(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生ごみを収容する処理槽および同処理槽内に配設されて同処理槽内に収容される生ごみを撹拌する撹拌機を備え、好気性微生物の作用により生ごみを発酵して分解処理する生ごみ処理装置であり、前記処理槽は、円筒部の下方に有底の円錐筒部を一体に有する筒状縦型の処理槽であり、前記撹拌機は、前記処理槽内に回転可能に支持されて起立する回転シャフトと、同回転シャフトに上下方向に複数段に配設されて径外方へ延びて先端が前記処理槽の内周面の近傍に位置する複数の撹拌羽根と、前記各撹拌羽根の先端部に配設されて前記処理槽内の生ごみの外周側を掻取って同処理槽の中心部へ指向させる掻取部を備え、前記各撹拌羽根は回転方向の下流側部位が上方へ傾斜する捻れ形状に形成されているとともに、前記各撹拌羽根の捻れ角は最下段の撹拌羽根から最上段の撹拌羽根側へ漸次小さくなるように設定されており、かつ、前記掻取部の掻取角度は最下段の撹拌羽根から最上段の撹拌羽根側へ漸次小さくなるように設定されていることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生ごみ処理装置において、当該生ごみ処理装置は、前記処理槽内へ熱風を供給する熱風供給機構を備えていることを特徴とする生ごみ処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の生ごみ処理装置において、当該生ごみ処理装置は、前記処理槽内のガスを排出するためのガス排出機構を備えていることを特徴とする生ごみ処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生ごみ処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生ごみを好気性微生物で発酵して分解処理することにより、生ごみの嵩や重量を低減したり、堆肥化する生ごみ処理装置は種々開発されており、その一例が実開平２−１２９１号公報に「有機物発酵装置」の名称で提案されている。当該有機物発酵装置は、生ごみを収容する処理槽と、同処理槽内に配設されて処理槽内に収容される生ごみを撹拌する撹拌機構を備えているもので、処理槽内に収容された生ごみを撹拌することにより生ごみと好気性微生物との接触を密にして、生ごみの発酵および分解を促進するものである。なお、分解処理後に処理槽の底部に残留する残滓は、処理槽の底部に設けた排出口から排出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般に、生ごみは大型のプラスチック容器等の収容容器に収容した状態で生ごみ処理装置の配設場所へ運搬し、収容容器を処理槽に開口する生ごみ投入口まで持上げて、投入口を通して処理槽内に投入される。このため、生ごみの処理槽内への投入時には、収容容器を処理槽に開口する生ごみ投入口の高さまで持上げなければならず、生ごみの処理槽内への投入作業にはかなりの労力を要することになる。
【０００４】
通常の家庭用の生ごみ処理装置のごとく小型の生ごみ処理装置の場合には、処理槽の高さが低くてごみ投入口が比較的低い位置にあるが、業務用の生ごみ処理装置のごとく大型で処理槽が大きい場合には、処理槽が必然的に高くなってごみ投入口が高い位置となり、生ごみの処理槽内への投入時には、生ごみの収容容器を高い位置まで持上げなければならず、生ごみの投入作業は重労働となる。また、小型で高さが比較的低い家庭用の生ごみ処理装置においても、生ごみの処理槽内への投入作業の労力を軽減するには、処理槽のごみ投入口をできるかぎり低位置にするのが有利である。
【０００５】
本出願人は、かかる問題に対処すべき生ごみ処理装置を、特願平１０−３５６１４０号出願にて提案している。当該生ごみ処理装置は、処理槽内に、複数の撹拌機をその幅方向に並列して設けたもので、当該生ごみ装置を大型化する場合、高さ方向に大きくすることなく幅方向に大型化することができることから、ごみ投入口の位置を低く位置させることができるものである。しかしながら、当該生ごみ処理装置は、大型化する場合、高さ方向の大きさを抑制することはできるが、平面方向の大きさは高さ方向の大きさを抑制した分だけは必然的に大きくなって、専用の設置面積が大きくなるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、生ごみの処理効率を飛躍的に向上させて１日当たりの生ごみの処理量を増大せることにより、生ごみ処理装置を大型化することなく大量の生ごみの処理を可能にして、生ごみ処理装置の大型化に伴う上記した問題を解消することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、生ごみ処理装置に関するもので、生ごみを収容する処理槽および同処理槽内に配設されて同処理槽内に収容される生ごみを撹拌する撹拌機を備え、好気性微生物の作用により生ごみを発酵して分解処理する形式の生ごみ処理装置を適用対象とするものである。
【０００８】
しかして、本発明に係る生ごみ処理装置は、上記した形式の生ごみ処理装置であって、前記処理槽は、円筒部の下方に有底の円錐筒部を一体に有する筒状縦型の処理槽であり、前記撹拌機は、前記処理槽内に回転可能に支持されて起立する回転シャフトと、同回転シャフトに上下方向に複数段に配設されて径外方へ延びて先端が前記処理槽の内周面の近傍に位置する複数の撹拌羽根と、前記各撹拌羽根の先端部に配設されて前記処理槽内の生ごみの外周側を掻取って同処理槽の中心部へ指向させる掻取部を備え、前記各撹拌羽根は回転方向の下流側部位が上方へ傾斜する捻れ形状に形成されているとともに、前記各撹拌羽根の捻れ角は最下段の撹拌羽根から最上段の撹拌羽根側へ漸次小さくなるように設定されており、かつ、前記掻取部の掻取角度は最下段の撹拌羽根から最上段の撹拌羽根側へ漸次小さくなるように設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る生ごみ処理装置においては、前記処理槽内へ熱風を供給する熱風供給機構を備えていること、前記処理槽内のガスを排出するためのガス排出機構を備えていることが好ましい。
【００１１】
【発明の作用・効果】
本発明に係る生ごみ処理装置においては、処理槽を筒状の縦型に構成するとともに、撹拌機を処理槽内にて上下方向に並列して位置して径外方へ延びる複数の撹拌羽根を備えた構成とし、これら各撹拌羽根を、回転方向の下流側部位が上方へ傾斜する捻れ形状に形成している。
【００１２】
かかる構成によれば、撹拌機を処理槽内に起立状に配設することができるため、従来のごとき撹拌機を水平状に配設する場合に比較して、各撹拌羽根の回転数を飛躍的に増大することができるとともに、各撹拌羽根の捻れ形状に起因して、処理槽内の生ごみを処理槽内で上下方向へ循環する撹拌状態を形成することができて、生ごみの撹拌効率を向上させて、生ごみの発酵、分解処理の効率を飛躍的に向上させることができる。
【００１３】
本発明に係る生ごみ処理装置において、処理槽内へ熱風を供給する熱風供給機構を設ける構成を採れば、処理槽内の生ごみの処理温度を高く維持して生ごみの発酵、分解を著しく促進でき、かつ、処理槽内のガスを排出するためのガス排出機構を設ける構成を採れば、生ごみ等から発生する水蒸気やその他のガスを効率よく排出して、生ごみの乾燥を迅速にするとともに、処理槽内を生ごみの発酵、分解に良好な環境を保持し得て、生ごみの発酵、分解処理の効率をさらに向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係る生ごみ処理装置においては、撹拌機を、処理槽内に回転可能に支持されて起立する回転シャフトと、回転シャフトに上下方向に複数段に配設されて径外方へ延びる複数の捻れ形状の撹拌羽根を備えた構成とすること、各撹拌羽根の捻れ角を最下段の撹拌羽根から最上段の撹拌羽根側へ漸次小さくなるように設定すること、各撹拌羽根を周方向に所定間隔を保持して配置することにより、撹拌機による生ごみの上下方向へ循環する撹拌状態を一層容易に形成することができる。また、各撹拌羽根の先端部に、処理槽内の外周側の生ごみを掻取って処理槽内の中心部へ指向させる掻取部を設けることにより、処理槽内の生ごみを処理槽の内外方向へ循環する撹拌状態をも形成することができて、処理槽内の生ごみを一層均一に、かつ迅速に撹拌し得て、生ごみの発酵、分解処理の効率を一層に向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図１〜図３は、本発明の一例に係る生ごみ処理装置を示すもので、図１は当該生ごみ処理装置の平面図、図２は当該生ごみ処理装置の縦断正面図、図３は当該生ごみ処理装置の縦断側面図である。当該生ごみ処理装置は、処理槽１０、撹拌機構２０、熱風供給機構３０、および、ガス排出機構４０を備えているもので、処理槽１０およびこれらの各機構２０〜４０はケーシング５０内に収納されて生ごみ処理装置を構成している。
【００１６】
処理槽１０は、ステンレス等の耐腐食性の金属材料からなるもので、図４に示すように、下半分の部位を形成する有底の円錐筒部１１と、上半分の部位を形成する円筒部１２とからなるもので、円錐筒部１１と円筒部１２とを一体に接合されて槽本体が構成され、槽本体の外周をグラスウール等の断熱材１３で覆って処理槽１０が形成されている。槽本体を構成する円筒部１２の上端開口部は、断熱材を収容した天板１４で覆蓋されている。また、円筒部１２は、その上方側部に開口部１２ａを備えている。開口部１２ａは、手前に向かって漸次下方傾斜して開口しているのもので、開口部１２ａには、生ごみの投入口１５を形成する筒体１２ｂが接合されている。
【００１７】
当該処理槽１０は、ケーシング５０の下方収納部５１内に設置されて収納されている。ケーシング５０は、図５に示すように、下方収納部５１と上方収納部５２とにより構成されている。下方収納部５１は、略正方形状の立方体であって、上方側部には開口部５１ａを有している。開口部５１ａは、収納された処理槽１０の開口部１２ａに対向するもので、処理槽１０の開口部１２ａに接合した筒体１２ｂが開口部５１ａを貫通して外部に突出している。処理槽１０の開口部１２ａに接合した筒体１２ｂには、開口部５１ａを貫通して外部へ突出した状態で、開閉蓋１５ａが回動可能に取付けられている。
【００１８】
これにより、処理槽１０の開口部１２ａ、筒体１２ｂ、および、ケーシング５０の下方収納部５１の開口部５１ａは、生ごみを処理槽１０内に投入するための投入口１５を形成しており、投入口１５は、開閉蓋１５ａの回動操作により開閉される。投入口１５は、当該生ごみ処理装置の運転中は、開閉蓋１５ａにより密閉状態に閉鎖される。
【００１９】
なお、処理槽１０の円錐筒部１１には、図２に示すように、その側面側に排出口１１ａを備えていて、排出口１１ａは開閉蓋１１ｂにて閉鎖されている。開閉蓋１１ｂは、ケーシング５０の下方収納部５１の下方側部に設けてある図示しない開口部に対向していて、当該開口部を通して、開閉蓋１１ｂの開閉操作ができるようになっている。開閉蓋１１ｂは、当該生ごみ処理装置の運転中は閉鎖されていて、運転終了後、必要により開閉蓋１１ｂを開放して、処理槽１０の底部に残留する残滓を排出することができるようになっている。
【００２０】
撹拌機構２０は、図６に示すように、撹拌機２０ａと、撹拌機２０ａを駆動するための駆動機構部２０ｂとにより構成されている。撹拌機２０ａは、回転シャフト２１と、回転シャフト２１に上下方向に設けられた３枚の撹拌羽根２２，２３，２４からなり、各撹拌羽根２２〜２４は回転シャフト２１に対して略直交した状態で径外方へ突出している。
【００２１】
各撹拌羽根２２〜２４は捻れ羽根であって、図６および図７に示すように、羽根本体２２ａ〜２４ａの先端に掻取部２２ｂ〜２４ｂを備えている点で共通するが、羽根本体２２ａ〜２４ａの径方向の長さおよび捻れ角度を異にし、かつ、掻取部２２ｂ〜２４ｂの掻取角度を異にする。また、各撹拌羽根２２〜２４は、図２および図６では、回転シャフト２１に対して周方向の同一位置に位置しているように示しているが、これは各撹拌羽根２２〜２４の長さおよび形状を同一条件で視認し易くするためのもので、実際は、図７に示すように、周方向に１２０度間隔を保持して配置されている。最下段の第１撹拌羽根２２、中間段の第２撹拌羽根２３および最上段の第３撹拌羽根２４における、羽根本体２２ａ〜２４ａの径方向の長さおよび捻れ角度、掻取部２２ｂ〜２４ｂの掻取角度の関係は次のようになっている。
【００２２】
羽根本体２２ａ〜２４ａの長さは、第１撹拌羽根２２、第２撹拌羽根２３および第３撹拌羽根２４の順に長く形成されている。これは、処理槽１０の径方向の寸法に対応させているものであり、羽根本体２２ａ〜２４ａの先端部が処理槽１０の内周面の近傍に位置するように設定されている。
【００２３】
本発明で捻れ羽根とは、羽根本体２２ａ〜２４ａにおける回転方向の下流側部位２２ａ1〜２４ａ1が上方へ傾斜する形状の羽根を意味するが、羽根本体２２ａ〜２４ａの捻れ角度は、図３に模式的に示すように、第１撹拌羽根２２、第２撹拌羽根２３および第３撹拌羽根２４の順に小さく設定されている。当該撹拌機２０ａにおいては、羽根本体２２ａ〜２４ａの捻れ角度θ1，θ2，θ3は１０度、８度、５度に設定されている。これは、当該撹拌機２０ａを回転駆動した場合に、処理槽１０の底部側の生ごみほど上方へ撹拌移動させて、生ごみを迅速かつ均等に撹拌すべく意図しているものである。
【００２４】
掻取部２２ｂ〜２４ｂは、各撹拌羽根２２〜２４が回転した場合に、処理槽１０内の外周側に位置する生ごみを中心部側へ指向すべく機能するもので、掻取部２２ｂ〜２４ｂの掻取角度は、第１撹拌羽根２２、第２撹拌羽根２３および第３撹拌羽根２４の順に小さく設定されている。これは、当該撹拌機２０ａを回転駆動した場合、処理槽１０の底部側の生ごみほど中心に指向して上方へ撹拌移動させて、生ごみを迅速かつ均等に撹拌すべく意図しているものである。
【００２５】
当該撹拌機構２０においては、撹拌機２０ａは、ケーシング５０の下方収納部５１に収納されている処理槽１０内に同心的に配置されて、回転シャフト２１の下端部を処理槽１０の底壁部１１ｃに回転可能に支持し、かつ、回転シャフト２１の上端部を天板１４に回転可能に貫通させた状態で、天板１４に回転可能に支持することにより、処理槽１０内に配設されている。当該撹拌機構２０の駆動機構部２０ｂを構成する駆動モータ２５は、天板１４に立設した支持台１６上に設置されていて、駆動モータ２５の回転軸と回転シャフト２１の上端部とがカップリング２６を介して、トルク伝達可能に連結されている。駆動機構部２０ｂは、後述する熱風供給機構３０およびガス排出機構４０とともに、ケーシング５０の上方収納部５２に収納されている。上方収納部５２は、駆動機構部２０ｂ、熱風供給機構３０およびガス排出機構４０が配設された状態で、天板１４上に設置される。
【００２６】
当該撹拌機構２０を構成する撹拌機２０ａは、この配設状態においては、回転シャフト２１が処理槽１０内に同心的に位置し、各撹拌羽根２２〜２４は処理槽１０内にて上下方向に所定間隔を保持して３段に位置している。また、各撹拌羽根２２〜２４の羽根本体２２ａ〜２４ａは、処理槽１０の内周面の近傍まで延びていて、各掻取部２２ｂ〜２４ｂを処理槽１０の内周面に近接して位置させている。
【００２７】
熱風供給機構３０は、熱風発生装置３１と、熱風発生装置３１に接続した導風管３２と、導風管３２に内蔵した図示しない逆止弁からなるもので、処理槽１０の天板１４上に配設されていて、導風管３２の先端部が天板１４を貫通して処理槽１０内の上方部に臨んでいる。当該熱風供給機構３０においては、熱風発生装置３１で発生させた熱風を導風管３２を通して処理槽１０内へ供給すべく機能するもので、供給される熱風は８０℃〜１２０℃の範囲で任意の温度に制御し得るようになっている。
【００２８】
ガス排気機構４０は、排気ファン４１と、排気ファン４１に接続した導風管４２と、導風管４２の途中に配設した脱臭装置４３からなるもので、処理槽１０の天板１４上に配設されていて、導風管４２の先端部が天板１４を貫通して処理槽１０内の上方部に臨んでいる。脱臭装置４３には、活性炭等の脱臭剤が内蔵されている。当該ガス排出機構４０においては、排気ファン４１の駆動に起因する吸引作用により処理槽１０内のガスを吸引して、導風管４２および脱臭装置４３を通して排出すべく機能する。
【００２９】
かかる構成の生ごみ処理装置においては、自動運転および手動運転に選択的に切替え可能に構成されていて、図示しない操作盤に設けたスイッチの切替え操作により、自動運転および手動運転を任意に選択できるようになっている。自動運転を選択した場合には、図示しない制御装置により処理運転が自動的に制御される。
【００３０】
当該生ごみ処理装置を運転するに際しては、処理槽１０に設けた開閉蓋１５ａを開放して、投入口１５を通して生ごみを処理槽１０内に投入し、運転を開始する。運転中には、撹拌機構２０を構成する撹拌機２０ａの回転駆動により処理槽１０内の生ごみが撹拌され、熱風供給機構３０の駆動により処理槽１０内に熱風が供給され、かつ、ガス排出機構４０の駆動により処理槽１０内に発生する水蒸気、その他のガスが排出される。運転開始から所定時間経過後には、処理槽１０内の生ごみは完全に分解されてほぼ消失する。この時点で運転を停止させて、次の運転まで待機させる。
【００３１】
ところで、当該生ごみ処理装置においては、処理槽１０を筒状の縦型に構成するとともに、撹拌機２０ａを、処理槽１０内にて上下方向に並列して位置して径外方へ延びる複数の撹拌羽根２２〜２４を備えた縦型に構成している。このため、当該生ごみ処理装置では、従来のごとき撹拌機を水平状に配設する場合に比較して、各撹拌羽根２２〜２４の回転数を飛躍的の増大することができる。当該生ごみ処理装置では、水平設置式の生ごみ処理装置に比較して、撹拌機２０ａの回転数を１８０ｒｐｍにまで増速することができ、処理槽１０内の生ごみの撹拌効率を向上させることができる。
【００３２】
また、当該撹拌機２０ａにおいては、各撹拌羽根２２〜２４として捻れ羽根を採用して、その捻れ角度を最下段の第１撹拌羽根２２を最大の捻れ角度にするとともに、中間段の第２撹拌羽根２３および最上段の第３撹拌羽根２４の順に小さい捻れ角度に設定している。各撹拌羽根２２〜２４のかかる構成により、処理槽１０内の底部側に位置する生ごみを撹拌中に上方へ移動させ、上昇した生ごみを自重により落下させる、上下に循環する撹拌状態を形成することができて、処理槽１０内の生ごみの上下方向の均一な撹拌効率を向上させることができる。
【００３３】
さらにまた、当該撹拌機２０ａにおいては、各撹拌羽根２２〜２４の羽根本体２２ａ〜２４ａの先端に、処理槽１０内の外周側の生ごみを掻取って処理槽１０内の中心側へ指向させる掻取部２２ｂ〜２４ｂを設けている。各撹拌羽根２２〜２４のかかる構成により、処理槽１０内の外周側に位置する生ごみを撹拌中に中心側へ掻集め、掻集め生ごみを上方への循環流に便乗させる撹拌状態を形成することができて、処理槽１０内の生ごみの、内外方向および上下方向の均一な撹拌効率を向上させることができる。
【００３４】
従って、当該撹拌機２０ａによれば、湊合的には、処理槽１０内の生ごみを、処理槽１０内の全体で迅速かつ均一に撹拌することができて、生ごみと耐熱性の好気性微生物とを迅速かつ均等に接触させ、生ごみの発酵、分解を短時間に終了させることができる。
【００３５】
当該生ごみ処理装置においては、運転中に、熱風供給機構３０およびガス排出機構４０を駆動させている。これにより、処理槽１０内に熱風を供給して処理槽１０内の生ごみの処理温度を高く維持し、生ごみが含有する水分を迅速に蒸発させるとともに、蒸発した水蒸気を系外へ排出するようにしている。このため、生ごみの分解の妨げになる水分を迅速に除去するとともに、耐熱性の好気性微生物の活性化を促進する環境が形成され、この点からも、生ごみの分解時間を一層短縮することができる。
【００３６】
なお、当該生ごみ処理装置の運転中には、ガス排出機構４０から、処理槽１０内で発生する生ごみの分解ガスも排出されるが、ガス排出機構４０は、脱臭装置４３を備えていることから、処理槽１０内からの悪臭や有害ガスの漏洩の皆無またはほとんどない。
【００３７】
当該生ごみ処理装置の一実施形態では、１回の生ごみの処理量が５０ｋｇのものを作成した。生ごみの処理量が５０ｋｇに対応する大きさの処理槽１０を有する５０ｋｇ処理型の生ごみ処理装置は、全体の大きさを、高さ２２５ｃｍ、幅１２０ｃｍ、奥行き１３２ｃｍとし、かつ、処理槽１０の高さを全体の略半分の１００ｃｍとすることができ、生ごみの投入口１５を、平均的な大人の腰の高さである８０ｃｍ〜９０ｃｍの高さの部位に設置することができる。
【００３８】
５０ｋｇ処理型の生ごみ処理装置においては、撹拌機２０ａを１８０ｒｐｍで回転駆動するとともに、処理槽１０内へ供給する熱風の温度を１１０℃に設定した運転では、生ごみの種類（分解の難易度）によって相違するが、生ごみは１０分〜６０分程度でほぼ完全に分解して気化し、処理槽１０内には、残滓がほとんど残留しないことを確認した。
【００３９】
従って、５０ｋｇ処理型の生ごみ処理装置では、１日に最低１０回程度の運転が可能であって、１日の最大処理能力を、少なくとも５００ｋｇとすることができる。これは、生ごみの分解に少なくとも１０時間を要している、従来の生ごみ処理装置における５００ｋｇ処理型の大型の処理装置と同等の処理能力を有していることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例に係る生ごみ処理装置の平面図である。
【図２】同生ごみ処理装置の縦断正面図である。
【図３】同生ごみ処理装置の縦断側面図である。
【図４】同生ごみ処理装置を構成する処理槽の縦断側面図である。
【図５】同生ごみ処理装置を構成するケーシングの縦断側面図である。
【図６】同生ごみ処理装置を構成する撹拌機構の側面図である。
【図７】同撹拌機構を構成する撹拌機の平面図である。
【符号の説明】
１０…処理槽、１１…円錐筒部、１１ａ…排出口、１１ｂ…開閉蓋、１１ｃ…底壁部、１２…円筒部、１２ａ…開口部、１２ｂ…筒体、１３…断熱材、１４…天板、１５…投入口、１５ａ…開閉蓋、１６…支持台、２０…撹拌機構、２０ａ…撹拌機、２０ｂ…駆動機構部、２１…回転シャフト、２２，２３，２４…撹拌羽根、２２ａ，２３ａ，２４ａ…羽根本体、２２ａ1，２３ａ1，２４ａ1…下流側部位、２２ｂ〜２４ｂ…掻取部、２５…駆動モータ、２６…カップリング、３０…熱風供給機構、３１…熱風発生装置、３２…導風管、４０…ガス排気機構、４１…排気ファン、４２…導風管、４３…脱臭装置、５０…ケーシング、５１…下方収納部、５１ａ…開口部、５２…上方収納部。
【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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