(57)【要約】【課題】ウェブ包装殺菌システムにおける抗微生物噴射のためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】殺菌媒体及び少なくとも一つの抗微生物剤の加圧混合物は、食品表面に適合される。より具体例によると、少なくとも一つの抗微生物剤は、その加圧チャンバーへの放出及び食品表面への適合前に殺菌スチームの供給体へ噴射されそれにより混合される。好ましくは、混合物は加圧チャンバー内へ所定の流入率で導入され、そして、該流入率よりも遅い排出率で加圧チャンバーから排出され、混合物の温度が細菌を死滅させるに効果的な温度に上昇するようにチャンバー内の圧力が上昇する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品を収容する包装材の部材としてウェブを形成する一連のステーションを通じてウェブを運搬するウェブ運搬コンベヤと、
殺菌媒体の加圧供給体と、殺菌媒体の供給体に接続され、前記殺菌媒体に抗微生物剤を付加して混合物を形成する抗微生物剤の供給体とを含む前記食品を殺菌する殺菌ステーションと、
一つまたはそれ以上の流入ポート組と一つまたはそれ以上の排出ポート組とを有し、一つまたはそれ以上の流入ポート組を介して前記混合物を導入して、前記一つまたはそれ以上の流入ポート組と前記一つまたはそれ以上の排出ポート組との間で前記食品を横切るように混合物を流動させるチャンバーと、
を含むことを特徴とする包装装置。
【請求項２】
請求項１に記載の殺菌ステーションでは、殺菌媒体がスチームを含むことを特徴とする包装装置。
【請求項３】
請求項１に記載の殺菌ステーションでは、前記殺菌媒体の供給体が前記チャンバーに入る前に、抗微生物剤の供給体を殺菌媒体の供給体に噴射する噴射器を含むことを特徴とする包装装置。
【請求項４】
請求項３に記載の殺菌ステーションでは、チャンバーに連結され、殺菌媒体の供給体を運搬するパイプアッセンブリを含み、噴射器はパイプアッセンブリに流通し、混合物がチャンバー内へ導入される前にパイプアッセンブリに抗微生物剤を噴射することを特徴とする包装装置。
【請求項５】
請求項４に記載の殺菌ステーションでは、噴射器をパイプアッセンブリに着脱可能に連結する手動クランプを含むことを特徴とする包装装置。
【請求項６】
請求項１に記載の殺菌ステーションでは、前記チャンバーは、一つまたはそれ以上の第１流入ポート組と一つまたはそれ以上の第２流入ポート組とを有する第１区画部と、
該第１区画部に隣接し、一つまたはそれ以上の第３流入ポート組と一つまたはそれ以上の第４流入ポート組とを有する第２区画部とを有し、
前記チャンバーは、さらに、第１、第２及び第３流入流路を有し、前記第１流入流路は、前記一つまたはそれ以上の第１流入ポート組に連通し、前記第２流入流路は、前記一つまたはそれ以上の第２及び第３流入ポート組に連通し、前記第３流入流路は、一つまたはそれ以上の第４流入ポート組に連通することを特徴とする包装装置。
【請求項７】
請求項６に記載の殺菌ステーションでは、前記第１、第２及び第３流入流路のそれぞれに接続される第１、第２及び第３の殺菌媒体の加圧供給体を含むことを特徴とする包装装置。
【請求項８】
請求項７に記載の殺菌ステーションでは、前記第１、第２及び第３の殺菌媒体の加圧供給体のそれぞれに接続される第１、第２及び第３の抗微生物剤の供給体を含むことを特徴とする包装装置。
【請求項９】
請求項７に記載の殺菌ステーションでは、チャンバー上流の前記第１、第２及び第３の殺菌媒体の加圧供給体及び抗微生物剤の供給体を相互連結させるマニホールドアッセンブリを含み、マニホールドは、殺菌媒体の加圧供給体を受け入れて、第１、第２及び第３の殺菌媒体の加圧供給体にそれぞれ分配することを特徴とする包装装置。
【請求項１０】
請求項６に記載の殺菌ステーションでは、前記第１及び第２区画部はそれぞれ、区画部の中央で、各区画部の各流入ポートの間に配置された一つまたはそれ以上の排出ポートを含むことを特徴とする包装装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の殺菌ステーションでは、第１及び第２区画部の排出ポートのそれぞれに接続される第１及び第２排出流路を含み、該第１及び第２排出流路はチャンバーから流出物を排出することを特徴とする包装装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の殺菌ステーションでは、抗微生物剤及び殺菌媒体の適用に対して少なくとも一つのパラメータの記録を取り、少なくとも一つの記録されたパラメータに基いて殺菌ステーションをコントロールするコントローラを含むことを特徴とする包装装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の殺菌ステーションでは、少なくとも一つのパラメータは、チャンバーの温度、殺菌媒体の温度、チャンバー内へ入る抗微生物剤の比率と量及びチャンバー内に入る殺菌体の比率と量の内の少なくとも一つを含むことを特徴とする包装装置。
【請求項１４】
加圧チャンバー内で食品を密閉して、食品表面上へ殺菌媒体と少なくとも一つの抗微生物剤の加圧混合物を作用させることを特徴とする食品の製造方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法では、前記混合物を所定の流入率で前記加圧チャンバー内へ導入するステップと、
前記流入率よりも遅い排出率で前記混合物を前記加圧チャンバーから排出させて、前記混合物の温度が細菌を死滅させるに効果的な温度に上昇するようにチャンバー内の圧力を上昇させるステップと、
を含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法では、殺菌媒体の加圧供給体を供給するステップと、
チャンバーに流通したパイプアッセンブリ内で殺菌媒体と少なくとも一つの抗微生物剤とを混合するステップと、
含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法では、前記殺菌媒体の供給体が前記チャンバーに入る前に、抗微生物剤の供給体を殺菌媒体の供給体に噴射するステップを含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法では、抗微生物剤をパイプアッセンブリに噴射するステップと、
チャンバー内へ抗微生物剤と殺菌媒体の混合物を分配するためのパイプアッセンブリを通じて殺菌媒体流を供給するステップと、
を含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法では、適用工程は、混合物のチャンバー内への一気の流入で達成されることを特徴とする食品の製造方法。
【請求項２０】
請求項１４に記載の方法では、殺菌媒体はスチームを含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項２１】
請求項１４に記載の方法では、抗微生物剤及び殺菌媒体の適用に対して少なくとも一つのパラメータを記録するステップと、
少なくとも一つの記録されたパラメータに基いて殺菌ステーションをコントロールするステップと、
を含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法では、少なくとも一つのパラメータは、チャンバーの温度、殺菌媒体の温度、チャンバー内へ入る抗微生物剤の比率と量及びチャンバー内に入る殺菌体の比率と量の内の少なくとも一つを含むことを特徴とする食品の製造方法。
【請求項２３】
殺菌スチームの加圧供給体と、
前記殺菌スチームの供給体に接続された抗微生物剤の供給体と、
前記抗微生物剤を前記殺菌スチームの供給体に噴射して混合物を形成する噴射器と、
流入ポート及び排出ポートを有する加圧チャンバーとを含み、
前記流入ポートはチャンバー内に混合物を導入して、前記流入ポートと前記排出ポートとの間に位置する前記食品を混合物が横切るように流動させることを特徴とする殺菌ステーション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、ウェブ包装システムでの汚染を管理するための改善された方法及びシステムを導くものである。ここに記載される方法及びシステムは、食品の品質を維持し、食品媒介病原体から人々へのリスクを軽減する。
【背景技術】
【０００２】
食品媒介病原体は、我々の社会に対して主な懸案事項である。周辺に知名度の高い食中毒事件は、行政官庁及び工場の両方を微生物汚染により引き起こされる潜在的な危険性を特定及び管理するために外部圧力に支配させる。
【０００３】
一般的な予防方法はあるが、食品媒介の疾患は、アメリカ合衆国に深刻な問題を残している。汚染食品は、アメリカ合衆国にて、３２５０００件の入院を含み、毎年７６００万疾患の原因であると見積られている。農業科学及び技術の評議会は、インスタント食品（ｒｅａｄｙ−ｔｏ−ｅａｔ  ｆｏｏｄｓ：ＲＴＥ  ｆｏｏｄｓ）で生じる最も一般的な病原菌、リステリア菌，カンビロバクター菌，大腸菌，サラモネア及び黄色ブドウ球菌が原因とされる食物経由の病気が毎年９０００人の死を引き起こすと見積っている。本願発明は、インスタント食品からの食品媒介病原体を除去あるいは減少することによる人々の健康にプラスになるであろう方法及びシステムを提案する。
【０００４】
アメリカ合衆国農業食品安全検査局（ＵＳＤＡ−ＦＳＩＳ）は、加工調理後に危険な環境に晒されるインスタント食用肉及び鶏肉製品を規制するための３つの代替手段を確立している。第１の代替手段は、病原菌を除去または減少させ、その後に抗微生物剤を適合させる後致死性（後加熱調理）処理、あるいは製品の寿命まで病原菌の増殖を抑えるかまたは制限するプロセスを使用する。第２の代替手段については、インスタント食品は後加熱致死処理をしなければいけないか、あるいは抗微生物含有物として製造しなければいけない。最後に、第３の代替手段は、単に、一般の病原菌を管理する衛生プログラム及び製造業務を良く信頼することである。
【０００５】
研究者及び製造加工業者は、フランクフルトやウィンナーのようなリスクのあるインスタント食用肉のための後加熱（後プロセス）致死処理を開発及び実行するために数年間研究してきた。工場では、スチーム，熱水，放射熱及び高圧プロセスを含む致死性処理前包装及び後包装の両方に選択肢を有している。スチーム表面殺菌及び真空包装システムの適用により、後プロセス致死処理は、インスタント食品の大量包装を満足することができる生産ライン速度を達成することできる。
【０００６】
ウェブ包装装置及び方法は従来から周知である。例えば、特許文献１に記載される装置では、食品を上部ウェブと下部ウェブとの間に包装している。ウェブ運搬コンベヤは、形成ステーションにおいて包装材の部材として下部ウェブを形成し、装填ステーションにおいて食品を収容し、そして密閉ステーションにおいて上部ウェブにより包装密閉する一連のステーションを通じて下部ウェブを運搬する。殺菌ステーションは、装填ステーションと密閉ステーションとの間に配置され、容易にまた途切れなく包装ライン内に組み込まれた効果的な方法で簡単に食品を殺菌している。
【０００７】
特許文献２では、熱表面処理及び食品表面への一つまたはそれ以上の抗微生物剤の適用によって真空シールされた食品の混合処理が教示されている。第１処理ステップとして提供される熱表面処理の後即座に、第２の独立した処理ステップとして一つまたはそれ以上の抗微生物剤の適用が続く。乾燥ステップは、なるべく、熱表面処理と抗微生物剤の適用との間で行われる。
【特許文献１】米国特許第６８４３０４３号明細書
【特許文献２】米国特許第７２４７３３０号明細書
【０００８】
食品を過度に高温度で比較的長い時間晒すことなく、食品媒介病原体の死滅及び／またはその増殖を十分に除去する食品の表面処理のための、より効率的な、より効果的な、しかも簡素な方法及びシステムの必要性が残っている。
【発明の開示】
【０００９】
(発明の概要)
本願発明は、食品の細菌混入を管理するための改良されたシステム及び方法が記載されている。殺菌媒体の加圧混合物は、好ましくはスチームで熱し、及び少なくとも一つの抗微生物剤が食品の表面上に適合され、好ましくは噴射される。好ましい実施形態によれば、少なくとも一つの抗微生物剤は、加圧チャンバーからの放出及び食品表面への適用より前に殺菌スチームの加圧供給体に噴射され混合される。好ましくは、混合物は加圧チャンバー内に所定の流入率で導入され、そして、該流入率よりも遅い排出率で混合物がチャンバーから排出されて、混合物の温度が細菌を死滅させるに効果的な温度に上昇するようにチャンバー内の圧力が上昇する。
本願発明を実行するための最良の形態が次の図面に沿って記載されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１には、一般的に、供給ロール１６から柔軟包装材料の下部ウェブ１４を供給するための下部ウェブ供給ステーション１２と、形成ステーション１８と、装填ステーション２０と、柔軟包装材料の上部ウェブを供給するための上部ウェブ供給ステーション２２と、包装材料を密閉する下流のステーション２６とを含む包装装置１０が図示している。包装装置１０により備えられるウェブ運搬コンベヤは、形成ステーション１８において包装材の部材として下部ウェブ１４を形成し、装填ステーション２０おいてホットドックのような食品Ｐを収容し、密閉ステーション２６において上部ウェブ２５で包装密閉する一連のステーションを通して、下部ウェブ１４を運搬する。上部及び下部ウェブ１４、２５は、コントロールモジュール２８及び３０によってコントロールされる割送り装置（図示省略）によって進められる。コンベヤは、矢印２９で示されるように上流から下流へ進み、ここで密閉ステーション２６は装填ステーション２０の下流で、装填ステーション２０は形成ステーション１８の下流にある。
【００１１】
殺菌ステーション３２は、装填ステーション２０と密閉ステーション２６との間で、特に、装填ステーション２０の下流で、密閉ステーション２６の上流に配置される。図２に示されるように、殺菌ステーション３２は、フレーム３４によって支持され、さらに以下でその目的が説明される油圧リフト機構３８を作動させる加圧タンク３６を含む。殺菌ステーション３２は、殺菌媒体４０の加圧供給体、より具体的には熱スチームを含んだ殺菌媒体４０の加圧供給体を受け入れる。殺菌スチーム４０の供給体は、チューブ、クランプ、ガスケット、アダプター等の組を含むパイプアッセンブリ４２を経由して導入される。図２及び図３に示されるように、先端ジャケット付き供給チューブ４４は、殺菌スチーム４０を３本の独立した分配パイプ４８に分配するマニホールド４６内の殺菌スチーム４０の供給体に沈み込んでいる。先端ジャケット付き供給チューブ４４は、クランプ及びガスケット結合５０を介してマニホールド４６に取り付けられる。順に、マニホールド４６は、クランプ及びガスケット結合５２を介して分配パイプ４８に接続される。各分配パイプ４８は、バルブピストン５６を空気圧式Ｔ字状体５８に接続するために対向するアダプター５４を含む。アダプター５４と空気圧式Ｔ字状体５８とはクランプ及びガスケット結合６０により接続される。
【００１２】
図５に示されるように、抗微生物噴射器６２は、Ｔ字状体５８のトランスバースアーム６４に接続され、抗微生物剤の供給体（Ｓ）をＴ字状体５８内へ受け入れ沈殿させる。噴射器６２は、特に、速いオン−オフ作動を可能とするソレノイド作動による自動噴射ノズルにより構成することができる。このような噴射器の一例としてスプレイングシステムカンパニーにより製造されたパルサジェット１００００があるが、ほとんどの適宜噴射器は十分に満足できるであろう。この噴射器６２は、使用する際に、様々なアダプターに適用して簡単に取り付けまた組み込むことのできる手動で着脱可能なクランプ５９により接続される。このクランプ５９は、その上都合良く、早くまた簡単に取り外すことができ、噴射器６２の修理及び／または交換ができる。
【００１３】
抗微生物剤（Ｓ）は、あらゆる効果的な食品用抗微生物コンパウンドを含むことのできる一個またはそれ以上の抗微生物剤を含んでもよい。従来から周知で説明される好適な薬剤は、細菌（例えば、ナイシン、ナイシンを含む乳清、ナタマイシン、サブチリンのような抗生物質）を効果的に死滅させ増殖を抑制する抗微生物剤（また殺菌剤として言及される）、すなわちバクテリオシン（例えばぺディオシン）により生成されたペジオコックス、食品用酸及び食品用酸の塩（例えば、酢酸，乳酸，リンゴ酸，リン酸，ソルビン酸，安息香酸，これらの混合物など）、リゾチームにような耐熱の抗菌酵素、抗菌特性を有するスパイスエキス、抗菌特性を有する植物エキス（例えば、ホップエキス、ローズマリーエキス、ローズマリー酸及びカーノシック酸のようなローズマリーエキス酸）、抗菌特性を有する無機塩（例えば、酸性カルシウム硫酸塩）、及び燻煙液、パラベンまたはオゾンのような他の薬剤、あるいはこれらの薬剤を混合させたものが使用される。抗微生物剤は、食品用酸及びそれらの塩、バクテリア、スパイスエキス、植物エキス、ナイシン、ホップエキス、第３のブチルヒドロキノン、セチルプリジューム塩化物、及びこれらの混合物から選択することができる。
【００１４】
各Ｔ字状体５８の下端６６は、殺菌デッキ７２の上部部材７０内の各流路に接続される。図６に示されるように、殺菌デッキ７２は、上部部材７０と下部部材７４との間で下部ウェブ１４を挟み及びシールするように作動する上部部材７０と下部部材７４とを含む。具体的に説明すると、下部部材７４は、上部部材７０及び下部部材７４が図６に示されるように閉位置にある時、複数の隣接して位置合わせされた区画部７８、８０を含む。上部部材７０は、排出通路８４に接続される排出マニホールド８２を含み、さらに、各分配パイプ４８に流通される前述の３つの流入流路８６、８８、８９を含む。殺菌デッキ７２の上部部材７０は、さらに流入ポート９２、流入ポート９４、流入ポート９６及び流入ポート９８を含む一組の流入ポートを含む。流入ポート９２は、流入流路８６及び区画部７８に流通する。流入ポート９４及び９６は流入流路８８に流通し、また流入ポート９４は区画部７８に流通し、流入ポート９６は区画部８０に流通する。流入ポート９８は、流入流路９０及び区画部８０に流通する。
【００１５】
作動中、割送り装置は、コンベヤを矢印２９に示される方向で上流から下流へ割送りする。下部ウェブ１４は、形成ステーション１８において区画部７８、８０の形状に形成され、それは、殺菌デッキ７２の上部部材７０と下部部材７４との間の位置で割送りされる。好ましい具体例では、殺菌デッキ７２は、図４に示されるように、１回の割送りステップにおいて下部ウェブ７６を形成すべく複数の区画部７８、８０への受け入れ及び処理するのに十分な幅を有している。この具体例では、複数の位置合わせされた区画部７８、８０のそれぞれは、同時に殺菌デッキ７２の上部部材７０と下部部材７４との間の位置で割送りされる。複数の区画部７８、８０が一旦その位置で割送りされると、コントローラ２８が下部部材７４を上方へ駆動するように油圧リフト機構３８を制御し、上部部材７０に接触する。このように、下部ウェブ７６は、図６に示すように、殺菌デッキ７２の下部部材７４と上部部材７０との間に挟まれる。
【００１６】
上部部材７０と下部部材７４とに挟み込まれる前または挟み込まれると同時に、コントロールモジュール２８は、パイプアッセンブリ４２のＴ字状体５８内に所定量の抗微生物剤（ｓ）を噴射する噴射器６２を作動させる。抗微生物媒体のＴ字状体５８への次の噴射と同時、または噴射するとすぐに、コントローラ２８は、殺菌スチームの供給体を、矢印８６ａ、８８ａ、８９ａのそれぞれによって示されるように、マニホールド４６及び各分配パイプ４８を介しパイプアッセンブリ４２を通じて各流入流路８６、８８、８９に流動させるようにしている。好ましくは、その供給体は、所定量を有する一気のスチームを含む。殺菌スチームがＴ字状体５８を通過する際、それは、噴射器６２により噴射された抗微生物剤と混合され、流入流路８６、８８、８９を経由して各区画部７８、８８に抗微生物剤を運ぶ。さらに詳細には、流入流路８６から流れる殺菌混合物は、流入ポート９２を介して区画部７８に流れる。流入流路８８から流れる殺菌混合物は、流入ポート９４及び９６を介して各区画部７８、８０に分配され食品上に流れる。殺菌混合物は、流入流路９０から流入ポート９８に、そして各区画部８０に流れる。区画部７８、８０内では、混合物は食品の表面を横切るように流れ、排出ポート１０２、１０４及び排出通路８４に導かれる排出マニホールド８２を経由して各区画部から排出される。最後に、コントローラ２８は、下部部材７４を下降させて、該下部部材７４を上部部材７０から引き離すべく加圧タンク３６及び油圧リフト機構３６を作動させる。割送り装置は、複数処理された区画部７８、８０を下部部材７４と上部部材７０との間から外部の位置に割送りし、また順に、それらの間に新しい複数の区画部を割送りする。処理された区画部７８、８０は、上述しているように、さらなる工程のため下流に割送りされる。
【００１７】
ここに開示された装置及び方法は、ウィンナーまたはそれに類似した工程の肉食品を包装するのに、特に有効である。チャンバーに導入される前の殺菌媒体の加圧供給体と抗微生物剤の噴射との混合は、改善された効率性及び改善された静菌性保護を含む従来技術よりも十分に改善される。殺菌媒体の加圧供給体への抗微生物剤の噴射と、その後の食品を収容したチャンバー内への混合物の噴射は、食品表面上への抗微生物剤が均一になり、及び完全な適合となり驚くべき結果となる。これが包装された食品の寿命の延長を手助けする密閉包装内の効果的な静菌性保護を長期間維持するので非常に好都合である。食品全表面への迅速な及び効果的なコーティングは高圧供給によって確保され、従って食品は、真空／乾燥ステップの必要性が無く、また、チャンバー内における混合物の各流動パターンに対する多くの懸案事項無しに処理することができる。病原菌に耐え得る食物処理のためのより簡素な装置及びより適時の処理ステーションの結果、生産ラインスピードをより良くし、全体の包装システムに容易に組み込むことができる。
【００１８】
図面及び明細書は、付加されたクレームをより詳しく明確にする本願発明の原理の一例として考慮されるべきである。用語殺菌は、ここでは通常の辞書の定義に従って使用され、物質の大々的な化学的変性なく、好ましくない生物を殺す温度でのかつ曝露時間にわたる物質の部分的殺菌を含み、かつ寿命を伸ばすための、病原菌及び／又は損傷生物の駆除を含む。殺菌媒体は、好ましくはスチームであるか、又は二者択一的に熱風もしくは過熱スチームであるが、他の種類の殺菌媒体も使用され得る。本願発明は、連続動作型ウェブ包装装置及び割送り型ウェブ包装装置を含む従来技術で既知の様々なウェブ包装装置と共に使用され得る。本願発明は包装材の数を特に限定していない、例えば、本願発明では一つまたはそれ以上の製品包装材の殺菌を含むけれども、食品の複数の包装が殺菌ステーションで同時に加工されることが好ましい。更に、更なる殺菌ステーションが加えられ、そして、本願発明は、各々が、一つまたはそれ以上の殺菌チャンバーを有する一つまたはそれ以上の殺菌ステーションを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、ウェブ包装装置の等角図である。
【図２】図２は、図１の装置の部位の側方切取図である。
【図３】図３は、図２に示される部位の端面図である。
【図４】図４は、図２に示す部位の上面図である。
【図５】図５は、図３の５−５線に沿う断面図である。
【図６】図６は、図４の６−６線に沿う断面図である。
【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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【外国語明細書】
Title of Invention
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Claims
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