ph en condiciones de proceso extremas? No es un problema para un sistema inteligente

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Papel y pasta de papel Soluciones

para el control analítico en línea

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News INGOLD Leading Process Analytics

¿pH en condiciones de proceso extremas? No es un problema para un sistema inteligente La inteligencia incorporada en nuestros electrodos de pH informa con antelación a los usuarios acerca de las necesidades de mantenimiento. En Stora Enso, un sistema de medición de pH no solo permite realizar un mantenimiento preventivo, sino que triunfa allí donde otros fracasaron.

Grupo internacional de fabricación de papel Stora Enso fabrica productos de papel, embalaje y madera para todo el mundo. En total, el Grupo emplea a unas 27 000 personas en más de 35 países. Sus instalaciones de Kvarnsveden son una moderna fábrica de papel ubicada a orillas del río Dalälven, en la ciudad de Borlänge, en el centro de Suecia. Esta fábrica de papel fue fundada en 1900 y durante sus primeros cinco años de actividad se pusieron en funcionamiento nada menos que seis máquinas de papel. En ella se produce papel prensa, papel prensa mejorado y papel de revista no revestido. La prioridad en cada zona de producción es suministrar productos de

gran calidad adaptados a las necesidades específicas de cada cliente. La capacidad de producción está aproximándose al millón de toneladas anuales en cuatro máquinas de papel. Proceso al sulfito El método de desfibrado al sulfito para producir fibras de celulosa fue desarrollado en Suecia en los años 70 del siglo XIX y continúa siendo la técnica utilizada por Stora Enso en Kvarnsveden. Tras el blanqueo, la torre es un punto importante para regular el bisulfito que se añade al licor. La presión de proceso es muy alta (5-6 bar) en esta etapa y la pulpa es muy densa (8-9 % de sólidos), por lo que es muy difícil que la medición del pH en línea resulte eficiente. De hecho, todos los



electrodos utilizados anteriormente dieron fallos tras un corto periodo de tiempo. Sin embargo, la regulación del bisulfito mediante el control del pH resultaría sumamente útil en esta etapa si se pudiera encontrar un sistema fiable. Solución resistente En METTLER TOLEDO estábamos convencidos de que podíamos ofrecer instrumentos de medición de pH que toleraran la presión y la solución altamente cáustica y que tomaran medidas fiables dentro de la densa pulpa. Tras las conversaciones mantenidas con el ingeniero de la fábrica Anders Pettersson, instalamos un sistema compuesto por un electrodo de pH InPro 4801 i SG, una caja InTrac 785 y un transmisor M400. El InPro 4801 i SG es perfecto para esta aplicación por cuatro razones principales:

Editor / Producción Mettler-Toledo AG Analítica de Procesos Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Suiza Illustrations Mettler-Toledo AG Stora Enso Lbarn | Dreamstime.com Sujeto a modificaciones técnicas. © Mettler-Toledo AG 12/10 Impreso en Suiza.

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1. Está diseñado para funcionar con una presión máxima de 13 bar. 2. La membrana para la medición de pH es plana, por lo que es adecuada para realizar mediciones en aplicaciones con pulpa densa. 3. Su recorrido de difusión extralargo proporciona una excelente protección contra la contaminación del electrodo de referencia. 4. La tecnología de gestión de sensor inteligente (ISM) avisa a los ingenieros cuando es necesario realizar trabajos de mantenimiento o calibración y predice el tiempo de vida restante del electrodo.

Electrodo de pH InPro 4801 i

Gracias a su diseño retráctil, la caja InTrac 785 permite realizar el mantenimiento o sustituir el sensor sin interrumpir en absoluto el proceso. El transmisor M400 ofrece todas las prestaciones de la gestión de sensor inteligente (ISM), entre ellas el indicador de vida útil dinámico, el temporizador de calibración ajustable y la función «Conectar y medir» para una puesta en marcha rápida y sencilla en el punto de medición. Continúa funcionando a la perfección El sistema se instaló a principios de septiembre de 2009. Trece meses después, no solo continúa funcionando sumamente bien, sinó que el electrodo original sigue proporcionando resultados fiables. Anders Pettersson está encantado con el rendimiento del sistema, el poco mantenimiento necesario y los avisos de mantenimiento preventivo de la tecnología de gestión de sensor inteligente (ISM). En Stora Enso están tan satisfechos con esta solución que han pedido más sistemas para aplicaciones similares. Encontrará más información en: www.mt.com/InPro4800 www.mt.com/ISM

Transmisor M400

Anders Pettersson con el transmisor M400.

Transmisor M800

Supervisión sencilla Supervisión sencilla de varias mediciones Controle sus mediciones analíticas durante la producción de forma cómoda y eficaz, incluso si su fábrica tiene una estructura descentralizada. El nuevo transmisor M800 le muestra cómo.

Un instrumento Escuchamos a nuestros clientes cuando hablan. Hemos invertido dos años de trabajo en el desarrollo de nuestro último transmisor: no se trata únicamente del más sofisticado de nuestra cartera de productos, sino posiblemente del analizador más sencillo de manejar del mercado. Su capacidad de mostrar hasta ocho magnitudes de medida en una única pantalla permite controlar fácilmente los múltiples sensores. La tecnología de pantalla táctil y la interfaz de usuario intuitiva proporcionan una sencillez sin igual. Plataforma del transmisor M800 METTLER TOLEDO ofrece una gama muy versátil de sensores para aplicaciones en la industria del papel y la pasta de papel. El nuevo transmisor M800 dispone de la mayoría de parámetros de medición en un solo instrumento: pH / ORP, conductividad y control del flujo, todo ello es posible junto con nuestros sensores de gestión inteligente (ISM) y otros parámetros que estamos desarrollando.

La capacidad del M800 de operar en varios canales y parámetros significa que la mayoría de las aplicaciones de las fábricas de papel y de pasta de papel que, actualmente, admiten distintos transmisores se pueden equipar con la misma plataforma. Transmisor de varios parámetros Los sistemas de medición descentralizados no son fáciles de manejar y, a menudo, comportan gastos de explotación adicionales. El M800 y los sensores ISM se comunican a través de una señal digital estable por cables de hasta 80 metros, de forma que le permiten disponer de varios puntos de medición, incluso si no están cerca. Pueden controlarse hasta seis mediciones de proceso desde un único punto, mientras que, gracias a iMonitor, la presentación unificada de los datos de diagnóstico, así como las mediciones en sí, están siempre disponibles. iMonitor Los datos en tiempo real del estado y la calidad del sensor son claves para contro-

lar los procesos sin errores. ISM es el concepto exclusivo de METTLER TOLEDO para la gestión de sensores. El diagnóstico de los sensores aporta un nuevo concepto de mantenimiento a través de la visualización en pantalla, en la que se informa de la vida útil restante de los sensores, además del tiempo que queda para el siguiente mantenimiento y la calibración. Este diagnóstico mejorado reduce los períodos de inactividad imprevistos y mejora la seguridad de los procesos. La gestión de alarmas con colores optimiza significativamente el acceso a la información importante del sensor. iMonitor, la pantalla de diagnóstico de METTLER TOLEDO, ofrece toda esta información en una pantalla fácil de leer. Control total con un solo toque La pantalla táctil grande, de alta resolución y de color del M800 simplifica todas las operaciones de transmisión. La pantalla programable con hasta ocho magnitudes de medida o datos de diagnóstico proporciona toda la información necesaria en una pantalla, o en hasta ocho pantallas, si lo desea. El asistente a medida le permite acceder a cualquier función de menú con solo tres toques. Esto ayuda a reducir el tiempo de formación y los fallos de configuración al mínimo. Descubra más acerca del M800 en: www.mt.com/M800



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Sensor InPro 6050

Instálelo y olvídese – El sistema de medición de oxígeno disuelto casi no necesita mantenimiento El control del oxígeno disuelto es importante para reducir los compuestos orgánicos presentes en los depósitos de aireación de las centrales depuradoras de aguas residuales. El ensayo en paralelo llevado a cabo muestra las ventajas del sistema de medición de METTLER TOLEDO, de mantenimiento mínimo y precisión elevada.

Estudio del sistema de medición de oxígeno disuelto Se ha realizado un estudio de doce meses de duración en que se ha comparado el rendimiento analítico y los requisitos de mantenimiento de los sistemas de medición en línea y en continuo de oxígeno disuelto. El ensayo se ha llevado a cabo en las instalaciones de un importante fabricante internacional de pañuelos de papel, papel de cocina y servilletas, en el sur de los EE. UU. Se trata de un proyecto previo a una iniciativa ecológica cuyo objetivo es reducir el consumo de energía en todos los procedimientos de una fábrica de papel. El depósito de aireación de la central depuradora de aguas residuales de la fábrica es una de las áreas de interés.

Tratamiento de los residuos orgánicos Durante el tratamiento de residuos, se reducen los residuos orgánicos disueltos, entre otras funciones. Es un proceso que llevan a cabo microorganismos que se alimentan de compuestos orgánicos, transformándolos así en dióxido de carbono inocuo. Para desarrollarse, estos microorganismos beneficiosos necesitan un gran suministro de oxígeno. Si el nivel de oxígeno disuelto es demasiado bajo, los microorganismos mueren, por lo que la eliminación de compuestos orgánicos no es efectiva y se genera un impacto ambiental en las etapas siguientes.

pósito de aireación con grandes sopladores y sistemas de difusores. Mantener funcionando dos depósitos de aireación con su respectivo par de sopladores de gran potencia representa una parte considerable del consumo eléctrico total de la central depuradora. Aunque es imprescindible que los niveles de oxígeno disuelto no desciendan demasiado, una aireación excesiva también sería perjudicial ya que el agua se saturaría de oxígeno y pasaría más aire puro a través del depósito. El funcionamiento innecesario de los sopladores supone un desperdicio considerable de energía, así como el desgaste de los medios de producción.

El oxígeno disuelto se introduce en el de-

El método habitual de muestreo simple ocasional para medir el oxígeno disuelto podría no ser suficiente para detectar las variaciones en su contenido inicial en residuos orgánicos o determinados cambios en su composición. El uso de la medición y el control continuos del oxígeno disuelto en el depósito de aireación puede satisfacer ambas necesidades, suministrando suficiente oxígeno sin desperdiciar demasiada energía.

Comparación en línea y fuera de línea 7

oxígeno disuelto en línea (ppm)

6.5 R

6

2

= 0.87 R

5.5

2

= 0.95

5 4.5 4

InPro 6050

3.5

Competencia

3 2.5 2 2

3

4

5

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oxígeno disuelto fuera de línea (ppm) Figura 1: Comparación en línea y fuera de línea a lo largo de 12 meses de prueba.

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Componentes del sistema A fin de evaluar el rendimiento analítico y los requisitos de mantenimiento de METTLER TOLEDO y de una empresa de la competencia, en la fábrica se decidió realizar un ensayo en paralelo de doce meses de duración. METTLER TOLEDO puso a prueba el sensor de oxígeno disuel-

Figura 2a: Suciedad acumulada en la caja del sensor.

Figura 2b: Caja tras una limpieza rápida.

to polarográfico InPro 6050 frente a un sistema óptico de la competencia en el depósito de aireación de la fábrica de papel. Se instaló el sensor InPro 6050 en una caja para inmersión InDip, con fácil ajuste de la altura dentro del depósito y de rápido acceso para realizar las comprobaciones del sensor. El sistema de medición se completó con un transmisor M400.

Sensor de oxígeno disuelto InPro 6050

Estudio de un año de duración El ensayo se inició en mayo de 2009. Durante los meses calurosos del verano, la temperatura normal de las aguas residuales era de 32 – 38 °C (90 – 100 °F). Esta elevada temperatura provocó un intenso desarrollo de microorganismos alrededor del sensor. Sin embargo, comprobamos que con limpiarlo una vez al mes bastaba para eliminar la acumulación de sucie-

dad. Este intervalo de limpieza no fue suficiente para el sistema de la competencia, que en el plazo de una semana ya daba fallos en las lecturas. Por ello, fue necesario instalar un sistema adicional de limpieza por chorro de aire junto al sensor de la competencia para mantenerlo en funcionamiento.

parte al diseño de la membrana, cuyo revestimiento de PTFE evita que se adhieran sustancias sólidas a la misma.

En los meses de invierno, el InPro 6050 no se limpió durante cinco meses, pero los datos comparativos con el sistema portátil siguieron indicando un rendimiento excelente (dentro de ± 0,2 ppm). Los resultados de la prueba comparativa a lo largo del periodo de ensayo, mostrados en la figura 1, indican que la relación es considerablemente mejor utilizando el InPro 6050 que el sistema de la competencia.

Menos coste y menos mantenimiento Incluso en condiciones de suciedad extrema del depósito de aireación, el InPro 6050 no requirió calibración ni la sustitución del electrolito durante los 12 meses que duró el ensayo. Tras el ensayo, la relación con respecto a un dispositivo de medición de oxígeno disuelto portátil fue muy similar a los resultados de las pruebas llevadas a cabo fuera de línea.

Hacia el final del invierno, retiramos el sensor del depósito de aireación para comprobar su estado. En la foto de abajo (figura 2a) se muestra el grado de incrustación biológica que se formó en la caja sin afectar al rendimiento del sensor. Tras una limpieza rápida, se puede ver que la membrana del sensor se encuentra en perfecto estado (figura 2b). Esto se debe en

Este ensayo demostró que el sistema de medición de oxígeno disuelto de METTLER TOLEDO ofrece unos costes iniciales considerablemente más bajos al no necesitarse un sistema de limpieza del sensor, así como menos requisitos de mantenimiento rutinario. El siguiente paso de este proyecto será estudiar la reducción de costes mediante el funcionamiento de los sopladores de aireación únicamente en la medida necesaria para mantener un nivel óptimo de oxígeno disuelto. La reducción de los costes de energía y la prolongación de la vida útil de los sopladores, unidas a los bajos costes del sistema de medición de oxígeno disuelto de METTLER TOLEDO, ofrecen una atractiva rentabilidad de la inversión.

Transmisor M400



A diferencia del resistente rendimiento de METTLER TOLEDO, anteriormente descrito, el sensor de la competencia dejó de funcionar pasados nueve meses.

Si necesita mediciones de oxígeno disuelto fiables en su fábrica, consulte: www.mt.com/InPro6050

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Básculas para vehículos

Las básculas para camiones ayudan a ahorrar a una papelera que utiliza energía verde Para conseguir mayor eficiencia energética en su fábrica de papel de Marlboro, Domtar Corporation decidió añadir una nueva turbina de vapor para generar la electricidad necesaria para el funcionamiento de la papelera. METTLER TOLEDO le ayudó a hacer posible la mejora suministrando nuevas básculas para camiones para pesar las grandes cantidades de biocombustible necesarias.

Domtar Corporation Domtar Corporation es el mayor fabricante de papel sin pasta mecánica no estucado de Norteamérica y el segundo fabricante más grande del mundo por capacidad de producción. La empresa tiene 12 papeleras en funcionamiento con una capacidad anual de aproximadamente 4 millones de toneladas de papel. La fábrica de papel Marlboro de Domtar en Carolina de Sur tiene capacidad para producir cerca de 400,000 toneladas de papel al año. Esta fábrica, que emplea a más de 325 trabajadores, ha sido la última papelera construida en Norteamérica. La papelera de Marlboro no siempre ha formado parte de Domtar Corporation. Fue construida y puesta en funcionamiento en 1990 por Willamette, una empresa familiar de productos forestales. En 2002, Willamette fue adquirida por Weyerhaeu-

ser, que vendió su negocio de papel fino a Domtar en 2007. La papelera Marlboro fue parte de esa adquisición. Toledo Carolina, un distribuidor certificado de METTLER TOLEDO suministra a la papelera Marlboro soluciones de pesaje de METTLER TOLEDO y un excelente servicio desde que la planta abrió en 1990. Además de las básculas para camiones, el distribuidor ha suministrado a la planta otros equipos de pesaje, entre los que se incluyen básculas de suelo y módulos de pesaje. Para que las básculas sigan funcionando de un modo preciso y fiable, Toledo Carolina proporciona servicios de mantenimiento preventivo y calibración para las básculas para vehículos en todas las plantas de Domtar. Domtar está muy satisfecha con el servicio porque Toledo Carolina se esfuerza al máximo por garantizar la satisfacción del cliente.

Energía verde La papelera quema biocombustible para alimentar la caldera que produce el vapor utilizado en su proceso de producción de papel. Para que la operación tenga una mayor eficiencia energética, Domtar está añadiendo una turbina de vapor de 50 megavatios que se utilizará para generar la electricidad de la fábrica. Esta energía verde es respetuosa con el medio ambiente y permitirá a la planta generar la mayor parte de la electricidad necesaria para alimentar la papelera. Para accionar la nueva turbina, la planta necesitaba más biocombustible para aumentar la presión suministrada desde su caldera. Actualmente, la fábrica recibe 500 – 600 camiones por día que transportan troncos, virutas de madera o biocombustible. Los camiones se pesan cuando entran y salen de la fábrica. Cuando la nueva turbina esté instalada, la necesidad de biocombustible adicional aumentará el tráfico en aproximadamente 40 camiones por día. Ken Stuart, gerente de compras de madera de la papelera Marlboro, determinó rápidamente que la fábrica tendría que añadir más capacidad de pesaje para gestionar el tráfico. Las dos básculas que había en la papelera ya estaban funcionando a máxima capacidad y se necesitaba una ampliación. Operaciones de ampliación Domtar quería tener dos básculas para camiones específicas para el tráfico en-

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Las básculas de entrada y salida de la papelera pesan más de 500 camiones al día.

trante y dos para el tráfico saliente. Stuart recurrió a Toledo Carolina para que le ayudase a renovar la zona de pesaje de entrada y salida. Se instalaron dos nuevas básculas que se utilizan como carriles de entrada y salida, mientras que las dos básculas existentes se han reubicado. Las básculas existentes siguen funcionando con fiabilidad después de más de 15 años de servicio. Cuando se complete la renovación, las nuevas básculas funcionarán como básculas de entrada, mientras que las básculas antiguas pesarán los camiones que salen de la fábrica. Entre los carriles de entrada y salida hay una caseta de báscula equipada con terminales avanzados IND780 de METTLER TOLEDO. Los terminales conectan las básculas a la red de la empresa, enviando datos al software de gestión de logística y SAP de Domtar. El pesaje sin vigilancia está ayudando a la papelera a incrementar su productividad y a gestionar el tráfico de camiones. Los carriles más alejados de la caseta de la báscula se equiparán con terminales sin vigilancia, mientras que los carriles más próximos a la caseta de la báscula tendrán vigilancia. Cuando un conductor proporciona la información requerida a una báscula con o sin vigilancia, el sistema imprime un pase de almacén con código de barras que indica dónde debe entregarse la carga. El código de barras del pase de almacén funciona como una llave cuando

el conductor llega al destino apropiado dentro de la fábrica. Valor de METTLER TOLEDO Es poco frecuente que las básculas estén desocupadas en la papelera Marlboro de Domtar. El pesaje de un flujo regular de cientos de camiones al día transportando 40 toneladas o más supone todo un reto para la mayoría de básculas para camiones. METTLER TOLEDO ofrece básculas para camiones específicamente diseñadas para el rigor de aplicaciones como esta. La precisión y fiabilidad de las básculas para camiones de METTLER TOLEDO con células de carga Powercell® es incomparable en la industria del pesaje. Los nuevos

carriles de básculas de entrada y salida se completarán antes de que se instale la nueva turbina. Con las básculas colocadas, Domtar tendrá un flujo de materiales más eficiente entrando y saliendo de la fábrica de papel. También podrá gestionar el tráfico adicional requerido por el proyecto de energía verde, que está diseñado para mejorar la rentabilidad. Los productos de calidad de METTLER TOLEDO y el excelente servicio técnico de Toledo Carolina garantizan que las operaciones de este fabricante de papel continuarán funcionando perfectamente. www.mt.com/vehicle

Después de ser pesadas, las virutas de madera se descargan para el uso en la papelera.



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El nuevo estilo de la página web de METTLER TOLEDO Procesos Analíticos contiene una gran cantidad de información actualizada acerca de todos nuestros productos y servicios

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Conozca el universo de ISM

El universo del sensor de gestión inteligente Inteligente, predecible, personalizable y adaptable El sensor de gestión inteligente (ISM, por sus siglas inglesas) es un innovador concepto de soluciones de medición en instrumentación de procesos que simplifica el manejo, aumenta la fiabilidad y reduce los costes de mantenimiento del sensor gracias a un vanguardista y novedoso concepto de mantenimiento.

Inteligente n El universo de ISM ofrece soluciones de productos únicas y completas, que van desde el pH hasta el carbono orgánico total, pasando por el oxígeno disuelto, la conductividad y el ozono. n La tecnología de sensor digital ofrece un manejo sencillo con sensores calibrados previamente, un mayor rendimiento del sensor y diagnóstico incorporado. n Un exclusivo conjunto de herramientas ofrece una gestión optimizada del mantenimiento durante toda la vida útil. Y eso no es más que el principio.

Personalizable La ISM ofrece soluciones específicas para la industria, personalizadas según las necesidades específicas. n En la industria farmacéutica y biotecnológica, la precisión en la calibración y una documentación electrónica exhaustiva son sinónimo de rastreabilidad. n En la industria química y petroquímica, la calibración previa en un taller de mantenimiento y la gestión optimizada del mantenimiento mejoran la fiabilidad de los procesos y reducen los gastos de mantenimiento. n En las cerveceras, los sensores ópticos de oxígeno disuelto calibrados previamente ofrecen mediciones más fiables y reducen el mantenimiento. 10

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Predecible n Evite el mantenimiento no previsto gracias al indicador dinámico de vida útil, una exclusiva función de diagnóstico anticipado en tiempo real. n Controle la vida útil de sus sensores con iSense Asset Suite, un software de gestión de sensores a través de su PC. n Optimice los programas de mantenimiento para reducir costes y evitar paradas imprevistas.

Adaptable n ISM permite integrar sin fisuras la información de diagnóstico en línea en los sistemas de control de procesos a través de un Profibus PA y de transmisores Foundation Fieldbus o Ethernet. n Un concepto exclusivo de bajo consumo que ofrece, además, la instalación inalámbrica y registradores de datos temporales basados en Bluetooth. n L a integración directa en los controladores analógicos a través de cables de convertidor de 4 a 20 mA ofrece lo mejor de ambos campos: el mantenimiento basado en la gestión de sensor inteligente con iSense y el diagnóstico local con la robusta integración de señales analógicas.



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Elija la línea de METTLER TOLEDO

Se acabaron los costes con a una solución inalámbrica Un cableado adecuado entre el sensor y el transmisor puede ser costoso, especialmente en lugares remotos o de difícil acceso, o cuando el sensor se sitúa en una pieza móvil. La solución inalámbrica W100 de METTLER TOLEDO transmite señales hasta 150 metros, lo que significa que el sensor puede instalarse en el proceso para obtener un mayor rendimiento y el transmisor en un lugar adecuado para la lectura. Con la solución W100, los electrodos de pH con tecnología de Gestión de Sensor Inteligente (ISM) se comunican con los transmisores M300 / M400 de forma segura y sin cables. La instalación es más sencilla, los costes son inferiores y la monitorización del proceso resulta más fácil. Los transmisores M300 / M400 con la solución inalámbrica W100 son perfectos para la monitorización remota. www.mt.com/W100

Mettler-Toledo S.A.E Analítica de procesos C/Miguel Hernández, 69 – 71 08908 L’Hospitalet de Llobregat España Tel: Fax: E-Mail:

+ 34 902 32 00 23 + 34 902 32 00 24 [email protected]

Mettler-Toledo AG Process Analytics Im Hackacker 15 CH-8902 Urdorf Suiza

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