所述分离罐体内进行浸泡、搅拌。待纸、铝箔、塑料完全分离后停止搅拌,打开所述第一控制阀及所述喷水头,将剩余的纸浆排出。纸浆被完全排出后,关闭所述第一控制阀及所述喷水头,将一定量的浓盐水从所述进液口注入所述分离罐体中,同时进行搅拌2~5分钟,在所述搅拌叶的搅拌作用下,铝箔和塑料膜悬浮起来,使塑料膜和铝箔分散开。停止搅拌工作,静止3~5分钟后,塑料膜漂浮在浓盐水上层,铝箔则沉在底部。打开所述第二控制阀,将浮在液体上面的塑料膜从所述第二出料口排出。然后打开所述第三控制阀,将铝箔从所述第三排料口排出。排出的纸浆、铝箔、塑料膜被收集进行再生产。
进一步地,为保证包装盒完全浸泡在水中,且能使纸、铝箔、塑料膜分层,在S2中注入水的温度为60°~75°,包装盒和水的质量比为1:3.5~5。
当水温小于55°时,在浸泡及搅拌过程中,包装盒无反应,达不到分层的效果。当水温在55°~60°时,包装盒虽略有分层,但效果不好,无法将纸层溶解。当水温超过60°,包装盒的分层渐渐明显,搅拌过程中可使纸层溶解为纸浆。当水温超过75°,塑料膜层则开始软化,影响与纸层的分离效果。当水温接近100°时,塑料膜在搅拌的过程中会变成絮状,部分塑料膜末会和纸浆混在一起,此时与纸浆分离难度增大。
一实施例中,在S4中水、醋酸、白酒的比例为1:0.5:0.5~1:1.5:1.5。在此过程中,醋酸和白酒对纸、塑料膜、铝箔之间的黏胶都有溶解作用,两者混合使用效果更佳。为了达到更好的使用效果,将醋酸和白酒的比例选为1:1混合,然后再添加一定量的水后注入所述分离罐体内进行浸泡、搅拌。
另一实施例中,在S5中盐水的浓度不小于10%。奶制品包装盒中铝箔的密度为2.7~2.8g/cm3,塑料膜的主要成分为聚乙烯(PE),其密度为0.94~0.96g/cm3,因此在水中加入适当盐使水的密度增大,塑料膜的浮力会增大,从而可以漂浮在液体表面,而铝箔的密度大则会沉在液体底部。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明作进一步地详细描述。
实施例一
步骤1:在所述压榨装置中,将20kg的包装盒打出直径为2~5mm的圆孔;
步骤2:将打孔后的包装盒通过所述进料口投入所述分离罐体内,将水通过所述进液口注入所述分离罐体内对包装盒进行浸泡、搅拌;
步骤3:搅拌停止后,打开所述第一控制阀及所述喷水头,排出纸浆;
步骤4:待纸浆排出后,关闭所述喷水头及所述第一控制阀,将水、醋酸、白酒的混合液从所述进液口注入所述分离罐体内进行浸泡30分钟、搅拌15分钟;
步骤5:重复步骤3后,关闭所述第一控制阀及所述喷水头,将一定量的浓盐水从所述进液口注入所述分离罐体中,同时进行搅拌2~5分钟,使铝箔和塑料膜悬浮起来;
步骤6:停止搅拌工作,静止3~5分钟后,打开所述第二控制阀,将浮在液体上面的塑料膜从所述第二出料口排出;
步骤7:关闭所述第二控制阀,打开所述第三控制阀,将铝箔从所述第三出料口排出;
步骤8:将排出的纸浆蒸发去水,烘干塑料膜,剥离已分离的铝箔和未分离的纸、塑料膜、铝箔,并对其称重。
在此实施例中,包装盒中的纸、塑料膜、铝箔分离之前,先将用于分离的包装盒称重并记录具体数据。使用不同比例的水、醋酸、白酒进行浸泡、搅拌、排放、收集,重复步骤3~步骤7。将排出的纸浆收集并蒸发去水处理得到纸浆粉末,将其称重并记录数据;将排出的塑料膜收集做烘干处理,将其称重并记录数据。将未分离的纸、塑料膜、铝箔与已分离的铝箔从第三排料口排出并滤干水分,然后将已分离的铝箔剥离开,将其称重并记录数据。将得到的纯净纸末、塑料膜、铝箔的重量数据相加与分离之前的质量作对比,分析已分离的占比。
重复步骤1~步骤8,调整水与醋酸、白酒的比例,查看铝箔、塑料膜、纸之间的分离程度:
方案1、水、醋酸、白酒比例为1:0.2:0.2,其他条件不变;
方案2、水、醋酸、白酒比例为1:0.4:0.4,其他条件不变;
方案3、水、醋酸、白酒比例为1:0.5:0.5,其他条件不变;
方案4、水、醋酸、白酒比例为1:1:1,其他条件不变;
方案5、水、醋酸、白酒比例为1:1.5:1.5,其他条件不变;
方案6、水、醋酸、白酒比例为1:1.6:1.6,其他条件不变,检测结果如下表:
由上述数据可知,当水、醋酸、白酒的比例为1:0.2:0.2和1:0.4:0.4时,分别有近18%和7%的纸、塑料膜、铝箔还没有分离开,部分还黏在一起;继续调整水与醋酸和白酒的比例,当水、醋酸、白酒的比例相继调整为1:0.5:0.5、1:1:1、1:1.5:1.5时,纸、塑料膜、铝箔之间的分离率分别为99.8%、99.85%、99.9%。在分离操作的过程中,由于纸、塑料膜、铝箔难免有少许损耗,因此,由上述数据可知,当使用水、醋酸、白酒的比例为1:0.5:0.5时包装盒中的纸、塑料膜、铝箔就已完全分离;水、醋酸、白酒的比例调整到1:1.6:1.6时,铝箔表面出现腐蚀现象,造成铝箔的损耗,造成浪费。因此水、醋酸、白酒的比例在1:0.5:0.5~1:1.5:1.5范围时,能够保证纸、塑料膜、铝箔之间完全分离且对塑料膜及铝箔无损耗。例如,回收包装盒中的纸、塑料膜、铝箔时,选择水、醋酸、白酒的比例为1:0.5:0.5,既可达到分离的效果,同时又可减少成本。
实施例二
此实施例二中,步骤与实施例一中相同,重复步骤5~步骤7,例如,经过水、醋酸、白酒比例为1:0.5:0.5分离后得到的塑料膜和铝箔混合在一起,测量得到塑料膜和铝箔最高面的高度为18.5cm,向分离罐中加入不同浓度的盐水使其液面高度均达到100cm,检测铝箔、塑料膜在不同浓度盐水溶液中的分层效果:
方案7、盐水的浓度为2%,其他条件不变;
方案8、盐水的浓度为5%,其他条件不变;
方案9、盐水的浓度为7%,其他条件不变;
方案10、盐水的浓度为9%,其他条件不变;
方案11、盐水的浓度为10%,其他条件不变;
方案12、盐水的浓度为15%,其他条件不变;
检测到铝箔、塑料膜在盐水溶液中的漂浮高度(cm)结果如下表:
由上述数据可知,当盐水的浓度不断增大时,塑料膜产生的浮力渐渐变大,开始与铝箔分离。在液面高度为100cm的溶液中:盐水的浓度为2%时,塑料膜与铝箔开始分离,此时塑料膜的最底层悬浮在盐水溶液中的高度为18.8cm,最高层为30.8cm;当盐水浓度为5%时,塑料膜的最底层悬浮在盐水溶液中的高度为43cm,最高层为54.7cm;当盐水浓度为7%时,塑料膜的最底层悬浮在盐水溶液中的高度为57.6cm,最高层为69.8cm;当盐水浓度为9%时,塑料膜的最底层悬浮在盐水溶液中的高度为75.1cm的位置,最高层为87.4cm;当盐水浓度为10%时,塑料膜的最底层悬浮在盐水溶液中的高度为88.2cm,最高层为99.8cm,显然,塑料膜已经漂浮在了盐水表面,此时将塑料膜从第二排料口排出较容易。当盐水浓度为15%时,塑料膜的最底层悬浮在盐水溶液中的高度为88.4cm,最高层为99.9cm,其效果几乎与浓度为10%时相同。在整个分离过程中,铝箔由于密度较大,始终沉在盐水溶液底部。
由此可见,当浓度小于10%时,铝箔和塑料膜的分离效果一般,将塑料膜与铝箔分离较难;当盐水浓度达到10%及其以上时,塑料膜开始漂浮接近至盐水表面,此时效果良好,不断向所述分离罐中添加相同浓度的盐水,直至完全将塑料膜通过所述第二出料口排出。
以上所述实施例仅表达了本申请的设备布设的方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干调整和改进,这些都属于本申请的保护范围;因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为主。
Claims (10)
1.一种复合纸基材包装盒资源化回收***,其特征在于,包括:
压榨装置,所述压榨装置用于包装盒的打孔;
分离装置,所述分离装置包括分离罐体,所述分离罐体顶部设置有进料口,所述分离罐体内竖直设置有滤网,所述滤网与所述分离罐体内一侧壁形成第一分离室,所述第一分离室底端设置有用于排出纸浆的第一出料口,所述滤网与所述分离罐体另一侧形成第二分离室,所述第二分离室侧壁设置有用于排出塑料膜的第二出料口,所述第二分离室底部设置有用于排出铝箔的第三出料口,所述第一出料口上设置有第一控制阀,所述第二出料口上设置有第二控制阀,所述第三出料口上设置有第三控制阀。
2.根据权利要求1所述的复合纸基材包装盒资源化回收***,其特征在于,所述第二分离室内设置有搅拌杆,所述搅拌杆一端穿过所述分离罐体顶部与驱动电机连接,所述搅拌杆上设置有若干个搅拌叶,若干个所述搅拌叶等距交错分布。
3.根据权利要求2所述的复合纸基材包装盒资源化回收***,其特征在于,所述分离罐体上设置有保温层。
4.根据权利要求3所述的复合纸基材包装盒资源化回收***,其特征在于,所述第二分离室内设置有喷水头,所述喷水头一端连接水源。
5.根据权利要求4所述的复合纸基材包装盒资源化回收***,其特征在于,所述分离罐体外壁一侧设置有控制器,所述控制器与所述第一控制阀、所述第二控制阀及所述第三控制阀信号连接。
6.根据权利要求5所述的复合纸基材包装盒资源化回收***,其特征在于,所述分离罐体顶部还设置有进液口。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述复合纸基材包装盒资源化回收***进行分离的方法,包括以下步骤:
S1:在所述压榨装置中,将包装盒打出直径为2~5mm的圆孔;
S2:将打孔后的包装盒通过所述进料口投入所述分离罐体内,将水通过所述进液口注入所述分离罐体内对包装盒进行浸泡、搅拌;
S3:搅拌停止后,打开所述第一控制阀及所述喷水头,排出纸浆;
S4:待纸浆排出后,关闭所述喷水头及所述第一控制阀,将水、醋酸、白酒的混合液从所述进液口注入所述分离罐体内进行浸泡、搅拌;
S5:重复步骤3后,关闭所述第一控制阀及所述喷水头,将一定量的浓盐水从所述进液口注入所述分离罐体中,同时进行搅拌2~5分钟,使铝箔和塑料膜悬浮起来;
S6:停止搅拌工作,静止3~5分钟后,打开所述第二控制阀,将浮在液体上面的塑料膜从所述第二出料口排出;
S7:关闭所述第二控制阀,打开所述第三控制阀,将铝箔从所述第三出料口排出。
8.根据权利要求7所述复合纸基材包装盒资源化回收***进行分离的方法,其特征在于,在S2中注入水的温度为60o~75o,包装盒和水的质量比为1:3.5~5。
9.根据权利要求7所述复合纸基材包装盒资源化回收***进行分离的方法,其特征在于,在S4中水、醋酸、白酒的比例为1:0.5:0.5~1:1.5:1.5。
10.根据权利要求7所述复合纸基材包装盒资源化回收***进行分离的方法,其特征在于,在S5中盐水的浓度不小于10%。
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