CN105555144A - 用于底部涂覆食品的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种产品传送和涂覆系统(2)包括顺序布置的至少第一和第二传送带(12、63)，至少第二传送带(63)为实心带。位于第一和第二带(12、63)之间的间隙(151)中的是涂覆歧管(157)的分配器头(164)。分配器头(164)跨过第一和第二传送带(12、63)的上表面部分(21、73)之间的间隙(151)，分配器头(164)的细长侧壁出口部分(173)在整个传送单元(9)的下游方向暴露于第二传送带(63)的上表面(73)。系统(2)将涂覆材料(180)直接分配在第二实心传送带(63)上，并且涂覆实心带(63)上的食品(45)的至少底部和部分侧部(47、50、51)。采取措施从实心带(63)刮除过量的涂覆材料(180)、从被涂覆食品(298)移除过量的涂覆材料(180)、并回收利用过量的涂覆材料(180)。

Description

用于底部涂覆食品的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请为2013年8月9日提交的名称为“SystemandMethodforBottomCoatingFoodProducts”的美国专利申请No.13/963,143的部分继续申请。
技术领域
本发明涉及涂覆食品领域，并且更具体地涉及涂覆在实心带上传输的食品底部部分的系统和方法。
背景技术
在一些食品的生产中，有时需要在食品上提供表面涂覆。例如，对于很多食品，局部涂覆非常普遍。总体涂覆过程可能很大程度上不同，具体取决于所使用的涂覆材料和待被涂覆的食品表面。例如，在进行无论是颗粒或液体形式的局部涂覆的情况下，通常当食品沿着输送机移动时，在食品上方提供加料斗或其他分配器。在该布置中，传送带通常由互相连接的金属丝或链节形成，其能够使大部分过量的涂覆材料掉过或流过传送带并收集起来再使用。如果希望涂覆食品底部甚至是侧部，可以将传送带引入涂覆材料的容器中，主要是在涂覆材料中浸渍食品和网格传送带。在该领域中，这种能够涂覆食品的多个表面的类型的涂覆系统通常是指糖衣机(enrober)。
已知的糖衣机被认为非常昂贵且复杂。此外，在食品行业，必须在规定的间隔时间内清理输送机，这出于包括过敏原的各种原因可能是很重要的。至少在液体涂覆糖衣机的情况下，清理输送机的链节相当困难并且耗费时间。通过实例，通常需要二十至三十五小时范围内的人工时间来清理用于将巧克力涂覆到咀嚼谷物棒底部的糖衣机系统的开放式网格输送机。显然，这对于生产线而言代表大量的停机时间。
发明内容
本发明涉及涂覆食品的至少底部和部分侧部的系统和方法，所述系统和方法利用在涂覆站使用实心带的传送单元。更具体地，本发明提供产品传送系统，其包括顺序布置的至少第一和第二传送带，至少第二传送带由实心带构成。涂覆歧管的分配器头位于第一带和第二带之间的间隙中。第二传送带的上表面布置在正好位于第一传送带的上表面所处平面下方的平面中，使得分配器头跨过间隙，分配器头的细长出口部在系统的下游方向暴露于第二传送带的上表面。
在操作中，歧管接收液体涂覆材料并将涂覆材料直接分配至第二实心带的整个宽度的预定百分比宽度上，同时，间隔开的食品被从第一带引入第二带上的涂覆材料中。根据本发明的一方面，涂覆材料较浓稠，从而不易于从带上流下，因此不需要实心带上设置任意横向围挡结构。通过这种布置，涂覆材料涂覆食品的底部或最下侧，并且取决于被涂覆的食品和涂覆至实心带的涂层厚度或高度向上延伸并涂覆食品的侧部。在分配器头的下游，尤其通过在细化器组件上引导各个涂覆的食品，可将过量的涂层从食品移除以产生均匀的底部涂覆，细化组件优选包括可旋转的梳状细化器和/或可旋转的旋转杆。当组合使用时，梳形细化器和旋转杆可被以彼此以及与第二带都不同的速度驱动。在经历过细化器组件后，将被涂覆的食品从实心带移除并从带上刮下过量的涂覆材料、将所述过量的涂覆材料收集、过滤并回收回歧管。
根据本发明的具体实施方式，涂覆材料为浓稠的熔融巧克力，通过分配器头水平部分的低压降(例如，低于0.1磅/平方英寸)和分配器头竖向部分的较高压降(例如，优选在2-30磅/平方英寸的范围内，更优选在7-12磅/平方英寸的范围内)将所述巧克力涂覆在实心带上，以提供带上的均匀层厚。层厚取决于所需涂层重量，并且对于底部涂覆的咀嚼谷物棒优选为约6-9mm，以及对于底部涂覆的脆烤棒优选为约2-5mm。层厚主要由于涂覆到带上的涂覆材料的量以及由细化器组件移除的涂覆材料的量而不同。当到达第二带的下游端时，被涂覆的棒自动转移至第三传送带上，第三传送带也为实心的并且包括制冷或冷却带，建立预定的冷却温度和停留时间。而且，本发明适用于很多涂覆材料和产品，主要为能够被加热和冷却以改变其粘度特性的涂覆材料和能够被覆盖并传送的食品。在任何情况下，通过以下结合附图的具体描述，本发明的其他目标、特征和优点将变得更加明显，其中在一些附图中相似的附图标记代表对应的部件。
附图说明
图1是根据本发明实施方式的食品涂覆和传送系统的立体图；
图2是图1系统的一部分的放大立体图；
图3是根据本发明的一方面使用的下压辊筒(tap-downroller)单元的拐角部的放大图；
图4是在图1的系统中设置的一个传送部分的终端的立体图；
图5是详细示出图1的系统的另一部分的立体图；
图6示出将梳状细化器包含在图1-图5的布置中；
图7是图6的梳状细化器的一部分的放大图。
具体实施方式
首先参照图1，根据本发明构造的涂覆系统总体由附图标记2示出。涂覆系统2合并有转移站6，转移站6包括使用第一传送带12的第一传送单元9，第一传送带12示出为无端(环形)实心带。在所示出的位置，传送带12具有第一纵向端16，其围绕辊17延伸并导向下游的、也由辊(未示出)支撑的第二纵向端18。在第一纵向端16和第二纵向端18之间形成传送带12的上表面21。下翻部27来自第二纵向端18，并围绕驱动f单元32的驱动辊29延伸。这里应该注意到驱动辊29能够以不同方式被旋转驱动以推动传送带12。例如，驱动单元32可以自身构成电动马达、液压马达或其他马达、或如在所示实施方式中，驱动单元32可包括带轮34，所述带轮34适于由另一个驱动带/马达驱动机构(未示出)驱动。在任何情况下，传送带12具有从驱动辊29通回到第一纵向端16的上翻部。这里容易得知，仅为了参考的目的，本文提供的附图示出简化的传送机布置。因此，应该理解还会使用该领域普遍熟知的惰轮、牵引系统、拉紧调节机构等。
通过下文更加容易得知，本发明可用于涂覆各种产品的底部和部分侧部。在一个具体实施方式中，涂覆系统2用于涂覆咀嚼谷物棒形式的食品45，其各自具有底部表面47、前侧表面48、后侧表面49、横向侧表面50和51、以及顶部表面52。如所示出的，将事先准备好的食品45成行成列地放置在上表面21上，通过传送带12从转移站6运输至下游涂覆站55。涂覆站55包括使用第二传送带63的第二传送带单元59，在所示位置，第二传送带63具有由辊67支撑的第一纵向端66和由辊69支撑的第二纵向端68，传送带63在第一纵向端66和第二纵向端68之间形成上表面73。传送带63从上表面73通往围绕驱动单元82的驱动辊79延伸的下翻部76和通回到第一纵向端66的上翻部88，驱动单元82可包括诸如用于与驱动单元32共同驱动的带轮84。
由于下面将更加充分详述的原因，根据本发明，重要的是第二传送带63由实心传送带构成而没有任何相关联的开放式网格金属丝或链节。在示出的实施方式中，传送带63完全由诸如设置有聚氨酯面层的聚酯基的聚合物材料形成。也就是说，为了不脱离本发明，传送带63的至少大部分横向尺寸或宽度必须为实心的。然而，在进一步详述本发明的该重要方面之前，图1还示出作为涂覆系统2一部分的冷却站105。如所示出的，冷却站105包括支撑第三传送带单元110的框架107。第三传送带单元110包括示出为具有第一纵向端116的第三传送带113。传送带113也示出为包括上表面123、绕导向辊129和具有带轮137的驱动单元135的驱动辊132延伸的返回部126、以及通回至第一纵向端116的上翻部140。为了产生理想的冷却功能，冷却站105包括用于冷却传送带113的诸如由附图标记144示出的至少一个冷却单元。总之，冷却单元144可采用各种形式，包括使用传导和/或对流冷却布置，一个优选实施方式使用直接设置在传送带113下方的板片式冷却器。
如在图2中最佳示出的，在第一传送带12的第二纵向端18和第二传送带63的第一纵向端66之间形成竖向和纵向间隙151。涂覆单元153设置在间隙151中。更具体而言，涂覆单元153包括歧管157，其具有输入口160和直立的分配器头164。如清晰示出的，分配器头164伸入间隙151中，分配器头164包括最上壁169、上游侧壁170和下游侧壁171。至少一个细长分配开口或出口175在下游侧壁171中并经过第二传送带63的大部分横向尺寸或宽度有效延伸，用于将涂覆材料180分配到上表面73上。更具体而言，第一传送带12的上表面21位于由第二传送带63的上表面73形成的平面上方的平面内。因此，上表面73正好位于上表面21下方。另一方面，分配器头164的最上壁169大致与上表面21齐平，同时分配开口175具有最下缘(未单独标出)和最上缘(也没有标出)，最下缘大致与上表面73在同一平面内。通过该布置，分配器头164跨过间隙151，并且分配器头164的细长出口或开口175在传送单元9的下游方向暴露于第二传送带63的上表面73，从而具有预定厚度(高度)的涂覆材料180可以从第一传送带12和第二传送带63之间的位置直接沉积在第二传送带63的上表面73上。
在描述涂覆系统2的整体操作之前，将结合所示实施方式描述与本发明相关联的另一结构。首先，如图1和图3所示，涂覆系统2可以使用下压或压制单元188，用于迫使食品45进入第二传送带63上的涂覆材料180。在所示出的实施方式中，压制单元188包括一对侧向支撑架191和192，它们支撑横轴194。以可调节方式固定至轴194的锁定箍196限定止动表面198。压制单元188还包括套筒件203，其围绕轴194延伸并以可旋转方式由轴194支撑，套筒件203限定与止动表面198对齐的抵接部206。此外，在沿轴194间隔开的位置，压制单元188包括径向凸缘210和支撑环214，径向凸缘210从套筒件203延伸并固定于此，以相对于轴194旋转，并且支撑环214固定至径向凸缘210。各支撑环214以可调节方式接收相应的支撑杆224、225。支撑杆224和225终止于支撑板228和229，支撑板228和229以可旋转方式支撑具有外鞘236的辊233。通过这种布置，当第二传送带63受到驱动时，鞘236与各食品45的上表面52接合，从而迫使食品45部分浸渍在涂覆材料180中。抵接部206与止动表面198的接合限制辊233可向下移动的程度。虽然辊233可以在该方向偏压，但是发现仅该结构的重量为该功能提供足够的力。辊233和第二传送带63的上表面73之间的竖向距离可通过在选择的位置使用诸如定位螺钉(未示出)将锁定箍196固定至轴194来容易地进行调节。辊233能够由支撑板228和229以自由、可旋转方式支撑，但辊233也能够被主动驱动以与第二传送带63的运动一致地旋转，诸如通过使用辊233结构内的独立驱动马达(未示出)。
图1和图4示出包含用于保持涂覆材料180的料斗253。更具体而言，如图4中最佳示出的，示出料斗253由腿部256-259(为了附图清晰而没有在图1中示出)支撑，并包括出口262。料斗253位于第二传送带63的上表面73下方，并具有与其相关联的包括刀刃件268的刮刀装置265，刀刃件268具有与第二传送带63的内翻部176相接合的边缘270。通过这种布置，刮刀装置265位于与第二纵向端68间隔开的位置并且在第二传送带63的上表面73下方。在该位置，从第二传送带63刮下过量的涂覆材料180并收集在料斗253中，使涂覆材料180能够经其他泵压和过滤设备(未示出)泵压经过出口262、过滤并回收回到歧管157。
为了详细说明，现在参照图1和图5描述还合并进涂覆系统2的旋转装置276。如所示出的，旋转装置276包括旋转杆280，旋转杆280由在一端处的支撑块284以及在另一端处的支撑板287以可旋转方式支撑。旋转杆280具有相联的支架290，支架290具有上端部292，虽然没有单独示出上端部292，但其具有大致U形截面，以与杆280的轮廓一致。使用驱动马达290使旋转杆280旋转。通过该整体布置，放置在实际上由实心或网格结构制成的第一传送带12上的食品45在分配器头164的最上壁169上方被转移到已经沉积在第二实心传送带63的上表面73上的涂覆材料180中。根据本发明，虽然涂覆材料180和其厚度(高度)可以变化，但一种实施方式使用约8-9毫米厚度的巧克力层，其具有糖浆状浓稠度，在35℃-46℃(约95°F-115°F)范围内的温度下经连接至歧管157的进口160的大约7.5厘米的输送管(未示出)输送。重要的是，传送带73的实心结构使得涂覆材料180不会流过上表面73。同时，涂覆材料180为浓稠的，即，具有高粘度，使得涂覆材料180必须被泵压以进行分配并且不能在横向流出上表面73。为了分配涂覆材料180，直立的分配器头164被设计为在宽度上具有非常低的压降，相反地，大部分压降发生在高度方向。
根据本发明的具体实施方式，涂覆材料为浓稠的熔融巧克力，通过分配器头164水平部分(未单独标出)上的低压降(例如，低于0.1磅/平方英寸)和分配器头164的竖向部分(未单独标出)上的较高压降(例如，优选在20-30磅/平方英寸的范围内，更优选在7-12磅/平方英寸的范围内)将所述巧克力施加在实心带上。这样确保均匀的流动，并且食品45部分浸渍在涂覆材料180中，使得涂覆材料180包裹在至少底部表面47上和前、后以及侧表面48-51的部分上。层厚度取决于所需涂覆重量，并且优选对于底部涂覆咀嚼谷物棒为6-9毫米、以及优选对于底部涂覆脆烤棒为2-5毫米。同时，压制单元188还能够确保对食品45施加适当的向下的力以适当涂覆。一旦到达第二纵向端68，涂覆的食品298被转移至冷却站105的第三传送带113上，同时过量的涂覆材料180被传送进入结合有刮刀装置265的料斗253。由于旋转装置276的存在，避免了与转移至冷却站105相关联的涂覆材料180的任意尾料。更具体而言，旋转棒280由马达290以大于传送带63的驱动的旋转速度可旋转地驱动，并且用于移除来自涂覆食品298的尾料。然后，基于支架290与杆280之间的一致，将该涂覆材料从杆280刮除。
在实践中，主要由于在杆280长度上的略微挠曲，仅包含旋转装置276可导致不同涂覆食品298之间底部厚度的变化。因此，如图6和图7中的修改结构所示，旋转装置276实际上形成全部细化器组件300的一部分，其被设置为直接与传送带63的第二纵向端68相邻，并且还包括以附图标记305整体表示的梳状细化器。梳状细化器305包括以可旋转方式支撑在旋转杆280与传送器63之间的杆310。更具体而言，杆310在一端由块284的延伸部312并在另一端由支撑板314支撑。马达318被设置为旋转杆310连同系列梳状元件320，系列梳状元件320在轴向间隔开的位置以共同旋转方式安装至杆310。如下文进一步讨论的，梳状元件320和杆310具有相关联的支架325(参见图7)。
如图7最佳示出的，各梳状元件320一般采用包括相对侧壁部分330和331以及中央圆形连接部分340的盘状形式，其中相对侧壁部分330和331从杆310径向延伸并伸向相应的成角度部分或锥形部分335和336。支架325通常采用梳状形式，包括限定在切口350之间的齿部(没有单独标出)，切口350由相邻的竖直壁限定，其中的一个由附图标记352表示的竖直壁伸向由倾斜壁355和356限定的基部切口部。如所示出的，壁352仅以略微大于相应梳状元件320的侧壁部330和331之间的距离间隔开，同时倾斜壁355和356为大致V形，以分别与成角度的部分335和336一致。
通过该结构，涂覆的食品298首先被引导经过梳状细化器305，在梳状细化器305上，梳状元件320不仅向下游驱动被涂覆的食品298(注意有多个诸如3-6个梳状元件320支撑各转移的食品298)，而且还从被涂覆的食品298的底部表面47移除过量的涂覆材料180，从而对于在传送带63整个宽度上的产品确保更均匀的底部涂覆。之后，如上所述的，当被涂覆的食品298经过旋转装置276前进时，将任意剩余尾料移除。根据本发明，驱动传送带63、梳状细化器305的杆310以及旋转装置276的杆280的速度可以变化。例如，杆310可受到驱动使得被涂覆的食品298以相同速度移动经过梳状元件320。然而，根据本发明的更优选形式，杆310和相应的梳状元件320以比传送带63和被涂覆的食品298更快的速度被驱动，通常快大约30％的速度甚至高达两倍的速度。这引起梳状元件320实际相对于底部表面47滑动，其中，当相对速度增加时，从底部表面拉掉更多的涂覆材料。此外，旋转杆280可被驱动为比杆310更快。在任意情况下，各个梳状元件320和旋转杆280优选由驱动结构以快于第二传送带63被驱动的速度旋转。
第一传送单元9的长度取决于总的生产配置。另一方面，第二传送单元59的长度实际可以很短，诸如少于2米，并具有优选相称的宽度。第三传送单元110的长度取决于冷却以及进一步固化涂覆材料180所需的时间。在涂覆材料180为巧克力的情况下，通常需要相当长的冷却时间，诸如约3分钟的停留时间。出于这种考虑，该长度可以为12-25米，但可利用特定的传送带材料和平坦的铝板冷却系统有利地降低至约3米。为此，诸如具有约0.025厘米(10/1000英寸)厚度的特氟龙的薄的高传热材料可有利地用作传送带材料，使得该整体冷却结构可将冷却时间降低至约40秒。
虽然参照本发明的示例性实施方式进行描述，但应该容易理解可以对本发明进行各种变化和/或修改而不脱离本发明的精神。例如，除了涂覆巧克力，可以涂覆能够被加热和冷却的其他各种涂覆材料，包括酸奶、蜀葵糖剂(marshmallow)、水果和奶酪等。此外，可以涂覆能够被涂覆和传送的其他食品，包括糖果、面团、谷物、曲奇和冰淇淋等。此外，应该注意到，旋转装置和梳状细化器可单独使用或结合使用。更重要地，发现完全避免网格金属传送带材料而使用上述的实心且小长度(较小表面积)的传送带用于涂覆操作能够使清理时间显著降低，基本上从约35小时降低至约4小时，从而大大提高了效率。

Claims (27)

1.一种涂覆食品底部和部分侧部的方法，包括：
沿第一传送带在纵向方向上引导所述食品，所述第一传送带与第二实心传送带通过间隙间隔开；
从所述间隙中将涂覆材料分配在所述第二实心传送带的一部分上并且横向经过所述第二实心传送带的一部分；
将所述食品从所述第一传送带上转移至所述第二实心传送带上，其中，所述食品变得部分浸渍在所述涂覆材料中以形成涂覆的食品；以及
从所述第二实心传送带移除所述涂覆的食品。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述间隙构成纵向间隙，并且所述涂覆材料从分配器头中设置的至少一个侧壁开口分配，所述分配器头竖直地伸入所述纵向间隙中。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：通过歧管将所述涂覆材料泵压至所述分配器头。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：从所述第二实心传送带收集过量的涂覆材料并将所述过量的涂覆材料回收至歧管。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，收集过量的涂覆材料包括从所述第二实心传送带刮除所述过量的涂覆材料。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：通过引导所述食品经过细化器组件使所述食品的底部上的涂覆材料变得均匀。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，引导所述食品经过细化器组件包括使所述食品被传送经过梳状细化器的多个梳状元件。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，引导所述食品经过所述细化器组件还包括使所述食品被传送经过旋转杆上方。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：以比所述第二实心传送带被驱动的速度更快的速度旋转各所述梳状元件和所述旋转杆。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述食品用力按压到所述第二实心传送带上的所述涂覆材料中。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，传送所述涂覆材料经过所述第二实心传送带的一部分包括传送所述涂覆材料经过所述第二实心传送带的主要部分。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述涂覆材料为浓稠的，使得在将所述涂覆材料分配到所述第二实心传送带的主要部分上并横向经过所述第二实心传送带的主要部分时，所述涂覆材料不会横向流下所述第二实心传送带。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述第二实心传送带上移除所述涂覆的食品包括将所述涂覆的食品转移至第三传送带，所述第三传送带与所述第二实心传送带纵向对齐，所述方法还包括在所述第三传送带上冷却所述涂覆的食品。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述食品包括咀嚼谷物棒，并且所述涂覆材料包括巧克力。
15.一种用于涂覆食品的底部和部分侧部的系统，包括：
第一传送带，所述第一传送带被构造成能够在纵向方向上传送食品；
第二实心传送带，其与所述第一传送带对齐并且通过纵向间隙与所述第一传送带纵向间隔开；以及
分配器头，其位于所述间隙内并且包括暴露于所述第二实心传送带的上表面的至少一个分配口，其中，涂覆材料被构造成能够从所述纵向间隙内从所述分配器头分配至所述第二实心传送带的一部分上并且横向经过所述第二实心传送带的一部分，使得在所述第一传送带上传送的食品能够被转移至所述第二实心传送带，并且部分地浸渍在所述涂覆材料中以形成涂覆的食品。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述分配器头包括最上壁、上游侧壁和下游侧壁，所述至少一个分配口设置在所述下游侧壁中用于分配所述涂覆材料。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述分配器头的最上壁与所述第一传送带的上表面大致齐平。
18.根据权利要求16所述的系统，还包括用于所述涂覆材料的歧管，所述分配器头从所述歧管伸出。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述第二实心传送带包括与所述间隙并置的第一纵向端和第二纵向端，所述系统还包括刮刀装置和料斗，所述刮刀装置用于从所述第二实心传送带移除过量的涂覆材料，所述料斗用于收集所述过量的涂覆材料，所述刮刀装置位于与所述第二纵向端间隔开并且低于所述第二实心传送带的上表面的位置。
20.根据权利要求15所述的系统，还包括：安装在所述第二实心传送带的上表面上方的压制单元，其用于将所述食品用力压入所述第二实心传送带上的涂覆材料中。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述压制单元包括横向延伸经过所述第二实心传送带的辊以及用于调节所述辊在所述第二实心传送带的上表面上方高度的装置。
22.根据权利要求15所述的系统，其中，所述第二实心传送带包括与所述间隙并置的第一纵向端和第二纵向端，所述系统还包括设置为直接与所述第二纵向端相邻的细化器组件，用于从所述食品移除过量的涂覆材料。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述细化器组件包括梳状细化器，所述梳状细化器包括多个间隔开的能够旋转的梳状元件。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述细化器组件还包括与所述梳状元件相邻布置的能够旋转的旋转杆。
25.根据权利要求24所述的系统，还包括：驱动装置，其用于以比所述第二实心传送带被驱动的速度更快的速度旋转各所述梳状元件和所述旋转杆。
26.根据权利要求18所述的系统，还包括：第三传送带，其与所述第一传送带下游的所述第二实心传送带纵向对齐，所述第三传送带包括用于冷却所述第三传送带上的所述涂覆的食品的冷却带。
27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述第一传送带和所述第三传送带也由实心带构成，使得所述系统不存在任何开放式网格带。
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