(57)【要約】【課題】容器に包装された食品を高周波誘電加熱によって効率よく且つムラなく加熱し、且つスパークに起因して殺菌密封を反故にしてしまう損傷が容器に生じるのを防止することができる包装食品の加熱方法及び装置を提供する。【解決手段】食品（米飯）７が容器６に包装されている包装体９が、電極板３１，３２間に挟んで置かれる。アクチュエータ３８のような押し付け機構によって少なくとも一方の電極板３１を包装体９の蓋材８に押し付け、電極板３１，３２間にヘッドスペース３９等の空隙を実質的に形成しない状態にする。高周波電源３３から高周波電圧を印加し、高周波誘電加熱によって米飯７を殺菌加熱する。ヘッドスペース３９が実質上存在しないので、加熱効率の向上と加熱ムラの防止が図れ、蓋材８や容器６を損傷させる放電現象を防止することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品と前記食品を収容する容器とから成る包装体を対向した二つの電極間に挟んだ状態で、前記電極間に高周波電圧を印加することによって包装された前記食品を加熱殺菌する包装食品の加熱方法において、少なくとも一方の前記電極を前記包装体に押し付けることにより、前記電極間に前記食品以外の空隙を実質的に形成することのない状態で前記高周波電圧を印加することから成る包装食品の加熱方法。
【請求項２】
前記容器は開口部周囲のフランジ部に蓋材が溶着されることによって密封シールされるトレイ状容器であって、前記蓋材側に配置される前記電極、又は前記トレイ状容器の底部側に配置される前記電極がそれぞれ前記蓋材又は前記トレイ状容器の前記底部に押し付けられることから成る請求項１に記載の包装食品の加熱方法。
【請求項３】
前記食品は米飯であることから成る請求項２に記載の包装食品の加熱方法。
【請求項４】
食品と前記食品を収容する容器とから成る包装体を間に挟む対向した二つの電極と、包装された前記食品を加熱殺菌するため前記電極間に高周波電圧を印加する高周波電源とを備える包装食品の加熱装置において、前記電極間に前記食品以外の空隙を実質的に形成することのない状態で前記高周波電圧を印加するため、少なくとも一方の前記電極を前記包装体に押し付ける押し付け機構を備えることから成る包装食品の加熱装置。
【請求項５】
前記容器は開口部周囲のフランジ部に蓋材が溶着されることによって密封シールされるトレイ状容器であって、前記押し付け機構は、前記蓋材側に配置される前記電極を前記蓋材に、又は前記トレイ状容器の底部側に配置される前記電極を前記トレイ状容器の前記底部に押し付けることから成る請求項４に記載の包装食品の加熱装置。
【請求項６】
前記食品は米飯であることから成る請求項４に記載の包装食品の加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、包装された食品を殺菌する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、米飯、惣菜等の食品は、トレイ状又はカップ状の容器に充填後、蓋材を密封シールすることで包装されて、流通・市販されている。包装体内に食品の品質を劣化させる酸素を含まないようにするため、蓋材による容器の密封シールに先立って、ヘッドスペースや食品間の隙間等の残存空間に残る空気を窒素ガス等の不活性ガスで置換することが行なわれている。こうした不活性ガスによるガス置換によって、空気中に約２０％存在している酸素を大幅に（例えば０．２％程度まで）減少させることが可能である。
【０００３】
容器中のヘッドスペース等になおも残存する酸素を取り除くため、容器自体に鉄粉を含有させ、その鉄粉に酸素を吸収させることも提案されている。しかしながら、鉄粉が容器内に残存する酸素を吸収し尽くすには日数がかかり、その間、残存酸素によって食品が劣化する可能性がある。また、食品の包装工程については、無菌空気中で処理する等、空気中に浮遊する細菌対策が講じられているが、雰囲気を完全に無菌化することは困難である。
【０００４】
上記実情を考慮して、密封包装時に４０℃〜５０℃の温度にある米飯のような食品を、後加熱として２０℃〜４０℃上昇させて６０℃から最大９０℃程度にまで再加熱し、カビ等の雑菌を殺菌することが検討されている。包装食品の再加熱については、通常、容器を蓋材で密閉シールした包装体の搬出の際に、その途中に配置され且つ内部を高温にした加熱トンネルに通過させることで行うことが考えられる。しかしながら加熱トンネルを採用した再加熱は、加熱のための通過距離・通過時間が長くなって加熱トンネルが長大になるとともに、５０℃程度までの再冷却のために再冷却工程を用意する等、装置の大型化が避けられないという問題がある。
【０００５】
包装体内の食品の再加熱方法としては、その他に、マイクロ波加熱や高周波誘電加熱による方法が挙げられる。マイクロ波加熱による加熱は、波長が短いため局所加熱となり、食品全体をムラなく加熱することが困難であるという問題がある。一方、高周波誘電加熱は、そうした加熱ムラが生じることがなく、加熱ステーションとしても広いスペースを要することがないという点で有利である。高周波誘電加熱による包装食品の加熱の一例として、複数の充填系列を持つ非無菌的充填工程で食品を容器に充填した後、シェル内に密閉し、高周波発振器で生成した１ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数の電界中での誘電加熱により、容器中の食品を殺菌する殺菌済み食品の製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
高周波誘電加熱による上記殺菌済み食品の製造方法によれば、図４に示すように、殺菌装置５０は、周波数１３．５６ＭＨｚ、出力７ｋＷの真空管式の高周波発振器５２を有し、高周波発振器５２は、静電容量が可変のコンデンサーとインピーダンスが可変のコイルからなる同調回路５３を経て、加熱部５４へ接続されている。加熱部５４は、上下２枚の電極板である上側電極板５５ａ及び下側電極板５５ｂと、絶縁体で形成されたシェル５６とを備えている。上側電極板５５ａには上記同調回路５３を経て上記高周波発振器５２が接続されており、下側電極板５５ｂは接地されている。上側電極板５５ａにはプレスシリンダー５７が連結しており、下側電極板５５ｂに向かってプレスすることができる。シェル５６は、上記上側電極板５５ａと下側電極板５５ｂとの間に位置しており、その中央部には、加熱対象の試料を配置するための空間がある。シェル５６の中央部の空間を密閉状態とした後、高周波発振器５２により高周波を発振させることにより、シェル５６内の食品が加熱される。
【０００７】
食品は短時間で殺菌処理され、且つ多品種の殺菌済食品を容易に連続してあるいは同時に製造することができるが、従来の高周波誘電加熱による包装食品の加熱は、食品を包装した容器が収容されるシェルの上下を電極で単に挟んだ状態で行われるので、蓋材で密封後の容器には通常、ヘッドスペースが残っている。図５は、容器内に食品（米飯）が包装された包装体の従来の高周波誘電加熱による加熱状態を示す側面図である。包装体９は、蓋材８と底部３７との全面に渡って広がる表面を持つ電極板３１，３２の間に挟まれた状態に置かれる。電極板３１，３２は、配線３４によって高周波電源３３に接続される。容器６内において、米飯７の上方にヘッドスペース３９が残っていると、高周波誘電加熱時の誘電加熱効率が悪くなる。また、同じ包装体９であっても米飯７の厚みが場所に応じて異なると、その厚みに応じて加熱温度が異なることによって米飯７には温度ムラが生じる。また、誘電加熱時に、米飯７の加熱によって生じた蒸気がヘッドスペース３９内に含まれる状態になると、放電現象が生じることがあり、スパークによる孔の発生等の容器６や蓋材８の損傷が問題となる。更に、高周波誘電加熱時に、容器６の内部には、その温度上昇や蒸気発生に起因した圧力上昇が生じるので、この圧力上昇に対する方策も考慮しておく必要がある。
【０００８】
ヘッドスペースの高さを一様化させるため、蓋材を密封シールする前に、表面をテフロン（登録商標）加工した押さえ板で食品表面を押さえ付けることが考えられるが、食品が米飯である場合には、押さえ板による直接的な押さえ付け時に米飯の粒が潰れて商品価値を低下させるおそれがある。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１０−２６２６２４号公報（段落［００４３］−［００４５］、図４）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、再加熱手段として種々の利点がある高周波誘電加熱を採用するに際して、容器に包装された食品を高周波誘電加熱によって加熱するときに、電極間に容器内のヘッドスペースのような空間部が生じるのを可及的に少なくして、食品の加熱効率とを高めるとともに加熱の均一性を確保し、更に、容器の損傷の原因となる放電現象の発生を防止する点で解決すべき課題がある。
【００１１】
この発明の目的は、容器に包装された食品を高周波誘電加熱によって効率よく且つムラなく加熱し、且つスパークに起因して殺菌密封を反故にしてしまう損傷が容器に生じるのを防止することができる包装食品の加熱方法及び装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明による包装食品の加熱方法は、食品と前記食品を収容する容器とから成る包装体を対向した二つの電極間に挟んだ状態で、前記電極間に高周波電圧を印加することによって包装された前記食品を加熱殺菌する包装食品の加熱方法において、少なくとも一方の前記電極を前記包装体に押し付けることにより、前記電極間に前記食品以外の空隙を実質的に形成することのない状態で前記高周波電圧を印加することから成っている。
【００１３】
この包装食品の加熱方法によれば、食品とその食品を収容する容器とから成る包装体を対向した二つの電極間に挟み、更に少なくとも一方の電極を包装体に押し付けることによって、電極間に食品以外の空隙を実質的に形成することのない状態とし、この状態で両電極間に高周波電圧が印加される。電極間に実質的に空隙が存在しない状態にすることによって、厚みが一様となった食品が効率良く且つムラなく加熱殺菌される。また、こうした状態にすることによってヘッドスペースが実質的に存在し得ないことになるので、高周波誘電加熱時に食品内の水分が蒸発した蒸気に起因して、ヘッドスペース内で容器に損傷を与える可能性があるスパークが発生するのを防止することができる。
【００１４】
この発明による包装食品の加熱装置は、食品と前記食品を収容する容器とから成る包装体を間に挟む対向した二つの電極と、包装された前記食品を加熱殺菌するため前記電極間に高周波電圧を印加する高周波電源とを備える包装食品の加熱装置において、前記電極間に前記食品以外の空隙を実質的に形成することのない状態で前記高周波電圧を印加するため、少なくとも一方の前記電極を前記包装体に押し付ける押し付け機構を備えることから成っている。
【００１５】
この包装食品の加熱装置によれば、食品と前記食品を収容する容器とから成る包装体は、対向した二つの電極間に挟んで置かれる。この状態で、押し付け機構が作動し、少なくとも一方の電極を容器に押し付けて、電極間に前記食品以外の空隙を実質的に形成することのない状態とする。高周波電源から高周波電圧が電極間に印加されるので、食品は誘電加熱によって加熱殺菌される。電極間に実質的に空隙が存在しない状態にされるので、食品が効率良く且つムラなく加熱殺菌される。また、ヘッドスペースが実質的に存在することがなくなるので、高周波誘電加熱時に食品内の水分が蒸発した蒸気に起因して、ヘッドスペース内で容器に損傷を与える可能性があるスパークが生じることも防止できる。
【００１６】
この包装食品の加熱方法において、前記容器を開口部周囲のフランジ部に蓋材が溶着されることによって密封シールされるトレイ状容器とし、前記蓋材側に配置される前記電極、又は前記トレイ状容器の底部側に配置される前記電極をそれぞれ前記蓋材又は前記トレイ状容器の前記底部に押し付けることができる。また、この包装食品の加熱装置において、前記容器を開口部周囲のフランジ部に蓋材が溶着されることによって密封シールされるトレイ状容器とし、前記押し付け機構は、前記蓋材側に配置される前記電極を前記蓋材に、又は前記トレイ状容器の底部側に配置される前記電極を前記トレイ状容器の前記底部に押し付けることができる。トレイ状の容器は広口であって、開口部の周りに形成されるフランジ部に、開口部を覆う蓋材が溶着されることによって、容器内部が密封シールされる。蓋材を電極で押すときには、蓋材は容器の内部側に変形するので、容器内部の気体は圧縮されると共に側部へ移動することによって、蓋材と包装されている食品の上面との間に形成されがちなヘッドスペースを可及的に少なくすることができる。また、容器の底部を電極で押すときには、底部が持ち上がる態様で変形して包装されている食品を押し上げるので、蓋材を押すときと同様にして、蓋材と包装されている食品の上面との間に形成されがちなヘッドスペースを可及的に少なくすることができる。
【００１７】
この包装食品の加熱方法及び装置において、前記食品は米飯とすることができる。炊きたて状態の米飯の米粒は、非常に潰れやすい。炊きたての米飯であっても、容器の外側から電極を押し付けてヘッドスペースを少なくすることにより、米粒を直接に押圧する場合よりも、影響を可及的に少なくするすることが期待される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づいて、この発明による包装食品の加熱方法及び装置の実施例を説明する。図１はこの発明による包装食品の加熱装置の一実施例の要部を示す側面概略図、図２はこの発明による包装食品の加熱装置の別の実施例の要部を示す側面概略図、図３はこの発明による包装食品の加熱装置が後続して適用されるガス置換包装装置を示す側面概略図である。
【００１９】
この発明による包装食品の加熱装置を説明する前に、この発明による包装食品の加熱装置が後続して適用される図３に示すガス置換包装装置について説明する。図３に示すガス置換包装装置１は、無菌充填シール工程に適用されており、ポリプロピレン等の熱溶着性又はその処理を施した合成樹脂製であってトレイ状に型成形された容器６（一部にのみ符号を付す。以下、単に「容器６」と称する）に米飯７（図１、図２参照）を充填し、内容物としての米飯７入りの容器６のヘッドスペース等の残存空間を窒素ガス等の不活性ガスでガス置換した状態で、熱溶着性又はその処理を施した合成樹脂フィルムから成る蓋材８をヒートシールして、容器６中に米飯７が密封された包装体９を製造する装置である。ガス置換包装装置１は、搬送方向で見て順に、容器及び内容物移載ステーション２、スチームの吹きかけと不活性な置換ガスとしての窒素ガスの吹きかけとを行うチャンバステーション３、米飯７入りの容器６に蓋材８をヒートシールする封鎖ステーション４、及び蓋材８で封鎖された米飯７の包装体９を取り出す包装体取出しステーション５を備えている。
【００２０】
容器及び内容物移載ステーション２は、容器６の移載部２ａと、その下流側に位置し内容物である米飯７を充填する内容物充填部２ｂとを備えた無菌の閉鎖空間として構成されている。容器及び内容物移載ステーション２は、図示しないが全体としてチャンバに囲まれており、内部には無菌空気が供給され、容器６は無菌になるよう殺菌される。移載部２ａにおいては図示しない容器供給機構によって容器６が後述する容器ホルダとしての受け台１６上に供給される。受け台１６に載せられた容器６には、内容物充填部２ｂにおいて内容物としての米飯７が充填される。
【００２１】
チャンバステーション３は、米飯７入りの容器６にスチームと不活性ガスとしての窒素ガスとの吹きかけを行うステーションであり、窒素が内部に供給されるとともに適宜に排気され、内部が純度の高い窒素ガス雰囲気に置かれる。チャンバステーション３においては、チャンバ１０が配設されており、その内部を受け台１６に支持された米飯７入り容器６が順次搬送されるときに、通過する容器６のヘッドスペース等の残存空間に残る空気が窒素ガスによってガス置換される。
【００２２】
上記の容器及び内容物移載ステーション２、チャンバステーション３、封鎖ステーション４、及び包装体取出しステーション５の各ステーションは、例えば、磁気式コンベヤのような搬送装置１５の上側走行部１５ｄの搬送経路に沿って順に配置されている。搬送装置１５は、駆動スプロケット１５ａ、従動スプロケット１５ｂ、及び駆動スプロケット１５ａと従動スプロケット１５ｂとに巻き掛けられたチェーン１５ｃからなり、上側走行部１５ｅを搬送される間にチェーン１５ｃに備わる磁石が受け台１６に備わる磁石を吸引することで、受け台１６とともに容器６を搬送する。受け台１６は、その後、下側走行部１５ｆを搬送される間に、適宜に洗浄・乾燥され、上側走行部１５ｅに戻った位置で容器及び内容物移載ステーション２に搬入される。
【００２３】
封鎖ステーション４は、蓋材８が巻き取られた蓋材ロール１２と、蓋材８を切断することで生じた蓋材余剰部８ａを巻き取る余剰蓋材巻取り部１３とを備えており、蓋材ロール１２と余剰蓋材巻取り部１３との間にシール機構２０が配設されている。蓋材８は、ヒートシール前にＵＶランプ（図示せず）によって殺菌処理され、図示されていないカバーで被われた無菌空間を搬送される。シール機構２０は、上流側から順に、蓋材ロール１２から繰り出された蓋材８を米飯７入りの容器６において、開口部周りに環状のヒートシールを施す第１シール部２１と、第１シール部２１の搬送方向下流側に配置された第２シール部２２と、第２シール部２２の下流側に配置されてヒートシールされたシール領域を冷却する冷却部２３と、冷却部２３の下流側に配置され且つ各容器６毎に蓋材８をトリミングしながら切断する蓋材カット部２４とを備えている。
【００２４】
包装体取出しステーション５において包装体９が取り出された後、包装体９は一旦冷却され、その後、図１又は図２に例示するような包装食品の加熱殺菌装置によって、高周波誘電加熱処理が行なわれる。高周波誘電加熱処理は、バッチ処理によって、複数の包装体９を一括して処理するのが好ましい。
【００２５】
図１に示すように、包装食品の加熱殺菌装置３０は、高周波誘電加熱用の二枚の電極板３１，３２と、電極板３１，３２に配線３４，３４によって接続されて高周波電圧を印加する高周波電源としての発振器３３とを備えている。米飯７を収容する容器６は、広口の開口部３５の周囲に形成されているフランジ部３６を有するトレイ状の容器であり、開口部３５を覆う状態に延ばされた蓋材８がフランジ部３６に溶着されることによって密封シールされている。トレイ状の容器６及び米飯７から成る包装体９は、蓋材８側の電極板３１と、底部３７側の電極板３２との間に挟まれた状態に置かれる。
【００２６】
図１に示す例では、蓋材８に面する上側の電極板３１が、押し付け機構としての適宜のアクチュエータ（例えば、ピストン３８）によって蓋材８に対して押し付けられる。電極板３１は、容器６の開口部３５内に納まる輪郭形状を有しているので、容器６のフランジ部３６に邪魔されることなく蓋材８を容器６の内側に向かって押し込むことができる。蓋材８を押すことによって蓋材８が容器６の内部側に変形し、不活性ガスを圧縮させると共に側部３９ａへと追いやるので、蓋材８と米飯７の上面との間に形成されがちなヘッドスペース３９を可及的に少なくすることができる。その結果、米飯７上部で蓋材８との間のスペースが減少し、電極板３１，３２間には米飯７以外には実質的に空隙が残ることがない。
【００２７】
電極板３１，３２間に米飯７以外の空隙が実質的に形成されない状態で、電極板３１，３２間に、発振器３３から１ＭＨｚ乃至５０ＭＨｚの間の周波数、例えば、５ＭＨｚの高周波電圧が印加される。加熱例としては、例えば、２００ｇ重の米飯について、３ｋＷの電力で３０秒間の加熱によって５０℃の温度上昇を得ることができた。電極の押さえ力は、５０〜６０ｋｇであり、容器６への圧力換算で１ｋｇ／ｃｍ２  である。また、加熱時には電極に温水を通したり、温風を吹きかけて包装体９の周囲から加熱してもよい。
【００２８】
電極板３１，３２間に空隙が実質的に形成されないので、米飯７は効率良く誘電加熱によって加熱殺菌される。また、米飯７の上方の容器６内にはヘッドスペースが実質的に存在し得ないことになるので、高周波誘電加熱時に米飯７内の水分が蒸発した蒸気に起因して放電現象が発生するのを防止することができる。従って、ヘッドスペース内のスパークによって容器６や蓋材８に孔が開く等の損傷を未然に防止することができる。更に、米飯７は、その厚みが一様となった状態で加熱されるので、ムラなく均一に加熱殺菌することもできる。米飯７は、蓋材８や容器６の底部３７を介して電極板３１，３２によって間接的に押圧されるので、米飯７の粒が直接に潰されることがなく、商品価値を低下させることがない。また、電極板３１，３２による押し付け時に、包装体９の内圧が上昇し、フランジ近傍の蓋材８が持ち上がり、シールが後退するのを防ぐため、フランジ周囲を挟んで固定するのが好ましい。誘電加熱によって再加熱された包装体９の再冷却は、電極板３１，３２に冷却水を通して接触させた状態で行うことができるが、強制冷却も可能である。
【００２９】
図２に、この発明による包装食品の加熱装置の別の実施例が側面概略図として示されている。図２に示す加熱装置４０は、図１に示す実施例が蓋材８側から包装体９を電極板３１で押圧したのに対して、底部側に配置されている電極板３２で容器６の底部３７側から押圧した例である。その他の構造は、図１に示す加熱装置３０と同等であるので、同じ構成要素には同じ符号を付すことで、再度の説明を省略する。電極板３２の大きさは、容器６の底部３７よりも僅かに小さくして、底部３７の変形をし易くするのが好ましい。アクチュエータ４８によって電極板３２を容器６の底部３７に押す付けるときには、容器６は底部３７が持ち上がる態様で変形し、米飯７を押し上げて不活性ガスを圧縮させると共に側部３９ａへと追いやるので、米飯７の上面と蓋材８との間に形成されがちなヘッドスペース３９を可及的に少なくすることができる。従って、電極板３１，３２間には、米飯７以外には実質的に空隙が残ることがない。殺菌加熱の態様については、先の実施例の説明と同様であるので、再度の説明を省略する。
【００３０】
以上、包装食品の加熱装置の実施例を説明したが、電極板３１，３２をそれぞれ蓋材８と容器６の底部３７にそれぞれ押し当てて、蓋材８と底部３７とを同時に変形させるこことができる。この場合、包装体９の上下両側に押し付け機構を配置し、電極板３１，３２の大きさも蓋材８と底部３７とを変形させ易い大きさに設定される。また、電極板３１，３２は、それぞれ一枚板である必要はなく、複数枚の板に分割されていてもよい。更に、包装体９に対する電極板３１，３２の押し付け面積は、蓋材８や容器６の底部３７の全面である必要はなく、ヘッドスペース３９を潰すことができるある程度の広さで押さえつければよい。
【００３１】
【発明の効果】
この発明による包装食品の加熱方法は、上記のように、加熱手段として種々の利点がある高周波誘電加熱によって包装体を加熱するに際して、食品とその食品を包装した容器とから成る包装体を対向した二つの電極間に挟み、更に少なくとも一方の電極を包装体に押し付けることによって、電極間に容器内のヘッドスペースのような空間部が実質的に生じない状態にするので、厚みが一様となった食品を誘電加熱によって効率良く加熱することができるとともに、ムラなくほぼ均一に加熱殺菌することができる。また、こうした状態にすることによってヘッドスペースが実質的に存在し得ないことになるので、高周波誘電加熱時に食品内の水分が蒸発した蒸気に起因したヘッドスペース内でのスパークの発生を防止し、殺菌密封を反故にしてしまう蓋材や包装材を含めた容器の損傷を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による包装食品の加熱装置の一実施例を示す側面概略図である。
【図２】この発明による包装食品の加熱装置の別の実施例を示す側面概略図である。
【図３】この発明による包装食品の加熱装置が適用される食品包装装置の概略を示す側面図である。
【図４】高周波誘電加熱による従来の加熱方式を説明する説明図である。
【図５】容器内に食品が包装された包装体の従来の高周波誘電加熱による加熱状態を示す側面図である。
【符号の説明】
６  容器                            ７  米飯
８  蓋材                            ９  包装体
３０，４０  加熱装置                ３１，３２  電極板
３３  高周波電源                    ３５  開口部
３６  フランジ部                    ３７  底部
３８  押し付け機構                  ３９  ヘッドスペース
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004275141.tif 000005
【図４】
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【図５】
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