(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
挽き機組立体であって、
その中に配置された複数のオリフィスを有する集積チャンバの出口ポート上に配置された挽き機プレートと、
前記挽き機組立体の外側における前記挽き機プレート上および前記挽き機プレートに隣接して配置された複数の独立速度制御ブレード、および、前記挽き機組立体の内側の複数の独立制御プレートと、を含み、
前記独立制御ブレードの各々は、前記挽き機組立体を制御する分離モータとは別個の可変速度制御を有する分離モータによって制御され、
前記独立制御ブレードは、異なる速度に調整されている、挽き機組立体。
【請求項２】
前記オリフィスが、前記挽き機組立体を通して挽かれる物質の線維配向を制御する、請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記独立速度制御ブレードが、前記挽き機組立体を通して挽かれる物質の線維長さ制御を実現する、請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
挽き機ヘッド部、取付リング、ブリッジ、バレルおよび集積管を含む挽き機部分と、
前記ヘッド部を通して物質を前進させるために前記挽き機ヘッド部内に配置された装置と、
その中に配置された複数の挽き機アパーチュアを有する集積チャンバの出口ポートに配置された挽き機プレートと、
前記挽き機組立体の外側における前記挽き機プレート上および前記挽き機プレートに隣接して配置された複数の独立速度制御ブレード、および、前記挽き機組立体の内側に配置された複数の独立制御プレートであって、前記独立速度制御ブレードの各々が、前記挽き機ヘッド部を通して物質を前進させるために前記挽き機ヘッド部内に配置された前記装置から独立した可変速度制御モータによって制御される、複数の独立速度制御ブレードおよび複数の独立制御プレートと、
少なくとも１つの集積通路から構成された挽き機プレートと、
前記挽き機プレートの下流に配置された集積円錐体部分と、を含み、
前記挽き機アパーチュアがベンリュリ効果を生じさせる、挽き機械。
【請求項５】
前記アパーチュアによって生じる前記ベンチュリ効果が、前記挽き機プレートを通して挽かれる前記物質の線維を整列させる、又は前記物質を伸ばす、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項６】
挽かれた前記物質はアクチンおよびミオシンの分離がほとんどまたは全くないように、前記挽き機械が適合される、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項７】
前記アパーチュア内の球形の直径対前記アパーチュア内の円筒領域の直径の比率が約１．０１〜２．５であるように前記アパーチュアが直径を有する、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項８】
前記挽き機プレートの前記アパーチュアが、前記ベンチュリ効果を生じさせる断面を形成するために、球形と円筒との交差を利用する、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項９】
挽かれる前記物質が肉を含む、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項１０】
前記挽き機プレートの前記アパーチュアが、より大きな直径からより小さな直径へサイズを変える、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項１１】
前記アパーチュアを通した対応する圧力低下を伴う食品の加速をもたらす前記アパーチュア内のベンチュリを含む、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項１２】
前記挽き機ヘッド部を既存の挽き機に取り付けるためのクランプ機構をさらに含む、請求項４に記載の挽き機械。
【請求項１３】
前記挽き機械内でチェーンに張力をかけるためにチェーンテンショナをさらに含む、請求項４に記載の挽き機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、全て２０１１年９月１２日に出願された米国特許出願第１３／１９９，９１０号の一部継続である、２０１１年１２月２９日に出願された係属中の米国特許出願第１３／３７４，４４１号、２０１１年１２月２７日に出願された係属中の米国特許出願第１３／３７４，４１７号、２０１１年１２月２７日に出願された係属中の米国特許出願第１３／３７４，４２２号、２０１１年１２月２７日に出願された係属中の米国特許出願第１３／３７４，４２１号および２０１１年１２月２７日に出願された係属中の米国特許出願第１３／３７４，４２３号の一部継続である、２０１２年９月１２日に出願された係属中の米国特許出願第１３／５７３，３６９号および２０１２年９月１２日に出願された係属中の米国特許出願第１３／５７３，３７０号の一部継続である２０１４年１月１３日に出願された係属中の米国特許出願第１３／９９９，０９９号の一部継続である。
【０００２】
発明の分野
本発明は、独立ブレードを備えた挽き機に関する。本発明はさらに、食品の線維を整列させながら食品を伸張させるための装置および方法に関する。本発明はさらに含み、ここでブレードは柔軟性ブレードである。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
米国特許第４，２０５，４１５号は先細ノズルに関する。この先細ノズルは、凍った挽肉の塊をわずかに圧縮して凝集塊を形成するが、その間、凝集塊に空気を含ませるために挽かれたストランドのスパゲッティ様の形状を保持する。連続プロセスで凍った挽肉のパティを形成するために、容量型ポンプによって、肉は挽き機プレートに、次にノズルに押し込まれ、回転インボリュートナイフに至る。
【０００４】
米国特許第４，４７９，６１４号は、ポンプを含む肉挽き機に関する。ポンプは粒状の肉を一定の流速で混合室に供給する。肉は円錐台状の集積室へ放出され、挽き機プレートへ通される。半径方向に延在するブレードを備えた回転ナイフが、可変速度で油圧モータによって回転される。室に至る粒状の肉の可変流速、およびナイフの可変速度の結果として、挽き機プレートによる可変粒サイズの出力がもたらされる。
【０００５】
米国特許第３，９８６，２２７号は、熱ロールとバックアップロールとによって形成される圧力ニップによって溶解される階調コピー紙（tone copier paper）用の印刷システムに関する。かき取りブレードが臨界角度でバックアップロールの破壊可能な表面と係合する。臨界角度は、バックアップロール表面の摩擦係数と、バックアップロール表面に集積されるトナーデブリ汚染物とによって選択される。結果として、ブレードは、ロール表面上を自由に摺動するが、汚染膜の表面上を摺動しない。この膜はブレードと固定角度を形成し、ブレードを応力下に置き、フィルムを除去するたがね状の作用を生じさせる。
【０００６】
米国特許第４，１８４，４２９号は、プリント用型のプリント表面から余分なインクを拭い取るためのドクターブレードと、ドクターブレードおよびプリント装置を作製するための方法とに関する。ドクターブレードは、平行なブレード表面間に一定のブレード厚さを有する本体と、ドクターブレード本体に隣接する辺縁ブレード刃先部分とを含み、辺縁ブレード刃先部分は、くさび型ブレードの挿入ブレード斜面と本質的に同一の成形ブレード斜面を有する。ブレード刃先部分全体にドクターブレードは成形ブレード斜面の高さに等しい接触ブレード刃先厚さを有する。結果として成形ブレード斜面の有効面積は、余分なインクの拭い取り作業の間、有用深さの方向においておよびその全体にわたり、辺縁ブレード刃先部分の摩耗の進行にもかかわらず、最適なサイズで一定に保たれる。
【０００７】
米国特許第４，２５７，３４３号は、閉鎖室の囲い面の１つを形成する支持部材上を通過する材料片のコーティングに関する。閉鎖室は真空条件下に作動する。コーティング液は材料片の表面に層を形成するために閉鎖室に過度に供給される。コーティング動作の最後に、材料片が閉鎖室を出るとき、材料片は可動式に位置決め可能なブレードと接触する。このブレードは材料片に対して拭い取り動作を提供し、余分なコーティング液を除去する。閉鎖室の内側の真空によりブレードは材料片に押し付けられる。その結果、真空を変化させることによって、閉鎖室を出る材料片に付着するコーティング液の量は変化する。
【０００８】
米国特許第４，７８２，７５６号は、中実インク転移ローラを有するプリントローラインクカバー除去機に関する。この発明は、転移されたインクを除去するように選択的にローラと係合する複数の横並びのかき取りブレードを含む。別個のインク収集ローラが、除去されたインクを受け取り、単一ドクターブレードによってかき取られ、ブレードはインクを下にある受け皿中の使い捨てライナに落とす。別々のブレードは手動によりかき取り位置へ配置されるか、または空圧または電力により駆動される。
【０００９】
米国特許第７，７９６，９１３号は、支持ブラケットシュー組立体を備えたウェブ清掃装置を含む静電記録式プリンタ／コピー機内の移動ウェブから粒子を除去するための清掃ステーションに関する。ウェブ清掃装置は、１つまたは複数の成形金属ブレードを含む２つのワイパブレードを有し、そのそれぞれは他方のワイパブレードから一方のワイパブレードを区別する特徴を有する。
【００１０】
米国特許第７，９３０，８３０号は、ガラスおよびタイルから汚れおよび泥を除去するための後退可能なセーフティガードを備えたかき取り工具に関する。かき取り工具は、２つの別個の部分から構成されたハウジングと、これらハウジング部分間に単一または二重刃ブレードを保持するように作られたガード部材とを含む。ハウジング内でかき取りブレードは複数の支柱によって固定された静止位置に保持される。
【００１１】
米国特許第８，０２４，８３５号は、第１処理工具および第２バッキング工具を有する、物体または本体の表面と連動してある物質を処理するように作動する方法および工具に関する。処理工具は剛性保持部分と処理部分とを有し、単一の一体化工具として製造される。背骨が保持部分から片持ち梁状に延在し、把持部に対してねじれ角度として保持される弾性および柔軟性のブレードを支持する。ブレードは、所定の力を超える垂直の力に直面したとき、表面または物体への損傷を防止するために、背骨の周りで制御下にたわむように構成される。保持部分および処理部分は工具の使用を容易にするために相互に角度を付けて離れた関係で配置される。バッキング工具は処理の間物体を支持する。
【００１２】
米国特許第８，０８６，１３３号は、支持シュー組立体を備えたウェブ清掃装置を含む静電記録式プリンタ／コピー機内の移動ウェブから粒子材料を除去するための清掃ステーションに関する。ウェブ清掃装置は、２つのワイパブレードを有し、２つのワイパブレードは、ブレードがばねによって清掃装置サンプ中に固定されるとき他方のワイパブレードから一方のワイパブレードを区別する特徴をそれぞれ有する１つまたは複数のブレードを含む。
【００１３】
米国特許第８，４０１，４４６号は、潜像電荷を光受容体に置く光受容体に隣接して配置された荷電装置を含むプリント装置および方法に関する。転移支援ブレードが光受容体に隣接し、媒体シートを光受容体に押し付けて、マーキング材料を媒体シートに転移させる。装置はまた、転移支援ブレードに動作的に接続された制御器を含む。制御器は、転移支援ブレードに、媒体シートの中間部分よりも媒体シートの先行部分および後続部分により高い圧力を適用させる。
【００１４】
従来技術において、従来の肉挽き機は、肉の粒子をチャンバ内で前進させ、それらをチャンバの端部に配置された挽き機プレートに押しつけて貫通させるために、スクリュー型コンベヤを使用してきた。挽き機プレートは通常、肉の粒子サイズを低減するために、複数のオリフィスが貫通した状態で配置される。通常、肉挽きは、野球ボールサイズの肉片を用いて開始され、その後、所望のサイズに低減されるが、それはいくつかの肉挽き段階を経る場合がある。
【００１５】
スクリュー型肉挽き機は、スクリュー型コンベヤと、肉が通過するチャンバの側面との間に所定の隙間を必要とする。この隙間はスクリュー型コンベヤが回転する間壁を清掃することを可能にする。しかしながら、この隙間は、肉が高圧状況の下でスクリュー型コンベヤの周囲で後方に流れることを許容し、それにより、挽き機プレートで肉の粒子に適用され得る最大圧力量を低減する。この圧力制限は、挽き機プレートを通過し得る肉の最大流速を決定する。加えて、肉の中に存在し得る軟骨または骨片が挽き機プレートに詰まる可能性があり、さらに肉挽きを阻害する恐れがある。
【００１６】
大型の製造環境において肉を所望の粒子サイズに挽く際、作業の様々な段階で挽き機プレートを変えることが必要である。大きな粒子サイズから非常に小さな粒子サイズへ移ることは非常に難しいので、多数の段階が必要である。肉が挽き機プレートから出ると、肉は非常に「筋っぽい」質感を帯びる。脂肪および肉の線維が長手方向に沿って一緒にくっつく傾向があるためである。従って、肉挽き作業は、この物質の長さを低減するための追加ステップを必要とする。これら作業の全ては、肉挽きの段階ごとに繰り返す必要がある。
【００１７】
食肉産業は、多数の設計を通して、製造中に線維の長さを制御することを試してきた。これまでの最良の方法は、オペレータ制御に依存するボウル型細断機であり、製造速度を遅らせるのはバッチシステムである。
【００１８】
肉挽き機は繊維を特定の長さにせん断しない。肉挽き機は、食品を穴に押し込んで通過させながら油圧を用いて肉を押し出し、内側挽き機ブレードは、穴に詰まる可能性がある物質を穴から一掃する拭い取り装置である。この押出しプロセスは、線維の長さを制御せず、食品を非常に高い圧力に曝し、所望の食品品質を得ることができない。従来技術では、線維を所望の長さに切断するように設計された速度で内部挽き機ブレードを作動できるとしても、肉を伸張しおよび線維を整列することはこの製造段階では不可能である。
【００１９】
現在の形成技術は、高い圧力、速度および複雑な材料流路に依存し、それらにより品質を欠いた食品が製造されている。高い圧力は肉の細胞に作用し、圧力が高くなるほど肉の細胞は揉まれ、絞られ、乱れる。複雑な流路と組み合わされた高い速度は、圧力および乱れを増大し、肉製品に作用し、細胞からミオシン／アクチンを分離かつ混合し、筋線維を結合させ、収縮させる（タンパク質結合）。収縮は調理時のように高熱を適用する間に生じる。肉線維の活動は長さを収縮し、タンパク質結合と組み合わされたこの収縮により、制御されない場合奇妙な料理形状の原因になる筋線維が短くなるばかりでなく、噛むのに大変なゴム状の質感が生じる。
【００２０】
筋肉中、アクチンは薄いフィラメントの主要構成要素であり、（厚いフィラメントを形成する）モータータンパク質のミオシンとともにアクトミオシン筋原線維中に配置される。これら筋原線維は、筋肉収縮のメカニズムを含む。エネルギーとしてＡＴＰの加水分解を使用して、ミオシンの頭部はあるサイクルにかけられ、そのサイクルの間、ミオシンの頭部は薄いフィラメントに付着し、張力を与え、その後負荷に応じてパワーストロークを実行し、それにより薄いフィラメントは通り過ぎるようにスライドされ、筋肉を短くする。
【００２１】
筋線維構造は、マイクロメートルから数ミリメートルの長さまで測定される。これら線維構造は、相互に束ねられ、筋肉を形成する。筋原線維タンパク質は最大の基であり、おそらくこれらタンパク質について他のタンパク質よりも多くのことが分かっている。筋細胞中、アクチンは足場であり、その上でミオシンタンパク質は力を生成し、筋肉の収縮を支持する。ミオシンは、機械的手段により筋細胞から抽出される主要タンパク質である。
【００２２】
回転させることおよび揉むことの重要な目的は、筋原線維タンパク質を可溶化かつ抽出し、肉線維の表面にタンパク質滲出物を生成することである。滲出物は加熱すると成形片に相互に結合する。結合強度はまた、揉み時間またはブレンド時間を増大すると増大する。これは、肉表面に滲出物形成が増大したことが原因である。粗ミオシン抽出物はブレンド時間の増大とともに増大する。
【００２３】
肉挽き／細断は、タンパク質を分離すべく細胞を破断する概念を利用する。この機械的細断またはせん断は、せん断／充填プレートの穴で生じる。この工程により筋細胞からアクチンおよびミオシンが抽出される。
【００２４】
混合は、タンパク質滲出物を分離するために摩擦および運動エネルギーを利用する。充填穴の形状および間隔によって、肉の流れに静止点および乱れを生じさせることができる。この方向の変化は、混合および揉みの形状である。これは別の工程であり、アクチンおよびミオシンを筋細胞から抽出する。
【００２５】
揉むことは、タンパク質滲出を増大するために摩擦、運動エネルギーおよび圧力を利用する。この動作は肉が推進装置と接触し、圧力により移動されるか方向の変化を有するほとんどあらゆる場所で生じる。これも同じく、アクチンおよびミオシンを筋細胞から抽出することを伴う手順である。
【００２６】
食肉パティは、全筋肉、テーブル切落とし部（table trimmings）、またはＬＦＴＢ（lean finely textured beef：赤身できめの細かい牛肉）あるいはそれらの組み合わせから構成される。
【００２７】
挽き機／混合機により食品は粗挽きか微細挽きのどちらかにブレンドされ、それにより最終的な食品が作られる。これにより均一な混合物が得られ、混合物は麺状に成形される。
【００２８】
冷凍食品に関して、フレーク製造機を使用可能であり、それは最初に冷凍食品をフレーク状にし、その後冷凍食品は挽き機／混合機／ブレンダーで挽かれる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２９】
発明の概要
本発明は、肉の線維配向と食品線維の伸張とを引き起こす挽き機プレートに機械加工されたオリフィスに関する。線維が整列および伸張される間、線維が所望の長さでせん断されるような速い速度でオリフィスを通過することが本発明の目的である。
【００３０】
独立して速度制御されるブレードの組を挽き機プレートの外側に設置することが本発明の目的である。線維配向を制御するオリフィス加工された穴を使用することが本発明の目的である。挽き機が食品を押し出し、オリフィスを通して食品を加速させ、その結果として、線維整列および伸張がもたらされ、その一方で外側ブレードがいずれかの所望の長さに線維をせん断する機会を許容することが本発明の目的である。オリフィスの出口で伸張かつ整列された状態の線維を有することは、それらをせん断する唯一の目的である。線維長さの制御を可能にする速度に制御できる独立したブレードの組を有することが本発明の目的である。
【００３１】
本発明は、オリフィスによって影響を及ぼされる線維をせん断するための、可変速度制御を備えた独立型ナイフ組立体に関する。
【００３２】
外部または外側ナイフ組立体を挽き機に提供することが本発明の目的である。
【００３３】
外部または外側ナイフ組立体をスタッファー、または他のいずれかの食肉押出し機械または装置に提供することが本発明の目的である。
【００３４】
外部または外側ナイフ組立体の独立速度制御を提供することが本発明の目的である。装置を油圧、電気、空気圧または他のいずれかのエネルギー伝達システムによって駆動することが本発明の目的である。
【００３５】
ナイフ回転ドラムがギヤ駆動、ベルト駆動、チェーン駆動またはナイフ回転ドラムにエネルギーを伝達するための他のいずれかの方法を有することが本発明の目的である。
【００３６】
ねじ、保持ピンを有するすべり継手、現在図面に示されているようなクランプカラー、断続ねじ（interrupted thread）、ボルトを有するフランジ、ロックカムまたはボルトを有する「Ｕ」字形すべりソケットによって装置を取り付けることが本発明の目的である。
【００３７】
使用されるナイフがシェルフ構造から離れた標準的なものであることが本発明の目的である。ナイフが異なる用途のために必要に応じて再設計されることが本発明の目的である。ナイフがナイフ差込み工具であることが本発明の目的である。ナイフが穴の直径に等しいかそれより小さい厚さを有することが本発明の目的である。これはナイフがオリフィスを完全に閉鎖された窓化し、従って流れを遮断し、肉をパルス状に送ることを防止する。
【００３８】
肉の流れが始まる間および停まる間、ベンチュリ作用が起こる前に、円筒はそれ自体を清掃する必要がある。オリフィスの球形部分が円筒形部分または穴の出口よりも長さが短いことが本発明の目的である。
【００３９】
球形部分と円筒形部分の長さの比率の間に関係性があることが分かっている。ベンチュリ効果は、開始および停止動作またはパルス状の流れに曝されるとき、比率からすると長い球形部分と短い円筒でより良く得られる。
【００４０】
ドラム装置がかき取り装置組立体を有することが本発明の目的である。かき取り装置組立体は、肉が衣類乾燥機のように転がり回らないようにし、ドラムとのより短い接触時間であるように肉を放出する。それは、肉を制御された方法で方向付け、万が一装置が適切に取り付けられない場合には安全装置として機能する。
【００４１】
ナイフリングの駆動部分が３つの隆起タブを備えた３つの正方形切欠きを利用することが本発明の目的である。
【００４２】
本発明は肉を挽くための装置を含む。肉挽き機は、高圧下に肉の粒子を連続した流れで圧送するポンプを含む。この肉は集積チャンバの入口ポートに圧送される。集積チャンバは、より大きな直径を有する出口ポートを備えた円錐台の形状を有する。挽き機プレートは集積チャンバの出口ポートに配置され、挽き機プレートには複数の穴が配置され、肉が押し通されるとき肉の粒子サイズの直径を低減するようになっている。挽き機プレートからの粒子物質流出物の長さを低減するために切断ナイフが挽き機プレートに隣接して配置される。挽き機プレート中で表面に対して垂直に切断ナイフを移動するために可変モータが切断ナイフに取り付けられる。挽き機プレートからの粒子物質流出物の長さが特定の用途に依存して変えられるように可変モータは可変速度を有する。
【００４３】
本発明の別の実施形態によれば、可変モータは、可変モータに油圧を供給するための外側ポンプを備えた油圧モータである。この油圧モータは可変回転速度で切断ナイフを回転させるために連続可変速度を有する。ナイフの回転速度を変えることによって、挽き機プレートに押し通される粒子サイズの長さを、所望の粒子サイズに定めることができる。
【００４４】
ある実施形態では、挽き機はそのオーガを経由して肉を挽き機プレート中で搬送する。ここでも外側ナイフが肉を切断する。ブレードの回転速度は線維の長さに影響を及ぼす。速度はモータに接続される速度制御装置を介して調整可能である。入力シャフトから外側駆動ナイフハブまで機械的に接続された駆動装置によってモータは外側ナイフを駆動する。外側ナイフの挽き機プレートとの接触は、外側ナイフ圧力テンションリング組立体によって調整される。
【００４５】
ミオシンのアクチンとの分離および混合を低減するために線維配向技術を提供することが本発明の目的である。線維配向技術が線維の配向を制御することが本発明の目的である。線維配向技術がミオシンの活動性を弱め、その結果としてより良い噛み心地／結合および最終料理形状の制御をもたらすことが本発明の目的である。
【００４６】
本発明は、食品の線維を整列しながら食品を伸張させるように食品を加速するための装置および方法に関する。穴またはオリフィスが垂直側または凹側でより大きな直径からより小さな直径へサイズを変えることが本発明の目的である。前記の側が鋭い縁部を有することが本発明の目的である。その原理はベンチュリに似た設計を有する。それはノズル、ベンチュリ、オリフィス、または流れ制限部と呼ばれ、それはオリフィスを通した対応する圧力の低下とともに食品の加速をもたらす。
【００４７】
物質が通過する管の直径を低減することによって速度は増大される。これは質量保存の法則である。速度が増大すると、物質の圧力は低下する。これはエネルギー保存の法則である。
【００４８】
温度を下げるか圧力を上げることによって速度が初めて増大できる断面積（Ｃ）と断面積（ｃ）の間の比率が液体ごとに存在する。挽肉は均質な液体ではないが、同じ概念があてはまる。オリフィスと小オリフィスとの間の移行部が有限長さを持たない限り、ベンチュリ効果を得ることは不可能である。成果を表す円筒と球形との間の長さの比率が存在する。球形の長さと比較してより短い長さの円筒は、速度および整列の成果を表す。
【００４９】
ベンチュリはより大きなオリフィスからより小さなオリフィスへの滑らかな移行部をもたらす。この移行部は流れ移行部を最小化し、それによってシステム内の制限部を低減する。移行部はエネルギー損失を最小化し、および線維整列を支援する。
【００５０】
ベンチュリ内の移行部は製造工具環境で形成することが極めて困難である。結果として、球形または同様の形状の幾何学的特性を使用することにより、標準的な製造方法を使用して多くのベンチュリ効果特性を得る能力が与えられる。
【００５１】
球形の全ての地点は固定地点から同じ距離である。球形の輪郭および面部分は円である。球形は同じ幅および周囲寸法を有する。球形は最少の表面積で最大の体積を有する。上記特性の全てにより肉は最少の中断で流れることができる。静止領域および不動領域はない。どのような角度で円筒が球形と交差しようとも、断面は常に完全な円である。
【００５２】
肉の速度を上昇させて直線状に線維を整列させることが本発明の目的である。
【００５３】
ベンチュリ効果を生じさせるために挽き機プレートまたはオリフィスプレートのアパーチュア内に球形の形状または同様の形状を有することが本発明の目的である。
【００５４】
本発明は、挽かれる物質が投入されるホッパを有する挽き機械に関する。挽き機械はさらに、挽きヘッド部、取付けリング、ブリッジ、集積管、オーガまたは供給スクリュー、およびバレルを含む挽き機部分を含む。供給スクリューは挽きヘッド部に配置され、ヘッド部を通して物質をホッパへ前進させる。ナイフ組立体が供給スクリューの端部に取り付けられ、オリフィスプレート／挽き機プレートと組み合わされた供給スクリューとともに回転する。これにより、供給スクリューによってオリフィスプレート／挽き機プレートの方に前進させられた物質が挽かれる。供給スクリューは下流端に穴を有し、その中に中心ピンが挿入される。中心ピンはナイフ組立体の中心通路を通って、および挽き機プレートまたはオリフィスプレートの中心開口に配置されたブッシングを通って延びる。集積円錐体部分がオリフィスプレート／挽き機プレートの下流に配置され、ブッシングに固定される。オリフィスプレート／挽き機プレートは、複数の挽き機アパーチュアを有する外側部分と、少なくとも１つの集積通路を有する内側部分とから構成される。オリフィスプレート／挽き機プレートの１つまたは複数の集積通路は、集積円錐体部分によって画成された集積構造につながり、それは集積キャビティおよび放出通路を概ね含む。オリフィスプレート／挽き機プレートガードがオリフィスプレート／挽き機プレートの下流に配置され、集積構造を適所に維持する。取付けリングがガードをオリフィスプレート／挽き機プレートに対して保持し、介在構造物を挽きヘッド部の本体に取り付ける。
【００５５】
本発明は、肉挽き機械の挽き機ヘッド部に関する。本発明により線維の整列が改善される。肉線維は、挽き機プレートのオリフィスを通して引かれ、挽き機プレートは肉線維を伸張する。オリフィスによって生じるベンチュリ効果により線維はプレートを通して整列される。肉線維は伸張され、きれいな切り口を可能にする。ミオシンの分離はほとんどまたは全くない。
【００５６】
肉の切り口の最も低い断面を得ることが本発明の目的である。
【００５７】
挽き機が食品を挽くことが本発明の目的である。
【００５８】
この食品の流れは、円筒サイズを低減するシステムを使用することによって加速される。ベルヌーイの法則からの方程式Ａ1Ｖ1＝Ａ2Ｖ2を用いると、速度は断面積を低減することによって増大される。
【００５９】
これを満たす典型的な方法は、ベンチュリノズルの使用である。しかしながら、ベンチュリは漸進的な面積の低減と有限長さのスロート部とを必要とする。プレート厚さの制限を考慮すると、挽き機またはオリフィスプレートに従来技術のベンチュリを配置することは実現不可能だった。しかしながら、球形の特性を利用すると、円筒をより大きな直径の球形と交差させることによって、食品は加速を達成する。
【００６０】
球形内で圧力は全ての方向において等しい。従って、球形が円筒によって交差されるとき、食品は高速で円筒と同軸の方向に移動する。挽き機プレート内の食品に対する衝撃はより大きい。より速い速度で移動する食品はより多くの運動量を生み出すためである。
【００６１】
球形を円筒のアパーチュアに形成することによってオリフィス／挽き機プレートのアパーチュアにベンチュリ効果をもたらすことが本発明の目的である。これによりベンチュリ効果またはベンチュリポンプが生じる。これによりオリフィスを通る食品は加速される。球形状の切込みは全ての方向において等しい圧力を生成する。使用される液体、ガスまたは固体のチョーク流以下でありかつ接続された円筒部分の直径以上である直径を有する球形半球または湾曲構造を有することが本発明の目的である。
【００６２】
球形半球または湾曲構造が、それと交差する円筒部分よりも１．０１〜２．５倍大きい直径を有することが本発明の目的である。縁部から穴までより鋭い縁部を有することが好ましい。
【００６３】
球形の形状を、円筒交差部分とともに、および、使用される液体、ガスまたは固体のチョーク流以下でありかつ接続された円筒部分の直径以上である円筒の領域で割られた球形の直径の比率とともに使用して、改善された細胞構造を維持する肉の流れの状況を作ることが本発明の目的である。
【００６４】
不規則な形状は直径を有さないが、それらは面積を有する。線形品の所与の比率に関して、比率は線形比率（linear ratio）の二乗になる。湾曲および不規則形状に関して、初期面積と低減面積の比率は、約１．２〜６．２５である。
【００６５】
独立制御速度ブレードを挽き機プレートの外側および内側に配置することが本発明の目的である。
【００６６】
独立制御速度ブレードを挽き機プレートの内側に配置することが本発明の目的である。
【００６７】
既存の挽き機ヘッド部を利用してそれを既存の挽き機に取り付けるために挽き機械がクランプ機構をさらに含むことが本発明の目的である。
【００６８】
チェーンに張力をかけるために挽き機械がチェーンテンショナをさらに含むことが本発明の目的である。
【００６９】
本発明は、ブレードの刃をせん断表面と接触した状態に保つためにブレード自体からのばね圧力を使用する柔軟性ブレードに関する。機械的圧力はブレードがブレードホルダに締結されることによって生じる。ブレードとブレードホルダとの間の空間は圧力が適用されるときブレードの撓みを生じさせる。ブレードが熱処理可能なステンレス鋼を含むことが本発明の目的である。ブレードの連続した切れ刃をそれが適用される表面に提供することが本発明の目的である。ブレードが高炭素鋼を含むことが本発明の目的である。ブレードがセラミックを含むことが本発明の目的である。
【００７０】
ブレードが４５Ｃ〜６０Ｃの間の高いロックウェルを有することが本発明の目的である。
【００７１】
ブレードが摩耗するにつれてより低い柔軟性を有しおよび直立した姿勢で立つことが本発明の目的である。これを引き起こすのはブレードの撓みによって生じる張力である。ブレードの鋭利な刃をせん断表面と連続的に接触させることが本発明の目的である。ブレードとブレードホルダとの間の空間がなくなるまでこれは続く。ブレードに対する圧力が締結具によって生成されることが本発明の目的である。
【００７２】
ブレードが挽肉産業において挽き機械で使用されることが本発明の目的である。ナイフ／ブレード保持リング１つあたり３つのブレードを使用することが本発明の目的である。１リングあたり少なくとも２つのブレードを使用することが本発明の目的である。ブレードの数およびモータ速度は肉の線維サイズを決定する。リングを挽き機プレートの上面に配置すること、および挽き機プレートを固定して、ブレードを移動させることが本発明の目的である。
【００７３】
ナイフ／ブレードホルダスペーサを備えたナイフ／ブレード保持リングに、プレートに圧力を適用するブレードに対し圧力を適用するナイフホルダに圧力を適用させることが本発明の目的である。
【００７４】
締結具によってブレードをブレードホルダに取り付けることが本発明の目的であり、ここでブレードホルダは固定された角度のブレード支持体である。ブレードホルダをリングに取り付けることが本発明の目的であり、ここでリングは挽き機プレートの上にある。
【００７５】
３つのブレード支持体がリングに取り付けられることが本発明の目的であり、各ブレード支持体にはブレードが取り付けられる。
【００７６】
ブレードが斜角を有することが本発明の目的である。その角度が２０°〜７０°の間であることが本発明の目的である。好ましい実施形態では、斜角は約２０°である。
【００７７】
ブレードの角度がホルダの角度より大きいことが本発明の目的である。ブレードが高くなるほど斜角は大きくなる。ブレードのヒールの間に隙間があることが本発明の目的である。ブレードの角度が９０°から４５°またはそれ未満まで回転するにつれ、ブレードの隙間は大きくなる。ブレードがすり減るまでブレードの背面がせん断表面と接触しないことが本発明の目的である。
【００７８】
ブレード保持機構に取り付けられる締結具によってブレードがクランプ機構に取り付けられることが本発明の目的である。
【００７９】
ブレードを食品パティ成型機械の充填プレートで使用することが本発明の目的である。充填プレートはブレードを使用して前後に真直ぐに移動することができる。
【００８０】
ブレードをスタッファーで使用することが本発明の目的である。プランジャは肉をケーシングに配置し、ブレードはケーシングの出口に配置される。
【００８１】
種子産業などの押出しおよび成形プロセスでブレードを使用することが本発明の目的である。ブレードを製菓産業で押出しの間に使用することが本発明の目的である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】挽き機外部ナイフ組立体の分解図を示す。
【図２】従来技術のベンチュリ設計の図である。
【図３】本発明のオリフィスまたは挽き機プレートの実施形態の上面図である。
【図４】本発明のオリフィスまたは挽き機プレートの実施形態の拡大上面図である。この実施形態に示されるように、球形部分は出口円筒長さに比べて短い。
【図５】本発明のオリフィスまたは挽き機プレートの実施形態の側断面図である。この実施形態に示されるように、球形部分は出口円筒長さに比べて短い。
【図６】本発明のオリフィスまたは挽き機プレートの実施形態の拡大側断面図である。この実施形態に示されるように、球形部分は出口円筒長さに比べて短い。
【図７】本発明のオリフィスまたは挽き機プレートの上面図である。
【図８】挽き機外部ナイフ組立体の分解図の実施形態である。
【図９】本発明の挽き機組立体に取り付けられたブレードの拡大上面図である。
【図１０】本発明のブレードを有する挽き機組立体の上面図である。
【図１１】本発明のブレードを有するリングの上面図である。
【図１２】本発明のブレードの上面図である。
【図１３】本発明のクランプに取り付けられたブレードの上面図である。
【図１４】本発明の挽き機組立体に取り付けられたブレードの上面図である。
【図１５】本発明の挽き機組立体に取り付けられたブレードの拡大上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
発明の詳細な記載
図１は、挽き機ナイフ１２を含む挽き機外部ナイフ組立体１０を示し、挽き機ナイフ１２は、ハブからの複数の脚部（または延伸部）を有する装置であり、複数の脚部のそれぞれは、複数のオリフィスを有する平坦な表面上で回転することによって線維を切断するように設計された刃を有する。
【００８４】
挽き機プレート１４は複数のオリフィスを有する平坦な円板である。挽き機プレート１４は、挽き機ナイフがその上で回転する表面である。
【００８５】
骨集積管１６は、挽き機プレート１４の中心ハブに取り付けられた管である。それは、骨物質が移動するための経路を形成し、その結果、骨物質は挽かれた肉から分離される。
【００８６】
ある実施形態において、骨集積器（流れ制御のためにボール弁を一般に使用する）は、本発明の球形穴設計を有する固定式インサートオリフィスと置き換えられる。これは、異なるサイズのオリフィスの容易なサイズ交換、取外しおよび取付けを可能にする。これは流れの一貫性を維持することを促し、オリフィスを介した加速は自己浄化式であり得、およびそれは外側輪郭を低減し得、それによりドラム装置からの肉のより良い流出を可能にする。
【００８７】
挽き機プレートナット１８は挽き機プレート１４を挽き機バレルに保持する。
【００８８】
ギヤボックスクランプ２０は、ナット１８を介して外側ギヤボックスを挽き機の端部に固定する円形ロッククランプである。
【００８９】
外側ナイフ２２は挽き機プレート１４の下流側で肉を切断する。
【００９０】
ナイフ押しロッド２４は、ばね力がナイフ１２に及ぶことを可能にするバーである。
【００９１】
Ｏリング２６は、合わせ面同士をシールするために使用されるか、緩衝効果およびばね効果を提供することができるエラストマである。
【００９２】
ギヤボックス取付フランジ２８は、ギヤボックスクランプ２０がギヤボックスを挽き機に保持することを可能にするギヤボックスの部分である。ギヤボックスクランプは装置を挽き機に保持するためにフランジ２８およびナット１８の両方と係合する。
【００９３】
ギヤボックスハウジング３０は左側および右側ハウジングから構成され、それらハウジングはボルトによって締結される。
【００９４】
ベアリング３２はギヤボックスハウジング３０に対して回転を支持する。
【００９５】
入力シャフトベアリング３４（駆動スプロケットベアリングとしても知られる）は、駆動シャフトが外側ナイフ２２を回転することを促す。
【００９６】
ベアリングレース３６は、ボール（ボールベアリング）またはローラ（ローラベアリング）を含むベアリング３２の外径上のカバーである。
【００９７】
ナイフ組立体１０はさらに、モータ力を外側ナイフに伝達するドライブチェーン３８を含む。
【００９８】
外側ナイフ駆動ハブ４０は、外側モータによって直接駆動されるスプロケットである。
【００９９】
入力スプロケットシャフト４２は補助モータからドライブチェーン３８へ力を伝達する。
【０１００】
モータ入力継手４４は、補助モータの前部に取り付けられる。
【０１０１】
ギヤボックスハウジング４６は左側および右側ハウジングから構成され、それらハウジングはボルトによって締結される。
【０１０２】
外側ナイフ圧力テンションリング４８は、挽き機プレート１４の表面に外側ナイフ２２を保持するために外側ナイフ２２に圧力を適用する。
【０１０３】
さらなる実施形態において、装置のばねは、外側リングのない状態で内側にある。
【０１０４】
テンションばね５０は外側ナイフ２２と挽き機プレート１４との間の接触を維持するために力を生成する。
【０１０５】
テンション調整スクリュー５２は、圧縮ばねからのテンションを調整する。
【０１０６】
ギヤボックスモータフランジ５４は、モータが取り付けられるフランジである。
【０１０７】
モータクランプ５６は、モータ６０をギヤボックスに保持するクランプである。
【０１０８】
モータ取付フランジ５８は、ギヤボックスに取り付けられたフランジである。
【０１０９】
調整可能な速度モータ６０は、インバータドライブを有する電気モータである。
【０１１０】
ある実施形態において、挽き機ナイフは、挽き機オーガの端部に取り付けられる。挽き機プレートは複数の穴を有し、複数の穴は球形構成要素と円筒形構成要素とを有する。挽き機プレートおよび挽き機ナイフは、挽き機プレートナットによって挽き機の端部に組み付けられる。挽き機プレートナットは、スクリューねじによって挽き機に組み付けられる。外側ナイフは３つのナイフ押しロッドに組み付けられる。ギヤボックス取付フランジはＬＨギヤボックスハウジングに組み付けられる。Ｏリングは肉の漏れを防止するためにギヤ取付ナットフランジに挿入される。
【０１１１】
ベアリングおよびベアリングレースは、外側駆動ハブの外径に組み付けられる。外側駆動ハブはドライブチェーンを受け止めるためのスプロケット歯を有する。第２のベアリングおよびベアリングレースが存在し、それらは外側ナイフ駆動ハブにぴったり合い、ギヤボックスハウジングＲＨにぴったり嵌まる。
【０１１２】
ギヤボックス組立体に組み付けられた２つの入力シャフトベアリングが存在する。入力スプロケットシャフトは外側ナイフ駆動ハブと整列される。モータ入力継手はモータが組立体を駆動することを促進する。ギヤボックス組立体が完成されたあと、３つのナイフ押しロッドを有する外側ナイフは、ギヤボックス組立体に押し通される。各ロッドに対し１つの３つのテンションばねは、ギヤボックスハウジング組立体の穴に組み付けられる。外側ナイフ圧力テンションリングは、テンション調整を提供するために、テンション調整スクリューと一緒に組み立てられる。
【０１１３】
組立体全体は、ナット上の取付フランジによって、およびギヤボックス取付フランジ上の同様のフランジによって、挽き機プレートナットに取り付けられる。これらはギヤボックスクランプによって取り付けられる。ギヤボックスモータフランジは３つのボルトを介して組み付けられる。モータフランジはモータの前部に組み付けられる。
【０１１４】
モータは、ギヤボックスクランプと機能が似ているモータクランプによってギヤボックスに取り付けられる。モータは速度制御装置に電気的に接続される。
【０１１５】
骨集積管は挽き機プレートのハブに取り付けられる。
【０１１６】
図２は、直径１０２と、斜め移行部１０４と、スロート長さ１０６と、放出部１０８とを含む従来技術のベンチュリ１００を示す。
【０１１７】
図３はアパーチュア２１０を有するオリフィス／挽き機プレート２００を示す。
【０１１８】
図４はアパーチュア２１０を示すオリフィス／挽き機プレート２００の拡大図を示す。
【０１１９】
図５はアパーチュア２１０を有するオリフィス／挽き機プレート２００を示す。アパーチュアは球形部分２１２と円筒形部分２１４とを含む。
【０１２０】
図６は球形部分２１２と円筒形部分２１４とを有するアパーチュア２１０の拡大図を示す。
【０１２１】
図７は、骨集積スロット２５２と、球形直径２５６および円筒形直径２５８から構成されたオリフィス２５４とを有する挽き機／オリフィスプレート２５０を示す。矢印２６０は肉の流れる方向を示す。
【０１２２】
図８は分解された挽き機外部ナイフ組立体のある実施形態を示す。
【０１２３】
挽き機外部ナイフ組立体３００は、挽き機ナット２０１と、ドラムおよびスプロケット組立体３０２と、ナイフホルダスペーサ３０３と、ナイフ保持リング３０４と、ギヤケース３０５と、ギヤケースカバー２０６と、シャフトカバー３０７と、シャフトケースフランジ３０８とを含む。
【０１２４】
挽き機外部ナイフ組立体３００はさらに、モータフランジ３０９と、取付リング３１０と、カバープレート３１１と、テンションアーム３１２と、モータシャフトアダプタ３１３と、クレビスブロック３１４と、クランプタイロッド３１５と、クランププレート３１６と、ギヤケースシール３１７と、ナイフホルダ３１８と、シール３１９とを含む。
【０１２５】
挽き機外部ナイフ組立体３００はさらに、挽き機プレート３２０と、ナイフブレード３２１と、駆動シャフト組立体３２２と、ナイフブレード３２３と、ベアリングシャフト３２４と、ベアリングブラケット３２５と、アイドラスプロケット３２６と、アイドラシャフト３２７と、プラグ３２８と、シール３２９〜３３１とを含む。
【０１２６】
挽き機外部ナイフ組立体３００はさらに、モータ３３２と、締結具３３３〜３３６、３３９〜３４１、３４３〜３５０、ベアリング３５１、クイックリリースピン３５２、ばね３５３、およびエコーンナット３５４とを含む。
【０１２７】
挽き機外部ナイフ組立体３００はさらに、保持リング３５５と、保持リングを有するクレビスピン３５６と、締結具３５７〜３６４と、ベアリング３６５〜３６６と、キー３６７とを含む。
【０１２８】
図９は、締結具４１４によってブレードホルダ４１２に取り付けられたブレード４１０を示し、ブレードホルダ４１２は固定された角度のブレード支持体である。ブレードホルダはリング４１６に取り付けられ、ここで挽き機プレート４１８の上にある。
【０１２９】
図１０は、挽き機プレート４１８と、締結具４１４によってブレード支持体４１２に取り付けられたブレード４１０を有するリング４１６とを示し、図は、リング４１６に取り付けられた３つのブレード支持体４１２、４２０、４２２を示し、各ブレード支持体にはブレードが取り付けられている。
【０１３０】
図１１は、ブレード支持体４１２、４２０、４２２を有するリング４１６を示し、各ブレード支持体にはブレードが取り付けられている。
【０１３１】
図１２は、斜角４２４を有するブレード４１０を示す。好ましい実施形態では、斜角は約２０°である。ある実施形態では、進入角度は約２０°〜７０°である。ブレードの角度は角度ホルダを超えなければならない。ブレードのヒール部分の間に隙間がなければならない。
【０１３２】
図１３は、締結具４１４によってクランプ４２６に取り付けられたブレード４１０を示す。
【０１３３】
図１４は、挽き機プレート５００の実施形態を示し、ここで、３つのブレード支持体５０４、５０６、５０８を有するリング５０２を有するブレード、各ブレード支持体は、クランプ機構５１２に取り付けられたブレード５１０を有し、クランプ機構５１２は締結具５１４によってブレード支持体に取り付けられる。リング５０２は挽き機プレート５１６の上にある。
【０１３４】
図１５は図１４の拡大図であり、ブレード支持部材５０４に取り付けられたブレード５１０を示す。
【０１３５】
本発明は、線維配向技術に関する。線維配向技術は、挽き機プレートを通して圧力を低下させ、生じる筋線維の収縮が、噛み心地および縮みの両方を制御する選択方向にあるように、肉の線維を整列させる。線維配向技術は、食品流れに対するより低い抵抗を実現する。
【０１３６】
線維配向技術は、よりきれいな切り口のための、より良いせん断面を提供する。線維配向技術は、せん断作用が筋細胞を可能な限り中断しないように、挽き機プレートに線維を整列する。線維配向技術は、肉の流れを遮断する挽き機プレートの合計面積を低減し、肉を動かす食品の方向変化をより少なくする。線維配向技術は、ベンチュリ／チョークプレートの原理を使用して肉の線維を挽き機プレートのアパーチュアを通して押す代わりに引く。
【０１３７】
これら線維配向技術の特徴の全てにより、ミオシンのアクチンとの分離および混合が低減され、正味効果は線維の制御された配向であり、より少ないミオシンの活動性は、より良い噛み心地／結合性および最終料理形状に対する制御をもたらす。
【０１３８】
挽き機プレートのアパーチュアの球形形状によりベンチュリ効果が生じる。
【０１３９】
挽き機プレートは、所定のパターンで分布された多数の充填オリフィスを有する。オリフィスは、円筒形部分と交差する球形部分または湾曲構造から成る。球形部分または湾曲構造は、使用される液体ガスまたは固体のチョーク流以下でありかつ接続された円筒形部分の直径以上である直径を有する。断面積の低減によって「ベンチュリ」状態が生じる。球形部分または湾曲構造を使用することによって、円筒形部分と球形または湾曲構造との間の交差部が、その形状がベンチュリ式システムに匹敵するように製造可能である移行部を形成する。縁部から穴までより鋭い縁部を有することが好ましい。完全な縁部を得るために、研磨機で鋭くすることが好ましい。好ましい実施形態では、挽き機プレートはクロムコートされる。
【０１４０】
質量保存およびエネルギー保存の法則を用いると、容積流量はシステムの全ての地点で等しい。（ρ1Ａ1Ｖ1）＝（ρ2Ａ2Ｖ2）。ρは定数であり、速度は断面積の反比例である。またベンチュリは、ある有限距離の傾斜部と、同じく有限距離を有するスロート部とを必要とする。
【０１４１】
円形断面に補給する球形形状は、肉にかかるより一定の圧力を維持しながら、食品速度の上昇をもたらす。球形は以下の特性を有する。
・球形の全ての地点は固定点から同じ距離である。
・球形の輪郭および面部分は円である。
・球形は同じ幅および周囲寸法を有する。
・球形は最少の表面積で最大の体積を有する。
・これら特性により肉は最少の中断で流れることができる。静止領域および不動領域はない。
・どのような角度で円筒が球形と交差するかは問題ではない；断面は常に完全な円である。
・球形の内側の圧力は、全ての方向で均一である。
【０１４２】
肉が球形の円形断面に通されるとき、圧力が球形内で均一であるという事実により、球形と同軸である力が生成される。面積を低減することで充填プレートの円筒を通過する肉は加速される。加速により線維が流れの主方向において整列されることが実験的に分かっている。従って線維の配向が存在する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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