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泡沫產(chǎn)生的原因及消泡作用第二組劉海濤彭雪梅泡沫產(chǎn)生的原因及消泡作用第二組劉海濤彭雪梅泡沫產(chǎn)生的原因

泡沫是常見(jiàn)的現(xiàn)象,攪拌肥皂水可以產(chǎn)生泡沫,打開(kāi)啤酒瓶即有大量泡沫產(chǎn)生等。一般來(lái)說(shuō),純液體不會(huì)產(chǎn)生泡沫,在純液體產(chǎn)生的起泡,當(dāng)它們相互接觸或從液體中逸出時(shí),就立即破裂。一般說(shuō)來(lái),純水甚至純的表面活性劑,由于表面和內(nèi)部的均勻性,不可能形成彈性膜,所以它們的泡沫總是不穩(wěn)定的。泡沫是不溶性氣體在外力作用下,進(jìn)入到低表面張力的液體中,并被液體隔離所造成的。而我們?cè)谙匆路r(shí)之所以能產(chǎn)生穩(wěn)定的氣泡,是由于肥皂或洗滌劑等表面活性劑起到了穩(wěn)定泡沫的作用。

在液體泡沫中,液體薄膜——液體和氣體的界面——起著重要的作用,僅有一個(gè)界面的叫氣泡,具有多個(gè)界面的氣泡的聚集體則叫泡沫。

泡沫產(chǎn)生的原因泡沫是常見(jiàn)的現(xiàn)象,表面活性劑在氣泡形成過(guò)程中的作用如何?

如果在液體內(nèi)部吹一個(gè)氣泡,有氣泡就有了氣液界面,有了活性劑和界面就會(huì)發(fā)生活性劑在界面的吸附。當(dāng)氣泡在液體內(nèi)部時(shí),這種

界面吸附層就會(huì)就會(huì)對(duì)

氣泡與氣泡的相撞和合

并起阻礙作用;當(dāng)氣泡

因浮力作用而升出液面

時(shí),由于氣泡有內(nèi)外兩

個(gè)氣-液界面,氣泡膜上就會(huì)形成活性劑的雙層

吸附層,這種雙層吸附

層對(duì)氣泡膜有保護(hù)作用。

活性劑在氣泡中形成的作用表面活性劑在氣泡形成過(guò)程中的作用如何?能夠穩(wěn)定氣泡的原因有以下幾點(diǎn):(1)由于雙吸附層的覆蓋,氣泡膜中的液體不易揮發(fā),并且由于活性劑分子間的吸力,使雙吸附層具有一定的強(qiáng)度。能夠穩(wěn)定氣泡的原因有以下幾點(diǎn):(2)活性劑分子中的極性基在水中水化,使液膜中水的粘度增大,流動(dòng)性變差,從而保持液膜具有一定的厚度而不易破裂。(3)活性劑分子中的親油鏈之間吸引,會(huì)提高吸附層的機(jī)械強(qiáng)度。(4)對(duì)于離子型活性劑,其親水基在水中電離而產(chǎn)生靜電斥力,阻礙液膜變薄破裂,從而增加了泡沫的穩(wěn)定性。如下圖所示。(2)活性劑分子中的極性基在水中水化,使液膜中水的粘度增大,

當(dāng)穩(wěn)定的氣泡積累多了時(shí),就會(huì)形成濃集的泡沫,這種泡沫中的氣泡已經(jīng)不是環(huán)形,而是互相被擠壓成蜂窩狀結(jié)構(gòu),分散相氣體呈不規(guī)則的多邊形,這些多邊形的氣泡之間均有液膜,如圖所示。常用發(fā)泡劑有油酸鈉、烷基磺酸鈉、烷基硫酸鈾、烷基苯磺酸鈉等。

濃集泡沫的機(jī)構(gòu)狀態(tài)當(dāng)穩(wěn)定的氣泡積累多了時(shí),就會(huì)形成濃集的泡沫,這種泡沫中的氣對(duì)發(fā)泡劑分子結(jié)構(gòu)的要求

既能發(fā)泡又能穩(wěn)定泡沫的物質(zhì)叫發(fā)泡劑(泡沫劑),對(duì)它的分子結(jié)構(gòu)有一定的要求:(1)從液膜的保護(hù)膜要牢固出發(fā),要求活性劑分子形成雙吸附層強(qiáng)度要大,因此要求活性劑烴鏈要有足夠的長(zhǎng)度,而且烴鏈?zhǔn)钦龢?gòu)的,以增強(qiáng)分子間吸引力,使吸附層強(qiáng)度增大。當(dāng)然烴鏈不能過(guò)長(zhǎng),否則親油性太強(qiáng),影響在水中的溶解。(2)從液膜的排液速度要小出發(fā),要求活性劑的親水基極性要強(qiáng),即水化要好,以增加束縛水分子的數(shù)目,從而提高液體粘度。泡沫劑不一定都是活性劑,如親油性的固體粉末(炭黑粉、煙煤粉等)、明膠、蛋白質(zhì)等都是發(fā)泡劑。對(duì)發(fā)泡劑分子結(jié)構(gòu)的要求既能發(fā)泡又能穩(wěn)定泡沫的物質(zhì)叫發(fā)泡

石油蒸餾等工業(yè)中,即使不用表面活性劑也常常產(chǎn)生大量的泡沫。這些泡沫常常妨礙操作和引起公害,對(duì)一些工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),消滅泡沫比制造泡沫更為重要。將不穩(wěn)定的泡沫長(zhǎng)期放置或加熱,使液膜強(qiáng)度降低或靠自重使之消滅都是可能的。但對(duì)于那些妨礙作業(yè)的泡沫,必須迅速消滅或者預(yù)先加入消泡劑使之無(wú)法生成泡沫。直接消滅生成的泡沫的方法稱(chēng)為消泡法,預(yù)先加入消泡劑使之不能生成泡沫的方法稱(chēng)為抑泡法。因此,研究泡沫的抑制和消除是很有意義的。

泡沫的消除方法物理方法:改變溫度,使液體蒸發(fā)或凍結(jié);急劇改變壓力;離心分離溶液;超聲波振動(dòng)及過(guò)濾等破壞泡沫?;瘜W(xué)方法:加入消泡劑;除了使用消泡劑外,改變pH值,鹽析或添加與起泡劑反應(yīng)的化學(xué)試劑等也可以除去泡沫。泡沫的消除方法

消泡劑應(yīng)是能在泡沫體系之中產(chǎn)生穩(wěn)定的表面張力不平衡,能破壞發(fā)泡體系表面粘度和表面彈性的物質(zhì)。它應(yīng)具有低的表面張力和HLB值,不溶于發(fā)泡介質(zhì)之中,但又很容易按一定的粒度大小均勻地分散于泡沫介質(zhì)之中,產(chǎn)生持續(xù)的和均衡的消泡能力。當(dāng)泡沫介質(zhì)由于某種原因要起泡時(shí),它首先能阻止泡沫的產(chǎn)生。而在已經(jīng)生成泡沫的泡沫體系之中,它又能迅速地散布,破壞氣泡的彈性膜,使之破裂。為此,消泡劑又可分為抑泡劑和破泡劑兩種。消泡劑應(yīng)是能在泡沫體系之中產(chǎn)生穩(wěn)定的表面張力不平衡,能破壞抑泡法

抑泡法是采用抑泡劑防止泡沫產(chǎn)生的方法。目前還沒(méi)有有效的、普遍通用的抑泡劑,對(duì)各種不同情況必須具體分析、因事制宜,采用適宜的抑泡劑才能達(dá)到滿(mǎn)意的抑泡效果。一般來(lái)用表面活性劑作為抑泡劑。具有良好抑泡效果的表面活性劑應(yīng)具有如下的性質(zhì):它少在產(chǎn)液表面不形成緊密的吸附膜,形成膜的表面彈性不會(huì)過(guò)高或過(guò)低,吸附分子的分子間力小。抑泡法消泡法

消泡法就是在泡沫分散體系中加入消泡劑,使泡沫破除的方法。一般具有破泡能力的液體,其表面張力都較低,且易于吸附、鋪展于液膜上,使液膜的局部表面張力降低,同時(shí)帶走液膜下層鄰近液體,導(dǎo)致液膜變薄、泡沫破裂。所以,破泡劑在液面上鋪展得越快,液膜變得越薄,破泡能力越強(qiáng)。有效的消泡劑既要能迅速破泡,又要能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)防止泡沫生成。有些消泡劑在加入溶液后,經(jīng)一段時(shí)間便會(huì)喪失消泡能力。一般地說(shuō),開(kāi)始加入消泡劑時(shí),液膜上的鋪展速率大于膠團(tuán)的增溶速率,表現(xiàn)出良好的消泡效果,經(jīng)一段時(shí)間后,隨著消泡劑被增溶,消泡能力減弱。消泡法消泡法就是在泡沫分散體系中加消泡機(jī)理1.消泡劑使泡沫液膜局部表面張力降低而消泡因消泡劑微滴的表面張力比泡沫液膜的表面張力低,當(dāng)消泡劑加入到泡沫體系中,消泡劑微滴與泡沫液滴接觸,可使此處液膜的表面張力減低,因此泡沫周?chē)耗さ谋砻鎻埩缀鯖](méi)有變化。表面張力降低的部分,被強(qiáng)烈地向四周牽引、延展最后破裂使泡沫消除。消泡機(jī)理1.消泡劑使泡沫液膜局部表面張力降低而消泡2.消泡劑破壞膜彈性使液膜失去自修復(fù)作用而消泡在泡沫體系中加入表面張力極低的消泡劑如聚氧乙烯聚硅氧烷消泡劑。此消泡劑進(jìn)人泡沫液膜后,會(huì)使此處液膜的表面張力降至極低。當(dāng)此處的液膜受到外界的擾動(dòng)或沖擊拉長(zhǎng),液膜面積A?xí)黾?,使此處的消泡劑濃度降低,引起液膜的表面張力上升,但是由于消泡劑本身的表面張力太低,無(wú)法使dY/dA具有較高值,而使膜失去彈性,液膜不會(huì)產(chǎn)生有效的彈性收縮力來(lái)使膜的表面張力和液膜厚度恢復(fù),液膜終因失去自修復(fù)作用而被破壞。2.消泡劑破壞膜彈性使液膜失去自修復(fù)作用而消泡3.消泡劑降低液膜粘度使泡沫壽命縮短而消泡

泡沫液膜的表面粘度高會(huì)增加液膜的強(qiáng)度,減緩液膜的排液速度,降低液膜的透氣性阻止泡內(nèi)氣體擴(kuò)散等作用,延長(zhǎng)了泡沫的壽命而起到穩(wěn)定泡沫的作用。有生成氫鍵條件的穩(wěn)泡劑如:在低溫時(shí)聚醚型表面活性劑的醚鍵與水可形成氫鍵,蛋白質(zhì)的肽朊鍵能形成氫鍵而提高液膜的表面粘度。若用不能產(chǎn)生氫鍵的消泡劑將能產(chǎn)生氫鍵的穩(wěn)泡劑從液膜表面取代下來(lái),就會(huì)減小液膜表面粘度,使泡沫液膜的排液速度和氣體擴(kuò)散速度加快,減少泡沫的壽命而消泡。

聚乙烯鏈和蛋白質(zhì)分子間形成的氫鍵3.消泡劑降低液膜粘度使泡沫壽命縮短而消泡4.固體顆粒消泡作用機(jī)理

固體顆粒作為消泡劑的首要條件是固體表面必須是疏水的。如疏水二氧化硅固體顆粒其消泡機(jī)理可用下圖表示疏水二氧化硅消泡過(guò)程4.固體顆粒消泡作用機(jī)理固體顆粒消泡劑性能

消泡劑應(yīng)具有下述性能:①具有能與泡沫表面接觸的親和能力②具有能在泡沫上擴(kuò)散和進(jìn)入泡沫,并取代泡沫膜壁的性能;③不溶于介質(zhì)之中;④具有在泡沫介質(zhì)中分散的適宜顆粒作為消泡核心。消泡劑性能消泡劑應(yīng)具有下述性能:消泡的應(yīng)用

發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用「1」發(fā)酵工業(yè)用消泡「2」在各種發(fā)酵工業(yè)中應(yīng)用「3」發(fā)酵工藝過(guò)程中抑泡、消泡技術(shù)從發(fā)酵工藝的全部過(guò)程到產(chǎn)品包裝工序都需采取抑泡或消泡措施,以順利生產(chǎn)出符合標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。消泡的應(yīng)用

發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用輕工業(yè)中的應(yīng)用

「1」乳膠工業(yè)中的消泡在乳膠生產(chǎn)過(guò)程中,進(jìn)行攪拌、傾倒、流動(dòng)、過(guò)濾時(shí),會(huì)在膠料中混人大量氣體,這些氣體在乳膠中形成氣泡,若不及時(shí)消除,將給進(jìn)一步的加工操作造成困難,假如這些氣泡留于模制品或浸漬制品的表面或內(nèi)部,往往導(dǎo)致產(chǎn)品不符合標(biāo)準(zhǔn)。在膠料中添加消泡劑能有效地消除氣泡,使操作方便,保證了產(chǎn)品的質(zhì)量。

「2」紡織業(yè)、造紙業(yè)中的消泡在紡織工業(yè)中,從紡紗、織造到印染、后整理等工序中都要使用消泡劑,以提高織物的質(zhì)量。在造紙工業(yè)中,主要是在抄紙工序使用消泡劑,以改進(jìn)操作和紙張的質(zhì)量。輕工業(yè)中的應(yīng)用

「1」乳膠工業(yè)中的消泡在乳膠生產(chǎn)過(guò)程中,進(jìn)行謝謝欣賞泡沫產(chǎn)生的原因及消泡用1解讀課件泡沫產(chǎn)生的原因及消泡作用第二組劉海濤彭雪梅泡沫產(chǎn)生的原因及消泡作用第二組劉海濤彭雪梅泡沫產(chǎn)生的原因

泡沫是常見(jiàn)的現(xiàn)象,攪拌肥皂水可以產(chǎn)生泡沫,打開(kāi)啤酒瓶即有大量泡沫產(chǎn)生等。一般來(lái)說(shuō),純液體不會(huì)產(chǎn)生泡沫,在純液體產(chǎn)生的起泡,當(dāng)它們相互接觸或從液體中逸出時(shí),就立即破裂。一般說(shuō)來(lái),純水甚至純的表面活性劑,由于表面和內(nèi)部的均勻性,不可能形成彈性膜,所以它們的泡沫總是不穩(wěn)定的。泡沫是不溶性氣體在外力作用下,進(jìn)入到低表面張力的液體中,并被液體隔離所造成的。而我們?cè)谙匆路r(shí)之所以能產(chǎn)生穩(wěn)定的氣泡,是由于肥皂或洗滌劑等表面活性劑起到了穩(wěn)定泡沫的作用。

在液體泡沫中,液體薄膜——液體和氣體的界面——起著重要的作用,僅有一個(gè)界面的叫氣泡,具有多個(gè)界面的氣泡的聚集體則叫泡沫。

泡沫產(chǎn)生的原因泡沫是常見(jiàn)的現(xiàn)象,表面活性劑在氣泡形成過(guò)程中的作用如何?

如果在液體內(nèi)部吹一個(gè)氣泡,有氣泡就有了氣液界面,有了活性劑和界面就會(huì)發(fā)生活性劑在界面的吸附。當(dāng)氣泡在液體內(nèi)部時(shí),這種

界面吸附層就會(huì)就會(huì)對(duì)

氣泡與氣泡的相撞和合

并起阻礙作用;當(dāng)氣泡

因浮力作用而升出液面

時(shí),由于氣泡有內(nèi)外兩

個(gè)氣-液界面,氣泡膜上就會(huì)形成活性劑的雙層

吸附層,這種雙層吸附

層對(duì)氣泡膜有保護(hù)作用。

活性劑在氣泡中形成的作用表面活性劑在氣泡形成過(guò)程中的作用如何?能夠穩(wěn)定氣泡的原因有以下幾點(diǎn):(1)由于雙吸附層的覆蓋,氣泡膜中的液體不易揮發(fā),并且由于活性劑分子間的吸力,使雙吸附層具有一定的強(qiáng)度。能夠穩(wěn)定氣泡的原因有以下幾點(diǎn):(2)活性劑分子中的極性基在水中水化,使液膜中水的粘度增大,流動(dòng)性變差,從而保持液膜具有一定的厚度而不易破裂。(3)活性劑分子中的親油鏈之間吸引,會(huì)提高吸附層的機(jī)械強(qiáng)度。(4)對(duì)于離子型活性劑,其親水基在水中電離而產(chǎn)生靜電斥力,阻礙液膜變薄破裂,從而增加了泡沫的穩(wěn)定性。如下圖所示。(2)活性劑分子中的極性基在水中水化,使液膜中水的粘度增大,

當(dāng)穩(wěn)定的氣泡積累多了時(shí),就會(huì)形成濃集的泡沫,這種泡沫中的氣泡已經(jīng)不是環(huán)形,而是互相被擠壓成蜂窩狀結(jié)構(gòu),分散相氣體呈不規(guī)則的多邊形,這些多邊形的氣泡之間均有液膜,如圖所示。常用發(fā)泡劑有油酸鈉、烷基磺酸鈉、烷基硫酸鈾、烷基苯磺酸鈉等。

濃集泡沫的機(jī)構(gòu)狀態(tài)當(dāng)穩(wěn)定的氣泡積累多了時(shí),就會(huì)形成濃集的泡沫,這種泡沫中的氣對(duì)發(fā)泡劑分子結(jié)構(gòu)的要求

既能發(fā)泡又能穩(wěn)定泡沫的物質(zhì)叫發(fā)泡劑(泡沫劑),對(duì)它的分子結(jié)構(gòu)有一定的要求:(1)從液膜的保護(hù)膜要牢固出發(fā),要求活性劑分子形成雙吸附層強(qiáng)度要大,因此要求活性劑烴鏈要有足夠的長(zhǎng)度,而且烴鏈?zhǔn)钦龢?gòu)的,以增強(qiáng)分子間吸引力,使吸附層強(qiáng)度增大。當(dāng)然烴鏈不能過(guò)長(zhǎng),否則親油性太強(qiáng),影響在水中的溶解。(2)從液膜的排液速度要小出發(fā),要求活性劑的親水基極性要強(qiáng),即水化要好,以增加束縛水分子的數(shù)目,從而提高液體粘度。泡沫劑不一定都是活性劑,如親油性的固體粉末(炭黑粉、煙煤粉等)、明膠、蛋白質(zhì)等都是發(fā)泡劑。對(duì)發(fā)泡劑分子結(jié)構(gòu)的要求既能發(fā)泡又能穩(wěn)定泡沫的物質(zhì)叫發(fā)泡

石油蒸餾等工業(yè)中,即使不用表面活性劑也常常產(chǎn)生大量的泡沫。這些泡沫常常妨礙操作和引起公害,對(duì)一些工廠(chǎng)來(lái)說(shuō),消滅泡沫比制造泡沫更為重要。將不穩(wěn)定的泡沫長(zhǎng)期放置或加熱,使液膜強(qiáng)度降低或靠自重使之消滅都是可能的。但對(duì)于那些妨礙作業(yè)的泡沫,必須迅速消滅或者預(yù)先加入消泡劑使之無(wú)法生成泡沫。直接消滅生成的泡沫的方法稱(chēng)為消泡法,預(yù)先加入消泡劑使之不能生成泡沫的方法稱(chēng)為抑泡法。因此,研究泡沫的抑制和消除是很有意義的。

泡沫的消除方法物理方法:改變溫度,使液體蒸發(fā)或凍結(jié);急劇改變壓力;離心分離溶液;超聲波振動(dòng)及過(guò)濾等破壞泡沫。化學(xué)方法:加入消泡劑;除了使用消泡劑外,改變pH值,鹽析或添加與起泡劑反應(yīng)的化學(xué)試劑等也可以除去泡沫。泡沫的消除方法

消泡劑應(yīng)是能在泡沫體系之中產(chǎn)生穩(wěn)定的表面張力不平衡,能破壞發(fā)泡體系表面粘度和表面彈性的物質(zhì)。它應(yīng)具有低的表面張力和HLB值,不溶于發(fā)泡介質(zhì)之中,但又很容易按一定的粒度大小均勻地分散于泡沫介質(zhì)之中,產(chǎn)生持續(xù)的和均衡的消泡能力。當(dāng)泡沫介質(zhì)由于某種原因要起泡時(shí),它首先能阻止泡沫的產(chǎn)生。而在已經(jīng)生成泡沫的泡沫體系之中,它又能迅速地散布,破壞氣泡的彈性膜,使之破裂。為此,消泡劑又可分為抑泡劑和破泡劑兩種。消泡劑應(yīng)是能在泡沫體系之中產(chǎn)生穩(wěn)定的表面張力不平衡,能破壞抑泡法

抑泡法是采用抑泡劑防止泡沫產(chǎn)生的方法。目前還沒(méi)有有效的、普遍通用的抑泡劑,對(duì)各種不同情況必須具體分析、因事制宜,采用適宜的抑泡劑才能達(dá)到滿(mǎn)意的抑泡效果。一般來(lái)用表面活性劑作為抑泡劑。具有良好抑泡效果的表面活性劑應(yīng)具有如下的性質(zhì):它少在產(chǎn)液表面不形成緊密的吸附膜,形成膜的表面彈性不會(huì)過(guò)高或過(guò)低,吸附分子的分子間力小。抑泡法消泡法

消泡法就是在泡沫分散體系中加入消泡劑,使泡沫破除的方法。一般具有破泡能力的液體,其表面張力都較低,且易于吸附、鋪展于液膜上,使液膜的局部表面張力降低,同時(shí)帶走液膜下層鄰近液體,導(dǎo)致液膜變薄、泡沫破裂。所以,破泡劑在液面上鋪展得越快,液膜變得越薄,破泡能力越強(qiáng)。有效的消泡劑既要能迅速破泡,又要能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)防止泡沫生成。有些消泡劑在加入溶液后,經(jīng)一段時(shí)間便會(huì)喪失消泡能力。一般地說(shuō),開(kāi)始加入消泡劑時(shí),液膜上的鋪展速率大于膠團(tuán)的增溶速率,表現(xiàn)出良好的消泡效果,經(jīng)一段時(shí)間后,隨著消泡劑被增溶,消泡能力減弱。消泡法消泡法就是在泡沫分散體系中加消泡機(jī)理1.消泡劑使泡沫液膜局部表面張力降低而消泡因消泡劑微滴的表面張力比泡沫液膜的表面張力低,當(dāng)消泡劑加入到泡沫體系中,消泡劑微滴與泡沫液滴接觸,可使此處液膜的表面張力減低,因此泡沫周?chē)耗さ谋砻鎻埩缀鯖](méi)有變化。表面張力降低的部分,被強(qiáng)烈地向四周牽引、延展最后破裂使泡沫消除。消泡機(jī)理1.消泡劑使泡沫液膜局部表面張力降低而消泡2.消泡劑破壞膜彈性使液膜失去自修復(fù)作用而消泡在泡沫體系中加入表面張力極低的消泡劑如聚氧乙烯聚硅氧烷消泡劑。此消泡劑進(jìn)人泡沫液膜后,會(huì)使此處液膜的表面張力降至極低。當(dāng)此處的液膜受到外界的擾動(dòng)或沖擊拉長(zhǎng),液膜面積A?xí)黾?,使此處的消泡劑濃度降低,引起液膜的表面張力上升,但是由于消泡劑本身的表面張力太低,無(wú)法使dY/dA具有較高值,而使膜失去彈性,液膜不會(huì)產(chǎn)生有效的彈性收縮力來(lái)使膜的表面張力和液膜厚度恢復(fù),液膜終因失去自修復(fù)作用而被破壞。2.消泡劑破壞膜彈性使液膜失去自修復(fù)作用而消泡3.消泡劑降低液膜粘度使泡沫壽命縮短而消泡

泡沫液膜的表面粘度高會(huì)增加液膜的強(qiáng)度,減緩液膜的排液速度,降低液膜的透氣性阻止泡內(nèi)氣體擴(kuò)散等作用,延長(zhǎng)了泡沫的壽命而起到穩(wěn)定泡沫的作用。有生成氫鍵條件的穩(wěn)泡劑如:在低溫時(shí)聚醚型表面活性劑的醚鍵與水可形成氫鍵,蛋白質(zhì)的肽朊鍵能形成氫鍵而提高液膜的表面粘度。若用不能產(chǎn)生氫鍵的消泡劑將能產(chǎn)生氫

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