ES1301938U - An air conditioning system and an installation combining said system with a drying, granulating or coating apparatus in the field of pharmaceutical manufacturing (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Un sistema de acondicionamiento de aire y una instalación que combina dicho sistema con un aparato de secado, granulado o recubrimiento en el ámbito de la fabricación de productos farmacéuticosAn air conditioning system and an installation combining said system with a drying, granulating or coating apparatus in the field of pharmaceutical manufacturing
Sector técnico de la invenciónTechnical sector of the invention
La invención se refiere a un sistema de acondicionamiento de aire para ser empleado en un proceso de secado, granulado o recubrimiento en el ámbito de la fabricación de productos farmacéuticos. La invención también se refiere a una instalación que combina este sistema de acondicionamiento de aire con un aparato de secado, granulado o recubrimiento que emplea para su operación el aire acondicionado por el sistema.The invention relates to an air conditioning system to be used in a drying, granulating or coating process in the field of manufacturing pharmaceutical products. The invention also refers to an installation that combines this air conditioning system with a drying, granulating or coating apparatus that uses the air conditioned by the system for its operation.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
El uso de sistemas de acondicionamiento de aire es conocido en procesos de fabricación de productos farmacéuticos que hacen uso, o requieren, de un caudal de aire limpio y que cumpla además con unas determinadas condiciones de humedad y temperatura. Este aire puede ser empleado, por ejemplo, para secar comprimidos recién recubiertos con sustancias líquidas o para asegurar el contacto uniforme de productos granulares con sustancias líquidas de recubrimiento en lechos fluidificados.The use of air conditioning systems is known in manufacturing processes of pharmaceutical products that make use of, or require, a flow of clean air and that also complies with certain humidity and temperature conditions. This air can be used, for example, to dry tablets freshly coated with liquid substances or to ensure uniform contact of granular products with liquid coating substances in fluidized beds.
Un ejemplo típico de un aparato de recubrimiento que para su operación requiere del suministro de un caudal de aire seco y una temperatura objetivo se describe en el documento de patente US6511541.A typical example of a coating apparatus that for its operation requires the supply of a dry air flow and a target temperature is described in the patent document US6511541.
Si bien el principio técnico que vienen aplicando estos aparatos de recubrimiento no ha variado sustancialmente desde hace varios años, es cierto que se han perfeccionado en aras de incrementar su eficiencia de operación.Although the technical principle that these coating devices have been applying has not changed substantially for several years, it is true that they have been perfected in order to increase their operating efficiency.
Así, por ejemplo, cuando anteriormente estos aparatos de recubrimiento se dimensionaban para trabajar con lotes de un tamaño específico de artículos a recubrir ahora estos aparatos comparten mercado con aparatos de recubrimiento preparados para poder trabajar con lotes de varios tamaños. En este sentido, el documento de patente EP3597048 divulga un aparato de recubrimiento capaz de orientar y disponer un grupo de rociadores en una posición idónea dentro de un tambor giratorio perforado, atravesado por un caudal de aire acondicionado, en el que se confinan y se agitan los artículos a recubrir, pudiéndose seleccionar la posición idónea de los rociadores según el tamaño de lote de artículos confinados en el tambor; y el documento de patente EP3903922 divulga un aparato de recubrimiento preparado para ajustar y concentrar la salida del aire acondicionado que atraviesa el tambor, en coincidencia con la parte del tambor que queda cubierta por el lote de artículos confinados en el tambor.Thus, for example, where previously these coating devices were dimensioned to work with batches of a specific size of articles to be coated, now these devices share the market with coating devices prepared to work with batches of various sizes. In this sense, the patent document EP3597048 discloses a coating device capable of directing and arranging a group of sprinklers in an ideal position. inside a perforated rotating drum, traversed by a flow of conditioned air, in which the articles to be coated are confined and agitated, being able to select the ideal position of the sprinklers according to the batch size of articles confined in the drum; and the patent document EP3903922 discloses a coating apparatus prepared to adjust and concentrate the outlet of the conditioned air passing through the drum, in coincidence with the part of the drum that is covered by the batch of articles confined in the drum.
Esta mejora de la eficiencia no necesariamente se traduce, o se traduce en menor medida de lo deseable, en un ahorro energético.This improvement in efficiency does not necessarily translate, or translates to a lesser extent than is desirable, in energy savings.
Es un primer objetivo de la invención un sistema de acondicionamiento de aire que, en combinación con un aparato que use o requiera del aire acondicionado por el sistema para su operación, de lugar a un ahorro energético.A first objective of the invention is an air conditioning system that, in combination with an appliance that uses or requires air conditioning by the system for its operation, leads to energy savings.
Son también objetivos de la invención ofrecer una solución que constructivamente sea versátil, eso es que pueda adaptarse fácilmente a los requerimientos específicos de cada instalación que necesite de un sistema de acondicionamiento de aire y que permita, por ejemplo, reducir los tiempos de fabricación y entrega de los equipos.The invention also aims to offer a solution that is constructively versatile, that is, that it can be easily adapted to the specific requirements of each installation that needs an air conditioning system and that allows, for example, to reduce manufacturing and delivery times. of the teams.
Por otro lado, las instalaciones que incorporan aparatos del tipo que usan o requieren de caudales de aire acondicionado producen un aire usado, sucio por haber estado en contacto con sustancias líquidas que contienen principios activos farmacéuticos, que debe ser tratado para su limpieza antes de expulsarse al exterior. Además de las regulaciones o normativa aplicable en lo que a la limpieza de este aire sucio se refiere puede haber otras regulaciones o normativas de aplicación común a instalaciones industriales de obligado cumplimiento, siendo una de ellas la que trata el ruido. Para las instalaciones antes referidas, que tienen aparatos de secado, granulado o recubrimiento, es usual tener que incorporar dispositivos silenciadores o atenuadores del ruido que puede provocar la expulsión al exterior del aire usado, después de ser limpiado.On the other hand, facilities that incorporate devices of the type that use or require air conditioning flows produce used air, dirty due to having been in contact with liquid substances that contain active pharmaceutical ingredients, which must be treated for cleaning before being expelled. To the exterior. In addition to the applicable regulations or regulations regarding the cleaning of this dirty air, there may be other regulations or regulations of common application to industrial facilities that must be complied with, one of which deals with noise. For the aforementioned facilities, which have drying, granulating or coating devices, it is usual to have to incorporate silencing or noise attenuating devices that can cause the expulsion of the used air to the outside, after being cleaned.
Explicación de la invenciónExplanation of the invention
El sistema que se propone es especialmente idóneo para el acondicionamiento de aire a ser empleado en un proceso de secado, granulado o recubrimiento en el ámbito de la fabricación de productos farmacéuticos. The proposed system is especially suitable for air conditioning to be used in a drying, granulating or coating process in the field of pharmaceutical product manufacturing.
El sistema comprende unos medios de conducción del aire en acondicionamiento a través de unos medios de deshumidificación y unos medios de calentamiento del aire deshumidificado y en esencia se caracteriza porque los medios de conducción están partidos en una primera unidad o módulo de conducción de aire, que aloja los medios de deshumidificación; y una segunda unidad o módulo de conducción de aire, que aloja los medios de calentamiento del aire deshumidificado, estando la primera y la segunda unidades preparadas para acoplarse en serie y dar continuidad a la conducción de aire.The system comprises conduction means for conditioning air through dehumidification means and dehumidified air heating means and is essentially characterized in that the conduction means are divided into a first air conduction unit or module, which houses the dehumidification means; and a second air conduction unit or module, which houses the dehumidified air heating means, the first and second units being prepared to be coupled in series and give continuity to the air conduction.
Los medios de conducción de aire del sistema según la invención se complementan con una tercera unidad o módulo de conducción de aire, que es acoplable entre la primera y la segunda unidades pudiendo dar continuidad a la conducción de aire a través de la primera, la tercera y la segunda unidades, por este orden, comprendiendo la citada tercera unidad un recuperador de calor de tipo gas-gas de contacto indirecto a través del cual se fuerza a circular el aire en acondicionamiento para su precalentamiento, provista a tal efecto la tercera unidad de una entrada caliente y de una salida fría para el gas de recuperación que también se fuerza a circular por el recuperador de calor.The air conduction means of the system according to the invention are complemented by a third unit or air conduction module, which can be coupled between the first and second units, being able to continue the air conduction through the first, the third and the second units, in this order, the aforementioned third unit comprising an indirect contact gas-gas heat recovery unit through which the conditioned air is forced to circulate for its preheating, provided for this purpose the third unit of a hot inlet and a cold outlet for the recovery gas that is also forced to circulate through the heat recovery unit.
Como se explica en mayor detalle después, esta partición permite una construcción modular particularmente ventajosa del sistema adoptando al menos dos configuraciones distintas: con y sin la tercera unidad.As explained in greater detail later, this partition allows a particularly advantageous modular construction of the system by adopting at least two different configurations: with and without the third unit.
Como se explica después, el sistema está concebido para que el gas de recuperación sea un caudal de aire usado que provine del propio caudal de aire acondicionado por el sistema de la invención después ser empleado en un aparato que necesita, para su operación, de un caudal de aire a determinadas condiciones objetivo.As explained later, the system is designed so that the recovery gas is a flow of used air that comes from the air conditioning flow itself by the system of the invention after being used in an appliance that needs, for its operation, a airflow at certain target conditions.
De forma no deducible, la interposición de la tercera unidad entre la primera y la segunda unidades no solo permite precalentar el aire en acondicionamiento antes de ser calentado en la segunda unidad sino que puede sustituir, o más viene puede evitarse la necesidad de tener que equipar a una instalación, con un dispositivo silenciador o atenuador del ruido de expulsión de un caudal de aire usado. Eso es, el recuperador de calor puede desplegar un efecto supresor de ruido de expulsión de un gas usado si es éste precisamente el que es usado como gas de recuperación. In a non-deductible way, the interposition of the third unit between the first and second units not only allows preheating the conditioned air before being heated in the second unit, but it can also replace, or more comes, the need to have to equip to an installation, with a silencing or attenuating device for the expulsion noise of a used air flow. That is, the heat recuperator can display a suppressive effect on the exhaust noise of a used gas if it is precisely this that is used as recovery gas.
En una variante de la invención, el recuperador de calor es un intercambiador de calor de tipo hexagonal y flujo cruzadoIn a variant of the invention, the heat recovery is a cross-flow, hexagonal-type heat exchanger.
En una variante de la invención, la primera, la tercera y la segunda unidades de conducción de aire son acoplables en sucesión y en un mismo plano de montaje. En preferencia, el plano de montaje es un plano vertical o un plano horizontal y puede tomarse ventaja de seleccionar formas paralelepípedas para las unidades primera, segunda y terceras, facilitando su acople y optimizando su ordenación espacial.In a variant of the invention, the first, third and second air conduction units can be coupled in succession and on the same mounting plane. Preferably, the mounting plane is a vertical plane or a horizontal plane and advantage can be taken of selecting parallelepiped shapes for the first, second and third units, facilitating their coupling and optimizing their spatial arrangement.
En una variante, el espacio que rodea al recuperador de calor en la tercera unidad está compartimentado alternándose alrededor del recuperador de calor y en el plano de montaje un compartimento en comunicación con una admisión de aire a precalentar del recuperador de calor, compartimento al que emboca una entrada de aire a precalentar del tercer módulo conectable a una salida de aire deshumidificado del primer módulo cuando el citado primer y tercer módulo están mutuamente acoplados; un compartimento de aire precalentado en comunicación con una expulsión de aire precalentado del recuperador de calor, compartimento que emboca a una salida de aire precalentado del tercer módulo conectable a una entrada de aire precalentado del segundo módulo cuando el citado segundo y tercer módulos están mutuamente acoplados; un compartimento en comunicación con una admisión de aire a precalentar del recuperador de calor al que emboca una entrada de aire caliente del tercer módulo; y un compartimento en comunicación con una expulsión de gas de recuperación frío del recuperador de calor que emboca con una salida fría de la tercera unidad.In a variant, the space surrounding the heat recovery unit in the third unit is compartmentalized, alternating around the heat recovery unit and in the assembly plane a compartment in communication with an air intake to be preheated from the heat recovery unit, a compartment into which it opens. an air inlet to be preheated from the third module connectable to a dehumidified air outlet from the first module when said first and third modules are mutually coupled; a preheated air compartment in communication with a preheated air outlet from the heat recovery unit, a compartment opening to a preheated air outlet of the third module connectable to a preheated air inlet of the second module when said second and third modules are mutually coupled ; a compartment in communication with an intake of air to be preheated from the heat recovery unit into which a hot air intake from the third module enters; and a compartment in communication with an outlet for cold recovery gas from the heat recovery unit that opens with a cold outlet from the third unit.
Cuando el plano de montaje es un plano vertical, en preferencia la entrada de aire a precalentar está formada en la tercera unidad para quedar ubicada a un nivel por encima de la salida de aire precalentado; y la entrada caliente de gas de recuperación está formada para quedar ubicada a un nivel por encima de la salida fría de gas de recuperación.When the mounting plane is a vertical plane, preferably the air inlet to be preheated is formed in the third unit to be located at a level above the preheated air outlet; and the hot recovery gas inlet is formed to be located at a level above the cold recovery gas outlet.
Entre otras ventajas, esto permite que el compartimento en comunicación con la expulsión de gas de recuperación frío del recuperador de calor aloje un colector auxiliar de condensados, ubicado en la proyección vertical de la citada expulsión de gas de recuperación frío del recuperador de calor. Among other advantages, this allows the compartment in communication with the expulsion of cold recovery gas from the heat recovery unit to house an auxiliary condensate collector, located in the vertical projection of said expulsion of cold recovery gas from the heat recovery unit.
Cuando el plano de montaje es un plano vertical, se prevé que el sistema comprenda una caja de evacuación del gas de recuperación acoplable a la salida fría de gas de recuperación de la tercera unidad y dimensionada, al menos en anchura, acorde con la primera unidad, sirviendo de soporte para la citada primera unidad.When the assembly plane is a vertical plane, the system is expected to include a recovery gas evacuation box that can be coupled to the cold recovery gas outlet of the third unit and dimensioned, at least in width, according to the first unit. , serving as support for the aforementioned first unit.
Cuando el plano de montaje es un plano horizontal, se prevé que el sistema comprenda una caja de evacuación del gas de recuperación acoplable a la salida fría de gas de recuperación de la tercera unidad y configurada para quedar entonces yuxtapuesta a la primera unidad.When the mounting plane is a horizontal plane, it is envisaged that the system comprises a recovery gas evacuation box that can be coupled to the recovery gas cold outlet of the third unit and configured to be then juxtaposed to the first unit.
En una variante, los medios de deshumidificación alojados en la primera unidad comprenden unos primeros medios de filtro, una batería de refrigeración y un colector de condensados.In a variant, the dehumidification means housed in the first unit comprise first filter means, a cooling coil and a condensate collector.
En una variante, los medios de calentamiento comprenden un ventilador de impulsión, una batería de vapor y unos segundos medios de filtro.In a variant, the heating means comprise a delivery fan, a steam coil and second filter means.
Según otro aspecto de interés, se da a conocer una instalación que combina un sistema de acondicionamiento de aire según la presente invención con un aparato de recubrimiento, pulverizado o secado al que se suministra un caudal de aire operativo y devuelve un caudal de aire usado, en la que este caudal de aire operativo contiene aire acondicionado por el sistema y en la que el gas de recuperación que emplea el sistema contiene aire usado.According to another aspect of interest, an installation is disclosed that combines an air conditioning system according to the present invention with a coating, spraying or drying apparatus to which an operating air flow is supplied and a used air flow is returned, wherein this operating airflow contains air conditioned by the system and wherein the recovery gas used by the system contains used air.
La invención toma especial ventaja de los aparatos que no tienen, o tienen limitada, capacidad de regulación del caudal de aire a emplear y que no utilizan todo el aire acondicionado para su operativa, perdiendo este aire no utilizado poco poder calorífico.The invention takes special advantage of devices that do not have, or have limited, capacity to regulate the air flow to be used and that do not use all the conditioned air for their operation, this unused air losing little calorific value.
Entonces, en una variante de la instalación ésta comprende un ramal de baipás a la entrada del aparato y el gas de recuperación que emplea el sistema de acondicionamiento proviene de una mezcla que contiene aire usado por el aparato y aire baipaseado por el ramal de baipás, no usado por el aparato.Then, in a variant of the installation, it comprises a bypass branch at the entrance of the apparatus and the recovery gas used by the conditioning system comes from a mixture that contains air used by the apparatus and air bypassed by the bypass branch, not used by the device.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La Fig. 1, muestra esquemáticamente un sistema de acondicionamiento de aire según una variante de la invención, en alzado lateral;Fig. 1 schematically shows an air conditioning system according to a variant of the invention, in side elevation;
la Fig.2, muestra un sistema de acondicionamiento de aire según otra variante de la invención, en este caso en planta;Fig.2 shows an air conditioning system according to another variant of the invention, in this case in plan;
la Fig. 3, muestra una instalación que combina un sistema de acondicionamiento de aire, de acuerdo con la variante ilustrada en la Fig. 1, con un aparato de recubrimiento;Fig. 3 shows an installation combining an air conditioning system, according to the variant illustrated in Fig. 1, with a coating apparatus;
la Fig. 4, muestra otra instalación que combina un sistema de acondicionamiento de aire, de acuerdo con la variante ilustrada en la Fig. 1, con un aparato secador.Fig. 4 shows another installation that combines an air conditioning system, according to the variant illustrated in Fig. 1, with a drying apparatus.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
En la Fig.1 se muestra un sistema 1 de acondicionamiento de aire según una variante de la invención.In Fig.1 an air conditioning system 1 according to a variant of the invention is shown.
El sistema 1 comprende una primera unidad 10 de conducción de aire; una segunda unidad 20 de conducción de aire; y una tercera unidad 30 de conducción de aire.The system 1 comprises a first air conduction unit 10; a second air conduction unit 20; and a third air conduction unit 30.
Las unidades 10, 30 y 20 son acoplables y en la Fig. 1 están acopladas en sucesión, de forma que conforman un pasaje para un aire a acondicionar que pasará a través de estas unidades, entrando por una embocadura de admisión 10a de la primera unidad 10 y saliendo por una embocadura de expulsión 20b de la segunda unidad 20 con medios de conexión a una conducción de aire de una instalación, habiendo pasado este aire a acondicionar a través de la tercera unidad 30.The units 10, 30 and 20 are coupleable and in Fig. 1 they are coupled in succession, in such a way that they form a passage for air to be conditioned that will pass through these units, entering through an intake mouth 10a of the first unit. 10 and exiting through an expulsion mouth 20b of the second unit 20 with connection means to an air conduit of a facility, this air having passed to be conditioned through the third unit 30.
En el ejemplo, la primera, segunda y tercera unidades 10, 20 y 30, respectivamente, presentan una forma esencialmente paralelepipédica y forman una suerte de piezas de un sistema modular en el que la primera y la segunda unidades 10 y 20 pueden acoplarse en sucesión sin interposición de la tercera unidad 30; o alternativamente pueden acoplarse en sucesión la primera unidad 10, la tercera unidad 30 y la segunda unidad 20.In the example, the first, second and third units 10, 20 and 30, respectively, have an essentially parallelepiped shape and form a kind of part of a modular system in which the first and second units 10 and 20 can be coupled in succession. without interposition of the third unit 30; or alternatively the first unit 10, the third unit 30 and the second unit 20 can be coupled in succession.
La primera unidad 10 está preparada para deshumidificar el aire que pasa a su través, para lo cual aloja unos medios de deshumidificación 11. En el ejemplo, los componentes principales de estos medios de deshumidificación 11 son unos primeros medios de filtro 12, que comprenden un juego de un primer filtro G4 de polvo grueso y un segundo filtro de tipo F9 de polvo fino según la norma europea EN 779; una batería de refrigeración 13, dimensionada para enfriar hasta el punto de rocío el aire en acondicionamiento, lo cual provoca su pérdida de humedad; y un colector de consensados 14, en la forma de una bandeja de condensados, que colecta el agua que precipita del aire en acondicionamiento tras el enfriamiento. The first unit 10 is prepared to dehumidify the air that passes through it, for which it houses dehumidifying means 11. In the example, the main components of these dehumidifying means 11 are first filter means 12, comprising a set of a first filter G4 for coarse dust and a second filter type F9 for fine dust according to the European standard EN 779; a refrigeration battery 13, sized to cool the air being conditioned to the dew point, which causes its loss of humidity; and a condensate collector 14, in the form of a condensate tray, which collects the water that precipitates from the conditioned air after cooling.
Por batería de refrigeración se entiende cualquier medio que produzca un intercambio de calor entre el aire en acondicionamiento y un medio frío, suficiente para deshumidificar el aire en acondicionamiento a la presión de trabajo.A refrigeration battery is understood to mean any medium that produces a heat exchange between the air being conditioned and a cold medium, sufficient to dehumidify the air being conditioned at working pressure.
La tercera unidad 30 está preparada para precalentar el aire que pasa a su través, para ello aloja un recuperador de calor 31 de tipo gas-gas de contacto indirecto a través del cual se fuerza a circular el aire en acondicionamiento y un gas de recuperación.The third unit 30 is prepared to preheat the air that passes through it, for this it houses a gas-gas type heat recovery unit 31 with indirect contact through which the conditioned air and a recovery gas are forced to circulate.
En el ejemplo, el recuperador de calor 31 es un intercambiador de calor de placas y de flujo cruzado. La transferencia de calor se realiza por medio de las múltiples capas que se encuentran alojadas en el interior del recuperador de calor 31 y dispuestas de tal forma que los fluidos, en este caso el aire en acondicionamiento y el gas recuperación, no entran en contacto directo, puesto que sus respectivos circuitos son completamente independientes. A tal efecto, la tercera unidad 30 comprende una entrada caliente 30c para el gas de recuperación que monta unos medios de conexión a una conducción de gas de recuperación y que emboca a un compartimento de la tercera unidad 30, compartimiento en comunicación con una admisión del recuperador de calor 31; y una salida fría 30d de gas de recuperación frío al que emboca otro compartimento de la tercera unidad 30, compartimiento en comunicación con una expulsión de gas de recuperación del recuperador de calor 31.In the example, the heat recovery unit 31 is a cross-flow plate heat exchanger. The heat transfer is carried out through the multiple layers that are housed inside the heat recovery unit 31 and arranged in such a way that the fluids, in this case the conditioned air and the recovery gas, do not come into direct contact. , since their respective circuits are completely independent. For this purpose, the third unit 30 includes a hot inlet 30c for the recovery gas that has connection means to a recovery gas line and opens into a compartment of the third unit 30, a compartment in communication with an intake of the heat recovery 31; and a cold outlet 30d for cold recovery gas into which another compartment of the third unit 30 opens, a compartment in communication with an outlet for recovery gas from the heat recovery unit 31.
Naturalmente, otros candidatos para el recuperador de calor 31 son posibles.Of course, other candidates for the heat recuperator 31 are possible.
Por su parte, la segunda unidad 20 está preparada para calentar el aire ya deshumidificado por la primera unidad 10 y precalentado por la tercera unidad 30, que pasa a su través, para lo cual aloja unos medios de calentamiento 21. En el ejemplo, los componentes principales de estos medios de calentamiento 21 son un ventilador de impulsión 22, que impulsa o fuerza el aire a avanzar a través del sistema 1; una batería de vapor, dimensionada para calentar el aire precalentado en la tercera unidad 30 a una temperatura objetivo, necesaria para llevar a cabo un proceso que empleará el aire acondicionado, como se explicará en mayor detalle después; y unos segundos medios de filtro 24, que comprenden un filtro H13 absoluto HEPA según la norma europea EN 779. For its part, the second unit 20 is prepared to heat the air already dehumidified by the first unit 10 and preheated by the third unit 30, which passes through it, for which it houses heating means 21. In the example, the Main components of these heating means 21 are a supply fan 22, which drives or forces the air to advance through the system 1; a steam battery, sized to heat the preheated air in the third unit 30 to a target temperature, necessary to carry out a process that will use the air conditioning, as will be explained in greater detail later; and a second filter means 24, comprising a H13 absolute HEPA filter according to the European standard EN 779.
Por batería de vapor se entiende cualquier medio que produzca un intercambio de calor entre un gas, preferentemente vapor, y el aire en acondicionamiento.A steam battery is understood as any medium that produces a heat exchange between a gas, preferably steam, and the air being conditioned.
En el ejemplo de la Fig. 1, el sistema 1 de acondicionamiento de aire tiene una configuración en la que la primera unidad 10, la segunda unidad 20 y la tercera unidad 30 están acopladas en un mismo plano vertical de montaje.In the example of Fig. 1, the air conditioning system 1 has a configuration in which the first unit 10, the second unit 20 and the third unit 30 are coupled in a same vertical mounting plane.
En el referido ejemplo, la tercera unidad 30 tiene una dimensión en altura similar a la suma de la primera y la segunda unidades 10 y 20 y la entrada caliente 30c y la salida fría 30d del gas de recuperación están ubicadas diagonalmente opuestas, estando la entrada caliente 30c a un nivel superior y la salida fría 30d a un nivel inferior.In the aforementioned example, the third unit 30 has a dimension in height similar to the sum of the first and second units 10 and 20 and the hot inlet 30c and the cold outlet 30d of the recovery gas are located diagonally opposite, the inlet being hot 30c at a higher level and cold outlet 30d at a lower level.
La primera unidad 10 y la tercera unidad 30 están preparadas para su mutuo acoplamiento para dar continuidad a la conducción del aire en acondicionamiento a lo largo del sistema 1, en este caso están dimensionadas y/o preparadas para que una salida de aire deshumidificado 10b del primer módulo 10 conecte con una entrada de aire a precalentar 30a del tercer módulo 30 que emboca a un compartimento en comunicación con una admisión de aire a precalentar del recuperador de calor 31.The first unit 10 and the third unit 30 are prepared for their mutual coupling to give continuity to the conduction of the conditioned air throughout the system 1, in this case they are sized and/or prepared so that a dehumidified air outlet 10b from the The first module 10 connects with an air inlet to be preheated 30a of the third module 30 that opens into a compartment in communication with an air inlet to be preheated in the heat recovery unit 31.
De forma similar, la segunda unidad 20 y la tercera unidad 30 están también preparadas para su mutuo acoplamiento para dar continuidad a la conducción del aire en acondicionamiento a lo largo del sistema 1, en este caso están dimensionadas y/o preparadas para que una salida de aire precalentado 30b del tercer módulo 30, al que emboca a un compartimento en comunicación con una expulsión de gas precalentado del recuperador de calor 31, conecte con una entrada de aire precalentado 20a del segundo módulo 20.In a similar way, the second unit 20 and the third unit 30 are also prepared for their mutual coupling to give continuity to the conduction of the conditioned air throughout the system 1, in this case they are dimensioned and/or prepared so that an outlet of preheated air 30b of the third module 30, which opens into a compartment in communication with an expulsion of preheated gas from the heat recovery unit 31, connects with a preheated air inlet 20a of the second module 20.
Repárese que el ejemplo de la Fig. 1 la entrada de aire a precalentar 30a y la salida de aire precalentado 30b están ubicadas diagonalmente opuestas, estando la entrada de aire a precalentar 30a a un nivel superior y la salida de aire precalentado 30b a un nivel inferior.Notice that in the example of Fig. 1, the air inlet to be preheated 30a and the air outlet for preheated air 30b are located diagonally opposite, the air inlet to be preheated 30a being at a higher level and the air outlet for preheating 30b at a higher level. lower.
Asimismo, la tercera unidad 30 comprende, en el ejemplo, sendos tabiques separadores 32 y 33 para compartimentar la estancia y evitar la mezcla del aire en acondicionamiento y del gas de recuperación en el espacio de contención del recuperador de calor 31. Likewise, the third unit 30 comprises, in the example, separate partitions 32 and 33 to compartmentalize the room and prevent the mixing of the air in conditioning and the recovery gas in the containment space of the heat recovery unit 31.
Con todo, adoptando el sistema la disposición que muestra la citada Fig. 1 se forma un circuito de acondicionamiento de aire en el que el caudal de aire a acondicionar circula, de izquierda a derecha según la orientación del dibujo, a lo largo de la primera unidad 10 siguiendo una dirección esencialmente horizontal, circula por la tercera unidad 30, atravesando el recuperador de calor 31, siguiendo una dirección con una componente descendente y circula a lo largo de la segunda unidad 20 siguiendo una dirección esencialmente horizontal hasta abandonar la segunda unidad 20. En este sistema 1, el gas de recuperación circulará por la tercera unidad 30, atravesando el recuperador de calor 31, siguiendo una dirección sustancialmente normal con respecto de la dirección que sigue el aire en acondicionamiento a través de esta misma tercera unidad 30.However, adopting the arrangement shown in Fig. 1, an air conditioning circuit is formed in which the flow of air to be conditioned circulates, from left to right according to the orientation of the drawing, along the first unit 10 following an essentially horizontal direction, it circulates through the third unit 30, crossing the heat recovery unit 31, following a direction with a downward component and circulates along the second unit 20 following an essentially horizontal direction until leaving the second unit 20 In this system 1, the recovery gas will circulate through the third unit 30, passing through the heat recovery unit 31, following a substantially normal direction with respect to the direction that the conditioned air follows through this same third unit 30.
Esta particular disposición es ventajosa, por ejemplo, para ubicar un colector auxiliar 34 de consensados al nivel inferior de la tercera unidad 30, en concreto en el compartimento donde queda ubicada la expulsión de gas de recuperación frío del recuperador de calor 31. En el ejemplo, este colector auxiliar 34 está colocado en la proyección vertical de la citada expulsión de gas de recuperación frío.This particular arrangement is advantageous, for example, to locate an auxiliary collector 34 of condensate at the lower level of the third unit 30, specifically in the compartment where the expulsion of cold recovery gas from the heat recovery 31 is located. In the example , this auxiliary manifold 34 is positioned in the vertical projection of said expulsion of cold recovery gas.
La inclinación a la que se sujeta sólidamente el recuperador de calor 31 en la tercera unidad 30 favorece la descarga por gravedad de este condensado del gas de recuperación.The inclination to which the heat recuperator 31 is solidly attached in the third unit 30 favors the discharge by gravity of this recovery gas condensate.
En el ejemplo de la Fig. 1, el sistema 1 comprende una caja de evacuación 40 del gas de recuperación. Esta caja de evacuación 40 y la tercera unidad 30 están también preparadas para su mutuo acoplamiento para dar continuidad a la conducción del gas de recuperación a través del sistema 1, en este caso están dimensionadas y/o preparadas para que la salida fría 30d del gas de recuperación frío del tercer módulo 30 conecte con una entrada de gas de recuperación enfriado 40a de la caja de evacuación 40.In the example of Fig. 1, the system 1 comprises a box for evacuation 40 of the recovery gas. This evacuation box 40 and the third unit 30 are also prepared for their mutual coupling to give continuity to the conduction of the recovery gas through the system 1, in this case they are dimensioned and/or prepared so that the cold outlet 30d of the gas of cold recovery of the third module 30 connect with an inlet of cooled recovery gas 40a of the evacuation box 40.
La caja de recuperación 40 está particularmente dimensionada acorde con la primera unidad 10, al menos en anchura, sirviendo de soporte a la mismaThe recovery box 40 is particularly dimensioned according to the first unit 10, at least in width, serving as a support for it.
La caja de evacuación 40 comprende una salida del aire de recuperación 40b del sistema 1 que monta medios de conexión a una conducción de gas frío de la instalación. The evacuation box 40 includes an outlet for the recovery air 40b of the system 1 that mounts connection means to a cold gas pipe of the installation.
En la Fig.2 se muestra un sistema 1’ de acondicionamiento de aire según otra variante de la invención, similar al sistema 1 de la Fig. 1 salvo porque la primera, la tercera y la segunda unidades 10, 30 y 20, respectivamente, de conducción de aire están acopladas sucesivamente en un mismo plano de montaje ahora horizontal.In Fig. 2 an air conditioning system 1' according to another variant of the invention is shown, similar to the system 1 of Fig. 1 except that the first, third and second units 10, 30 and 20, respectively, air ducts are successively coupled on the same now horizontal mounting plane.
En el sistema 1’ de la Fig. 2 se han empleado las mismas referencias numéricas que en la Fig. 1 para designar componentes equivalentes, habiéndose señalado solo los componentes y/o medios principales.In the system 1' of Fig. 2, the same numerical references as in Fig. 1 have been used to designate equivalent components, only the main components and/or means having been indicated.
Adoptando el sistema 1’ la disposición que muestra citada Fig. 2 se forma un circuito de acondicionamiento de aire en el que el flujo de aire a acondicionar circula, de izquierda a derecha según la orientación del dibujo, a lo largo de la primera unidad 10 siguiendo una dirección esencialmente horizontal, circula por la tercera unidad 30, atravesando el recuperador de calor 31, siguiendo una dirección esencialmente horizontal pero en ángulo con respecto a la dirección que seguía el aire en acondicionamiento a lo largo de la primera unidad 10, y circula a lo largo de la segunda unidad 20 siguiendo una dirección esencialmente horizontal paralela con respecto a la dirección que seguía el aire en acondicionamiento a lo largo de la primera unidad 10. En este sistema, el gas de recuperación circula por la tercera unidad 30, atravesando el recuperador de calor 31, siguiendo una dirección sustancialmente normal con respecto de la dirección que sigue el aire en acondicionamiento a través de esta misma tercera unidad 30.By adopting the system 1' the layout shown in Fig. 2, an air conditioning circuit is formed in which the air flow to be conditioned circulates, from left to right according to the orientation of the drawing, along the first unit 10 following an essentially horizontal direction, it circulates through the third unit 30, passing through the heat recovery unit 31, following an essentially horizontal direction but at an angle to the direction that the conditioned air followed along the first unit 10, and circulates along the second unit 20 following an essentially horizontal direction parallel to the direction that the conditioned air followed along the first unit 10. In this system, the recovery gas circulates through the third unit 30, passing through the heat recovery unit 31, following a substantially normal direction with respect to the direction that the conditioned air follows through this same third unit 30.
La Fig. 3 ilustra una instalación 100 que combina un sistema de acondicionamiento de aire según la invención, para el caso un sistema 1 de acuerdo con la Fig. 1, con un aparato 101 de recubrimiento.Fig. 3 illustrates an installation 100 combining an air conditioning system according to the invention, for instance a system 1 according to Fig. 1, with a coating apparatus 101.
El aparato 101 de recubrimiento es del tipo que comprende un recipiente dentro del cual se hace girar un tambor que contiene un lote de producción de los artículos a recubrir. A tal efecto, el aparato está equipado con unos medios rociadores del producto a emplear para recubrir dichos artículos. Esta operación de rociado se lleva a cabo mientras el tambor gira y remueve el lote de artículos para procurar un recubrimiento homogéneo en todos los artículos. De forma conocida, el tambor está perforado y el aparato de recubrimiento comprende un circuito de gas forzado, que atraviesa el tambor y que contribuye a que el producto rociado se seque una vez aplicado sobre los artículos a recubrir. The coating apparatus 101 is of the type comprising a container within which a drum containing a production batch of articles to be coated is rotated. For this purpose, the apparatus is equipped with means for spraying the product to be used to coat said articles. This spraying operation is carried out while the drum rotates and stirs the batch of articles to provide a homogeneous coating on all articles. In a known manner, the drum is perforated and the coating apparatus comprises a forced gas circuit, which passes through the drum and helps the sprayed product to dry once it has been applied to the articles to be coated.
Es particular de esta instalación 100 que el gas forzado empleado en el aparato 101 de recubrimiento es el aire acondicionado por el sistema 1; y que el gas de recuperación que emplea el sistema 1 es el aire que resulta de operar el aparato 101 de recubrimiento.It is particular to this installation 100 that the forced gas used in the coating apparatus 101 is the air conditioned by the system 1; and that the recovery gas used by the system 1 is the air resulting from operating the coating apparatus 101.
La instalación 100 se ejemplifica partiendo de una captación de aire del exterior que se alimenta al sistema 1 por la embocadura de admisión 10a de la primera unidad 10, aire que vamos a suponer a unos 10°C y con una humedad determinada, en este caso, 90% HR (el experto comprenderá que estas condiciones dependerán en cada caso de las condiciones atmosféricas) estando el sistema 1 configurado para el acondicionamiento de este aire captado para que cumpla con unas condiciones específicas de aire limpio, seco y a una temperatura objetivo que para el caso de ejemplo se selecciona de 65°C, condiciones óptimas para su empleo en el aparato 101 de la instalación 100.The installation 100 is exemplified starting from an intake of outside air that is fed to the system 1 through the intake mouth 10a of the first unit 10, air that we are going to assume at around 10°C and with a determined humidity, in this case , 90% RH (the expert will understand that these conditions will depend in each case on the atmospheric conditions) with the system 1 configured to condition this captured air so that it meets specific conditions of clean, dry air and at a target temperature that for the example case is selected from 65°C, optimal conditions for its use in the apparatus 101 of the installation 100.
En apoyo a la Fig. 3, este aire captado del exterior atraviesa los medios de deshumidificación 11, para el caso y por este orden el filtro de polvo grueso, el filtro de polvo fino y la batería de refrigeración, obteniéndose a la salida de la primera unidad 10 un aire deshumidificado del que se ha extraído aproximadamente el 98% de sus impurezas y que tendrá una temperatura aproximada de 7-9°C, cuando la temperatura objetivo es de 65°C (lo que significa un salto térmico de 58°C).In support of Fig. 3, this air captured from the outside passes through the dehumidification means 11, for that matter and in this order the coarse dust filter, the fine dust filter and the refrigeration coil, obtaining at the outlet of the first unit 10 dehumidified air from which approximately 98% of its impurities have been extracted and which will have a temperature of approximately 7-9°C, when the target temperature is 65°C (which means a thermal jump of 58° C).
Para acondicionar el aire y elevar su temperatura hasta los 65°C objetivo, la instalación 100 toma ventaja del calor residual del aire que resulta de operar el aparato 101 de recubrimiento y el sistema 1 calentará el aire en acondicionamiento en dos etapas: en la primera, que se lleva a cabo en la tercera unidad 30 del sistema 1, transfiriéndole calor del aire usado que resulta de operar el aparato 101 de recubrimiento; y en la segunda, que se lleva a cabo en la segunda unidad 20 del sistema 1, empleando los medios de calentamiento 21 antes referidos.In order to condition the air and raise its temperature up to the target 65°C, the installation 100 takes advantage of the residual heat of the air that results from operating the coating apparatus 101 and the system 1 will heat the conditioned air in two stages: in the first , which is carried out in the third unit 30 of the system 1, transferring to it heat from the used air that results from operating the coating apparatus 101; and in the second, which is carried out in the second unit 20 of system 1, using the aforementioned heating means 21.
En la instalación 100, el aparato 101 de recubrimiento es además del tipo capaz de optimizar su funcionamiento según el tamaño del lote de artículos a recubrir. El aparato 101 de recubrimiento puede incorporar a tal efecto tecnología para disponer y orientar los eyectores de producto a rociar a una distancia óptima de la superficie libre de los artículos en el tambor y/o para regular y concentrar la salida del aire de secado que atraviesa el tambor en coincidencia con la pared del mismo cubierta por los artículos. Propuestas tecnológicas en este sentido se divulga en los documentos de patente EP3597048 y EP3903922 respectivamente.In the installation 100, the coating apparatus 101 is also of the type capable of optimizing its operation according to the size of the batch of articles to be coated. To this end, the coating apparatus 101 can incorporate technology to arrange and orient the ejectors of the product to be sprayed at an optimal distance from the free surface of the articles in the drum and/or to regulate and concentrate the outlet of the drying air that passes through the drum in coincidence with the wall of the same covered by the articles. Technological proposals in this sense is disclosed in the patent documents EP3597048 and EP3903922 respectively.
Esta capacidad de regulación de los parámetros de operación del aparato 101 de recubrimiento en función del tamaño del lote de artículos a recubrir despierta el interés en poder seleccionar también el caudal de aire que deberá atravesar el tambor.This ability to regulate the operating parameters of the coating apparatus 101 depending on the size of the batch of items to be coated arouses interest in also being able to select the air flow rate that must pass through the drum.
No obstante, siendo el rango de esta variabilidad de tamaño de lote de artículos para los que es capaz de parametrizarse el aparato 101 de recubrimiento de 10% al 100% de la carga posible, puede darse el caso de que la variabilidad de caudal de aire que corresponde a cada tamaño de lote no pueda ser asumido por los variadores de frecuencia o, en definitiva, por los equipos de impulsión de aire. Al respecto, es de interés que la instalación 100 propone equipar a la misma con un ramal de baipás 102 y con medios de válvula 102a asociados para derivar, del caudal de aire acondicionado que se conduce al aparato 101 de recubrimiento por la conducción de aire acondicionado 105, el caudal de aire sobrante que no deberá de alimentarse al aparato 101 de recubrimiento, en especial cuando se opera con lotes de tamaño reducido. Este caudal de aire sobrante proviene del sistema 1 y es, por ello, un caudal de aire limpio que conservará en mayor medida su temperatura en comparación con el del caudal de aire que atraviesa el tambor del aparato 101 y que es usado en el proceso de recubrimiento.However, with the range of this item lot size variability for which the coating apparatus 101 is capable of being parameterized from 10% to 100% of the possible load, it may be the case that the airflow variability that corresponds to each batch size cannot be assumed by the frequency inverters or, ultimately, by the air supply equipment. In this regard, it is of interest that the installation 100 proposes to equip it with a bypass branch 102 and with associated valve means 102a for diverting the air conditioning flow that is conducted to the coating apparatus 101 through the air conditioning conduction. 105, the excess air flow that should not be fed to the coating apparatus 101, especially when operating with small batch sizes. This excess air flow comes from system 1 and is, therefore, a clean air flow that will retain its temperature to a greater extent compared to the air flow that passes through the drum of the device 101 and is used in the process of covering.
En la instalación 100, el aire usado devuelto por el aparato 101 que es un aire sucio, húmedo (se pueden aproximar condiciones de 80% HR) y que tendrá una temperatura aproximada de 40-45°C, se mezcla con el aire acondicionado baipaseado. A tal efecto, la instalación comprende una conducción de aire usado 103 que conecta la salida del aparato 101 de recubrimiento con un mezclador 104, corriente abajo de los medios de válvula 102a.In the installation 100, the used air returned by the apparatus 101, which is dirty, humid air (conditions of 80% RH can be approximated) and which will have an approximate temperature of 40-45°C, is mixed with the air conditioning bypassed. . For this purpose, the installation comprises a used air line 103 connecting the outlet of the coating apparatus 101 with a mixer 104, downstream of the valve means 102a.
Aunque la temperatura del aire sucio podrá variar según el tipo de aparato y necesidades de la instalación, servirá la aproximación de 40-45°C antes señalada para ejemplificar la invención.Although the temperature of the dirty air may vary depending on the type of appliance and the needs of the installation, the approximation of 40-45°C indicated above will serve to exemplify the invention.
En la instalación 100 de ejemplo, la mezcla de aire acondicionado baipaseado y de aire usado se introduce por una conducción de interconexión 109 a un captador de polvo 106, donde la mezcla se limpia de impurezas procedentes del aparato 101 de recubrimiento. El captador de polvo 106 puede estar equipado, por ejemplo, con filtros de tipo F9 y H13. In the exemplary installation 100, the mixture of bypassed air conditioning and used air is introduced via an interconnecting line 109 to a dust collector 106, where the mixture is cleaned of impurities from the coating apparatus 101. The dust collector 106 can be equipped, for example, with filters of type F9 and H13.
Unos medios de impulsión 107 impulsarán el aire limpio, que desempeñará ahora la función de gas de recuperación, a través de una conducción de gas de recuperación 108 hasta la entrada caliente 30c de la tercera unidad 30 del sistema 1 de acondicionamiento de aire.Drive means 107 will drive the clean air, which will now play the role of recovery gas, through a recovery gas line 108 to the hot inlet 30c of the third unit 30 of the air conditioning system 1.
La intervención del recuperador de calor 31 en la tercera unidad 30 hará posible la transferencia de calor desde el aire usado, en condiciones húmedas y a una temperatura de 40-45°C, o más elevada según sea el ratio de aire baipaseado, hacia el aire deshumidificado que sirve la primera unidad 10 precalentándose este último antes de introducirse en la segunda unidad 20.The intervention of the heat recovery unit 31 in the third unit 30 will make it possible to transfer heat from the air used, in humid conditions and at a temperature of 40-45°C, or higher depending on the ratio of air passed through, to the air dehumidified that serves the first unit 10 preheating the latter before entering the second unit 20.
Para el caso, el recuperador de calor 31 se adecúa a las características del gas de recuperación empleado. Por ejemplo, es del tipo construido con placas de intercambio vinculadas con resina epóxica para evitar oxidación con la carga de humedad del gas de recuperación.In this case, the heat recovery unit 31 is adapted to the characteristics of the recovery gas used. For example, it is of the type constructed with epoxy bonded exchange plates to prevent oxidation with the moisture charge of the recovery gas.
La práctica ha permitido experimentar aumentos de temperatura del aire deshumidificado que pasará de los 7°C (a la entrada de la tercera unidad 30) hasta los 39 °C aproximadamente (a la salida de la tercera unidad 30). Consiguientemente, el salto térmico que deberán procurar los medios de calentamiento 21 de la segunda unidad cuando la temperatura objetivo es de 65°C será de solo de 26°C (cuando este salto era de 58°C en ausencia de la tercera unidad 30) con el consecuente ahorro de energía que esto supone.Practice has made it possible to experience increases in the temperature of the dehumidified air that will go from 7°C (at the inlet of the third unit 30) to approximately 39°C (at the outlet of the third unit 30). Consequently, the thermal jump that the heating means 21 of the second unit must provide when the target temperature is 65°C will only be 26°C (when this jump was 58°C in the absence of the third unit 30). with the consequent energy savings that this entails.
La práctica ha demostrado reducciones de combustible, por ejemplo de emplearse calderas de vapor alimentadas con gasoil para operar la batería de vapor de sistema de acondicionamiento de aire, de aproximadamente el 50% cuando el aparato 101 de recubrimiento trabaja con tamaños de lote pequeños y de aproximadamente un 45% (a razón de un ahorro de vapor que puede ser del orden del 55%) cuando el aparato 101 de recubrimiento trabaja a carga máxima.Practice has shown fuel reductions, for example from using oil fired steam boilers to operate the air conditioning system steam coil, of about 50% when the coating apparatus 101 works with small batch sizes and of approximately 45% (due to a steam saving that can be of the order of 55%) when the coating apparatus 101 works at maximum load.
La Fig. 4 ilustra una instalación 100’ que combina un sistema de acondicionamiento de aire según la invención, para el caso un sistema 1’’ muy similar al de la Fig. 1, con un aparato 101’ que en este caso es un aparato se secado de lecho fluidizado. Fig. 4 illustrates an installation 100' combining an air conditioning system according to the invention, in this case a system 1'' very similar to that of Fig. 1, with an appliance 101' which in this case is an appliance fluidized bed drying.
El sistema 1’’ carece de medios de impulsión de aire en acondicionamiento y el caudal de aire que emplea la instalación es impulsado por la aspiración que lleva a cabo un ventilador centrífugo 22’ que se halla corriente abajo del aparato 101’.The system 1'' lacks air conditioning drive means and the air flow used by the installation is driven by the suction carried out by a centrifugal fan 22' which is located downstream of the apparatus 101'.
El aire acondicionado por el sistema 1’’ y que se suministra al aparato 101’ tendrá unas condiciones similares al aire que se suministraba al aparato 1 en la instalación de la Fig. 3. En el aparato 101’ de secado, el aire se encarga de secar un producto granulado en suspensión con una sustancia líquida (o incluso, en caso de que se requiera, de asegurar su correcto granulado).The air conditioned by the system 1'' and that is supplied to the apparatus 101' will have conditions similar to the air that was supplied to the apparatus 1 in the installation of Fig. 3. In the drying apparatus 101', the air is in charge of to dry a granulated product in suspension with a liquid substance (or even, if required, to ensure its correct granulation).
Al igual que en la instalación 100, en la instalación 100’ el aire usado puede mezclarse a la salida del aparato 101’ con aire baipaseado y en este caso la mezcla se hace pasar por un captador de polvo 106’ que cuenta con filtros de polvo fino y absolutos H13, donde la mezcla se limpia completamente. El aire que resulta, húmedo y caliente, desempeñará la función de gas de recuperación en el sistema 1’’ para precalentar el aire deshumidificado que produce la primera unidad 10, por mediación del recuperador de calor 31 en la tercera unidad 30, antes de ser calentado en la segunda unidad 20, todo ello de forma análoga a como ocurría en la instalación 100 de la Fig. 3. As in installation 100, in installation 100' the used air can be mixed at the outlet of the apparatus 101' with bypassed air and in this case the mixture is passed through a dust collector 106' that has dust filters fine and H13 absolutes, where the mix is thoroughly cleaned. The resulting air, humid and hot, will play the role of recovery gas in the system 1'' to preheat the dehumidified air produced by the first unit 10, through the heat recovery unit 31 in the third unit 30, before being heated in the second unit 20, all in a similar way to what happened in the installation 100 of Fig. 3.
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