(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱殺菌したペットボトル、飲料缶、食品を可撓性包装体に充填した密封包装食品、缶及び瓶詰め食品（以下容器入り飲食品という）に対し、連続式クーラを介して冷却した後の該クーラよりの５０〜８５℃前後の温排水を、冷凍機により冷却しながら主としてクローズサイクルにより前記温排水の再利用を図る、連続式クーラの熱有効利用方法において、
連続式クーラの内部で、入り口側より投入される容器入り飲食品は冷却水のシャワーにより冷却されて該冷却水は順次下流側より上流側へ向け昇温しながら容器入り飲食品に対して向流し、該連続式クーラの入り口側より排出された前記温排水を吸着式冷凍機の熱源水として利用して吸着式冷凍機を駆動させ、一方前記吸着式冷凍機の冷却側より得られた冷却水を前記連続式クーラの下流側に導入するとともに、前記連続式クーラの下流側より上流側に冷却水を循環させて熱的閉サイクルを形成するようにしたことを特徴とする連続式クーラの熱有効利用方法。
【請求項２】
前記連続式クーラの温排水を加熱部により加熱した後、吸着式冷凍機の熱源水として利用することを特徴とする請求項１記載の連続式クーラの熱有効利用方法。
【請求項３】
クーリングタワーを介して前記連続式クーラの上流側より下流側に冷却水が再循環させるとともに、前記クーリングタワーは連続式クーラの次段上流側槽と、最下流側手前の槽との間に冷却水の外部還流路を形成した請求項１記載の連続式クーラの熱有効利用方法。
【請求項４】
加熱殺菌したカン、壜もしくはペットボトルに対し、連続式クーラを介して冷却した後の該クーラよりの温排水を、冷凍機により冷却しながら主としてクローズサイクルにより前記温排水の再利用を図る、連続式クーラの熱有効利用方法において、
連続式クーラの入り口側より排出された温排水を吸収式若しくは吸着式冷凍機（以下吸着式冷凍機等という）の熱源水として利用し、一方前記吸着式冷凍機等の冷却側より得られた冷却水を前記連続式クーラの下流側に導入するとともに、前記連続式クーラの下流側より上流側に冷却水が循環するようにするとともに、
前記連続式クーラの入り口側の前処理部にエアレーション部を設け、加熱殺菌部で利用した石鹸水等の洗浄もしくは滑り補助剤の除去をし、除去した洗浄液を連続式クーラの冷却水に合流再利用を図った、請求項１記載の連続式クーラの熱有効利用方法。
【請求項５】
高温熱処理をした高温被加熱体に対し、連続式クーラを介して冷却した後の該クーラよりの温排水を、冷凍機により冷却しながら主としてクローズサイクルにより前記温排水の再利用を図る、連続式クーラの熱有効利用方法において、
連続式クーラの入り口側より排出された温排水を吸収式若しくは吸着式冷凍機（以下吸着式冷凍機等という）の熱源水として利用し、一方前記吸着式冷凍機等の冷却側より得られた冷却水を前記連続式クーラの下流側に導入するとともに、前記連続式クーラの下流側より上流側に冷却水が循環するように第１、第２の吸着式冷凍機を直列に接続し、
連続式クーラの入り口側より排出された温排水を第１の吸着式冷凍機の熱源水として利用し、第１の吸着式冷凍機の熱源水として利用後の温排水を第２の吸着式冷凍機の熱源水として利用し、第２の吸着式冷凍機の熱源水として利用後の温排水を第２の前記吸着式冷凍機の冷却側に導入して第１の冷却を行った後、該第１の冷却後の予冷水を第１の吸着式冷凍機の冷却側に導入して本冷却した冷却水を前記連続式クーラの下流側に導入するようにしたことを特徴とする連続式クーラの熱有効利用方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は連続式クーラを利用した高温処理冷却システムにおける熱有効利用方法に係り、特に加熱工程後における冷却工程時に連続式クーラより排出される温排水ないし排熱をクローズサイクルで利用可能にした連続式クーラの熱有効利用方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ペットボトル、飲料缶、食品を可撓性包装体に充填した密封包装食品、缶及び瓶詰め食品等（以下これらを総称して高温被加熱被体という）、の高温熱処理システムの一環として連続式クーラを使用した冷却ラインは周知である。
【０００３】
この種の冷却システムにおいては、１２０℃前後の熱水による加熱高温処理された略８５℃前後の被加熱体を、界面活性剤の水溶性潤滑剤を使用したスライダー洗浄部による前処理をした後、連続式クーラに搬入し、シャワーまたはその他の手段により冷却水を導入して加温被加熱体の冷却を行うわけであるが、環境の面よりこの被加熱体の冷却後の温排水はクローズサイクルにて再度略２５〜３０℃前後に冷却して再利用されるのが好ましい。
【０００４】
図４は、かかるクローズサイクルのシステムフロー図を示し、連続式クーラ１０の入り口側より加熱ペットボトル等が搬入され、連続式クーラ１０内での前記加熱ペットボトル等の冷却により排出される排熱を冷却するため、前記連続式クーラの出口側槽１０１の冷却水を冷凍圧縮機１００で冷却する。
また、冷却された冷却水は、前記連続式クーラの下流側より上流側に向け前記排熱により昇温しながら、図示してないポンプにより矢印Ｈ方向にそれぞれ向流循環するようにしてある。
一方、連続式クーラの入り口側槽部１０２と下流の出口側槽部１０１との間には上流側から下流側に向け、前記昇温した冷却水を還流させるバイパス１０３を設け、且つ、該バイパス上に設けた大気放熱用のクーリングタワー１０４により還流する昇温冷却空気を冷却して降温させるようにしてある。
上記のように従来の連続式クーラの熱利用の手段は、前記クーリングタワー１０４と冷凍圧縮機１００とにより形成された、二つの熱的閉サイクルにより前記連続式クーラの排熱処理をしている。
なお、図中１０５は冷却塔であり、冷媒の凝縮用として機能している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら前記従来システムにおいては、圧縮式冷凍機を用いる構成の為に必要動力が大きくなり、ランニングコストが無用に増大するという欠点を内蔵している問題がある。
【０００６】
かかる欠点を解消するために、吸収式若しくは吸着式冷凍機を用いることも考えられる。
しかしながら吸収式若しくは吸着式冷凍機は、５０〜８５℃前後のなるべく安定した熱源水を必要とする。
一方、連続式クーラの温排水からは、加熱殺菌体の搬入入り口部位で、約７０〜６０℃前後の熱源を得られるので、この排熱の有効利用を使用すれば前記問題の解決も可能と考えられる。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、連続式クーラより安定熱源を得るようにし、吸着式冷凍機を介在させ、連続式クーラの熱有効利用方法を提供するものである。
【０００８】
そこで、本発明の請求項１記載の発明は、
連続式クーラより排出される冷却後の温排水を使用して、吸着式冷凍機の熱源側に前記温排水に含まれる排熱を導入して、冷却側で温度制御された冷熱の温度のバラツキを小さく押さえ、この冷熱を連続式クーラに供給して熱的閉サイクルの形成により、連続式クーラの熱有効利用方法の提供を目的としたものである。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の目的に加え、
連続式クーラの温排水の温度温度レベルの嵩上をして、吸着式冷凍機が低温温排水にも対応できるようにした、連続式クーラの熱有効利用方法の提供を目的としたものである。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の目的に加え、
前記連続式クーラ内部に、冷却水の冷却循環還流系により熱的閉サイクルを形成させた、連続式クーラの熱有効利用方法の提供を目的としたものである。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明の目的に加え、
連続式クーラの前段位設けた、加熱殺菌体の前処理用スライダー洗浄工程に使用される洗浄液の再利用することにより、加熱殺菌冷却システムの省水化を図るとともに冷却効率の向上を図った、連続式クーラの熱有効利用方法の提供を目的としたものである。
【００１２】
また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明の目的に加え、
連続式クーラの温排水を使用して、吸着式冷凍機を駆動させ、冷却側より得られる冷熱の温度バラツキをできるだけ押さえ、前記連続式クーラの冷却水に対する高精度の温度制御を可能とした、連続式クーラの熱有効利用方法の提供を目的としたものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
加熱殺菌したペットボトル、飲料缶、食品を可撓性包装体に充填した密封包装食品、缶及び瓶詰め食品（以下容器入り飲食品という）に対し、連続式クーラを介して冷却した後の該クーラよりの５０〜８５℃前後の温排水を、冷凍機により冷却しながら主としてクローズサイクルにより前記温排水の再利用を図る、連続式クーラの熱有効利用方法において、
連続式クーラの内部で、入り口側より投入される容器入り飲食品は冷却水のシャワーにより冷却されて該冷却水は順次下流側より上流側へ向け昇温しながら容器入り飲食品に対して向流し、該連続式クーラの入り口側より排出された前記温排水を吸着式冷凍機の熱源水として利用して吸着式冷凍機を駆動させ、一方前記吸着式冷凍機の冷却側より得られた冷却水を前記連続式クーラの下流側に導入するとともに、前記連続式クーラの下流側より上流側に冷却水を循環させて熱的閉サイクルを形成するようにした、ことを特徴としたものである。
【００１４】
特に本発明は、前記加熱部により連続式クーラの低温温排水の温度保障をして、保障された好適温度の温排水を吸着式冷凍機の熱源水に使用するようにしたため、前記吸着式冷凍機の効率的駆動を常時確保維持できる。
また、前記連続式クーラの上流入り口側の温排水を吸着式冷凍機の熱源側に導入し、その導入により得られた該吸着式冷凍機の冷却側の冷却水を、前記連続式クーラの下流側に導入するようにし、且つ導入された冷却水は下流側より上流側に向流循環するようにしたため、連続式クーラの上流側と下流側とは前記吸着式冷凍機を介して熱的閉サイクルを形成し、効率の良い熱有効利用を図ることができる。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、
請求項１記載の連続式クーラの温排水を加熱部により加熱した後、吸着式冷凍機の熱源水として利用することを特徴としたものである。
【００１６】
上記したように、連続式クーラの温排水を加熱部により加熱して低温温排水の温度保障をするようにしてあるため、該温度保障により好適温度の熱源水を前記吸着式冷凍機の熱源側に導入することができ、前記熱的閉サイクルを形成する吸着式冷凍機の効率的常時駆動を可能とし、連続式クーラの効率的熱有効利用を図ることができる。
【００１７】
また、請求項３記載の発明は、
請求項１記載のクーリングタワーを介して前記連続式クーラの上流側より下流側に冷却水が再循環させるとととともに前記クーリングタワーは連続式クーラの次段上流側槽と、最下流側手前の槽との間に冷却水の外部還流路を形成した、ことを特徴としたものである。
【００１８】
上記のように、前記連続式クーラの上流側より下流側に向け冷却水の還流用バイパスを設け、且つ該バイパスに設けた大気放熱用クーリングタワーを設けるようにしてあるため、
前記冷却水が向流するにつれ昇温する向流循環式の連続式クーラに、冷却水の冷却還流路を付加して連続式クーラ自体にも熱的還流循環系を形成でき、連続式クーラの冷却効率の向上を図ることができる。
【００１９】
また、請求項４記載の発明は、
請求項１記載の加熱殺菌したカン、壜もしくはペットボトル等を冷却する連続式クーラの熱有効利用方法において、
前記連続式クーラの入り口側の前処理部にエアレーション部を設け、加熱殺菌部で利用した石鹸水等の洗浄もしくは滑り補助剤の除去をし、除去した洗浄液を連続式クーラの冷却水に合流再利用を図った、ことを特徴としたものである。
【００２０】
カン、壜もしくはペットボトル等の加熱殺菌体の冷却システムでは、冷却工程の前処理として、石鹸水に使用されている界面活性剤や滑り剤等の水溶性洗浄液を大量に使用するスライダー洗浄部を設けてあるが、
上記のように、この洗浄廃液より前記界面活性剤や滑り剤を除去するエアレーション部を設け、該エアレーション部により界面活性剤や滑り剤等を除去した洗浄液を連続式クーラの冷却水に合流再利用させるようにしたため、
前記連続式クーラの冷却効率の向上と省水化を図ることができる。
【００２１】
また、請求項５記載の発明は、
請求項１記載の第１、第２の吸着式冷凍機を直列に接続し、
連続式クーラの入り口側より排出された温排水を第１の吸着式冷凍機の熱源水として利用し、第１の吸着式冷凍機の熱源水として利用後の温排水を第２の吸着式冷凍機の熱源水として利用し、第２の吸着式冷凍機の熱源水として利用後の温排水を第２の前記吸着式冷凍機の冷却側に導入して第１の冷却を行った後、該第１の冷却後の予冷水を第１の吸着式冷凍機の冷却側に導入して本冷却した冷却水を前記連続式クーラの下流側に導入するようにした、ことを特徴としたものである。
【００２２】
即ち、第１、第２の吸着式冷凍機を用意し、それを直列に接続し、
連続式クーラの入り口側より排出された例えば６５℃の温排水を第１の吸着式冷凍機の熱源水として利用して該冷凍機の熱源側で１段目の奪熱により、６０℃の奪熱温水に変換し、さらに該６０℃の奪熱温水を第２の吸着式冷凍機の熱源水として利用し該冷凍機の熱源側での２段目の奪熱により５５℃の奪熱温水に変換する。
ついで、上記奪熱温水を適当の降温手段により３０℃に降温して、第２吸着式冷凍機の冷却側に導入する。該冷却部で１段目の温度制御による予冷却をさせ、さらに第１吸着式冷凍機の冷却側に導入して、２段目の温度制御による本冷却をさせて、２０℃の冷却水を得るようにしてある。
即ち、上記２基の吸着式冷凍機の直列的処理により、２段階の奪熱と２段階の温度制御により最終段においてバラツキの少ない２５℃前後の冷却水を生成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
図１は本発明の基本構成を示す連続式クーラの熱有効利用システムであり、本実施例では特にカン、壜、もしくはペットボトル等の熱水殺菌後の加熱殺菌体を冷却する、冷却工程における温排水利用システムに好適に適用されるものである。
【００２４】
そして本実施例において、１０は連続式クーラで、１２は加熱部で、１１ａは凝縮器１３ａを持つ吸着式冷凍機で、３０ａはクーリングタワーである。
上記連続式クーラは１０は、入り口側よりワークである略８５℃前後の加熱殺菌体が連続的に搬入され、前記連続式クーラ１０の出口側槽では略４０℃前後に冷却されて搬出される。
前記冷却のため前記出口側より略２０℃の冷却水が供給され上流側に向け図示してないポンプにより供給され、シャワーまたはその他の手段により上流側より搬送されてくるワークに対し適当の冷却を行いながら向流循環され、前記連続式クーラの入り口側の最初の冷却部では略６５℃程度の排熱を持つ温排水になっている。
又、この連続式クーラの次段上流側槽より、図示してないポンプにより前記クーリングタワー３０ａを経由大気放熱をしながら下流側手前の槽に還流され、熱的閉サイクルを形成している。
【００２５】
上記吸着式冷凍機１１ａは、一般に冷媒として水、アルコール等を使用し、又はシリカゲル、ゼオライト、活性炭、活性アルミナ等の固体吸着剤を収設した吸着剤熱交換器（不図示）を複数基並設し、
前記連続式クーラの温排水の排熱と、凝縮器１３ａより放熱された放熱水を前記熱交換器の熱源水側Ａと冷却側Ｂに交互に供給しながら、前記吸着剤への冷媒の吸着と脱着を繰り返し、該冷媒の蒸発潜熱を利用して放熱水の冷却を行なう構成にしている。
凝縮器１３ａで、冷却側Ｂより蒸発した冷媒を外気と間接接触させて凝縮を行うとともに、吸着剤熱交換器における吸着熱を大気放熱する。
加熱部１２は、吸着式冷凍機１１ａの熱源水側Ａに導入する前記連続式クーラの温排水の排熱の加熱用に設けたもので、該排熱が低温の場合使用する。
【００２６】
そして連続式クーラ１０の入り口側槽部より排出された温排水の排熱は、加熱部１２を経由して吸着式冷凍機１１ａの熱源水側Ａに導入し、吸着式冷凍機を駆動させる。
一方、吸着式冷凍機１１ａの冷却側Ｂには所定温度（２０℃）に温度制御された冷却水が生成され、該冷却水は連続式クーラ１０の下流側に導入され、連続式クーラ１０の上流側と下流側は前記吸着式冷凍機１１ａを介して熱的閉サイクルを形成し、熱の有効利用を可能にしている。
なお、前記クーリングタワー３０ａは連続式クーラの次段上流側槽と、下流側手前の槽との間に冷却水の外部還流路を形成し、図示してないポンプにより該還流路を還流させ、且つ大気放熱による冷却水の降温を行なっている。
一方、連続式クーラの内部では、図示してないポンプにより冷却水は矢印Ｃの方向に順次下流側より上流側へ向け昇温しながら向流し、前記還流路とともに熱的閉サイクルを形成するようにしてある。
【００２７】
図２に示す第２の実施例は、吸着式冷凍機１１ａと１１ｂの２基を直列に配設し、熱源水の熱源側の奪熱過程を１Ａ、２Ａの２段に分け、且つ冷却側の温度制御過程も２Ｂ、１Ｂの２段階に分け、連続式クーラ１０の温排水の一層の効率的利用と冷却水の一層の緻密な制御を図ったものである。
以下前記実施例との差異を中心に説明する。
図に示すように、本システムは、連続式クーラ１０と、温排水加熱部１４と、吸着式冷凍部１５と、冷却液供給部１６と、より構成してある。
連続式クーラは１０は前述のように、矢印Ｄ方向に８５℃前後のペットボトル等の加熱殺菌処理をした加温ワークが搬入され、８５℃から４０℃に降温冷却される。
前記冷却過程での排熱により、連続式クーラの入口で加熱ペットボトルとの熱交換により約６０℃に昇温した温排水は、温流路３５を介して温排水加熱部１４に送られるようにしてある。
温排水加熱部１４は、ボイラ余剰熱源２７と熱交換器２６と温排水タンク２５とポンプｐ−８とよりなり、後述する奪熱温水の一部を前記ポンプｐ−８により流路４２を介して還流させ、熱交換器２６でボイラ余剰熱源２７と熱交換して流路４３を介して温排水タンク２５に供給する。該温排水タンクでは前記連続式クーラ１０よりの温排水と混合させて、温排水温度を約６０℃を６５℃に昇温させ好適な熱源水として吸着式冷凍部に供給する構成にしてある。
【００２８】
上記吸着式冷凍部１５は、凝縮器として機能するクーリングタワー１３ｂを共有する吸着式冷凍機１１ｂと１１ｃとを直列に配設したもので、前記温排水加熱部１４より流路３６を介して導出された６５℃の温排水は、第１吸着式冷凍機１１ｂの熱源側１Ａで１段目の奪熱を受け、６０℃の奪熱温水に変換される。
さらに、タンク２８、流路５７を介して第２吸着式冷凍機１１ｃの熱源側２Ａに導入され、２段目の奪熱を受け、５５℃の奪熱温水に変換され分離タンク３１に導入される。
該分離タンク３１より奪熱温水の一部は前述のように温排水加熱部１４に供給され、他の一部はポンプｐ−３、流路３８を介してクーリングタワー３０ｂを経由して大気放熱により３０℃に降温させられ、第２吸着式冷凍機の冷却側２Ｂに導入される。
上記冷却側２Ｂで１段目の温度制御をさせ、さらに第１吸着式冷凍機１１ｂの冷却側１Ａに導入させ、該冷却側１Ａで２段目の温度制御をさせて、２０℃の冷却水を得るようにしてある。
上記２０℃の冷却水は流路４０と補給源水タンク３４を経由し、ポンプｐ−７と流路４１を介して連続式クーラ１０の出口側槽に還流するようにしてある。
斯くして低級の６０℃の温排水を利用して２０℃の冷却水を得ることができるとともに、熱的閉サイクルを形成して連続式クーラの熱有効利用を可能にしてある。
また、温排水加熱部１４の加熱熱源は殺菌用ボイラの余剰熱源を使用する構成としてあるため、この点からも熱有効利用を図ることができる。
【００２９】
図３に示す第３の実施例は、連続式クーラの殺菌加熱ボトルの搬入側である連続式クーラ１０の上流側より、冷却時の排熱を吸着式冷凍機の熱源側３Ａに導入駆動させ、冷却側３Ｂで所定温度に温度制御させた冷熱を前記連続式クーラ１０の下流側に導入して、前記連続式クーラ内の循環冷却水を直接冷却するようにしたものであり、且つスライダー洗浄水の再利用を図った省水システムである。
【００３０】
図に示すように本実施例は、連続式クーラ１０と、吸着式冷凍機１１ｄと、クーリングタワー３０ｄと、小型冷凍機６０と、エアレーション部５７と、スライダー洗浄部５６とより構成してある。
連続式クーラ１０は、下流側より上流側に向け冷却水を向流循環させるようにしたクーラで、上流側入り口より８５℃に昇温させた殺菌加熱ペットボトルを矢印Ｅ方向に連続的に搬入させ下流側出口で４０℃に降温させた冷却ボトルを得るようにしてある。
【００３１】
吸着式冷凍機１１ｄは、凝縮器１３ｄを持ち、熱源側３Ａに連続式クーラの上流側１槽目の冷却槽５１の６０〜６５℃前後の排熱を流路５８を介して導入させ、冷却側３Ｂで冷却された２０〜３０℃前後の冷熱は流路５９を介して前記連続式クーラ１０の最下流槽５２に導入させ、連続式クーラ１０の上流側と下流側とを前記吸着式冷凍機１０を介して熱的閉サイクルを形成させ、熱有効利用を可能にしてある。
また、下流側冷却槽５５より上流側３槽目の冷却槽５４までの間の図示してないポンプにより矢印Ｆ方向にそれぞれ向流させ、前記上流側の冷却槽５４より下流側冷却槽５５との間には大気放熱用のクーリングタワー３０ｄを持つ還流用バイパス６１を設け、形成された冷却水の矢印方向Ｇの循環還流路により中間部に熱的閉サイクルを構成して、熱有効利用を図るとともに冷却効率の向上を図る構成にしてある。
殺菌ボトル洗浄用のスライダー洗浄部５６は連続式クーラ１０の前工程に設けられ、エアレーション部５７により界面活性剤や滑り剤を除去し前記中間部の冷却水と合流させ、大量の洗浄水の再利用を図る構成にしてある。
図中の６０は、小型冷凍機で次段の冷却槽５３で冷却後のペットボトルを冷却する補助的冷却源として利用するようにしてある。
【００３２】
【発明の効果】
以上記載のごとく本発明によれば、６０〜７０℃と時系列的に変化する温排水を熱源として有効に利用して必要動力の大幅低減を可能にするとともに、連続式クーラに精度の高い冷却水を供給し、連続式クーラの効率的熱有効利用方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成を示す連続式クーラの熱有効利用システム図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す連続式クーラの熱有効利用システムのフロー図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す連続式クーラの熱有効利用システムのフロー図である。
【図４】従来のクローズサイクルにおける連続式クーラによる冷却システムのシステムフロー図である。
【符号の説明】
１０                              連続式クーラ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ    吸着式冷凍機
１２                              加熱部
１３ａ、１３ｄ                    凝縮器
１３ｂ                            冷却塔（クーリングタワー）
１４                              温排水加熱部
１５                              吸着式冷凍部
１６                              冷却液供給部
３０ａ、３０ｂ、３０ｄ            クーリングタワー（ＣＴ）
【図１】
0003628458.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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