CN113004394A - 速溶胶原蛋白肽及生产制造方法和生产制造系统 - Google Patents
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Abstract
一种速溶胶原蛋白肽及生产制造方法和生产制造系统。速溶胶原蛋白肽生产制造方法包括原料处理、酸洗、提胶、过滤、浓缩、瞬时灭菌、喷粉干燥，本发明从动物骨中利用酶降解技术直接提取骨胶原蛋白肽，利用生物法的优势，整个生产过程中不仅具有专一性和针对性，而且对目标产物更易控制，保持其生物活性，使胶原蛋白肽组成结构及性能稳定、变异小，生产出来的胶原蛋白肽利于肠道直接吸收。
Description
技术领域
本发明涉及胶原蛋白肽生产技术领域，尤其涉及一种速溶胶原蛋白肽及生产制造方法和生产制造系统。
背景技术
我国现有的骨胶原蛋白肽的提取方法主要有三种，分别为：
（1）高压蒸煮法（专利名称：牛骨胶原蛋白肽提取方法，专利号：CN201710823158.2），该法主要采用物理方法，将新鲜牛骨进行高温高压蒸煮，然后经过反复分离，浓缩干燥而成。该方法存在耗水量大，提取不充分的弊端。
（2）酸提取法（专利名称：一种金枪鱼骨胶原蛋白肽的制备方法，专利号：CN201210173033.7），该法是利用酸(如柠檬酸、乳酸、醋酸、盐酸等)对牛骨中的骨胶原蛋白肽进行提取，但该方法在提取过程中会破坏胶原蛋白肽中氨基酸的结构，且存在腐蚀设备、污染环境等缺陷。
（3）碱提取法（专利名称：一种软骨胶原蛋白肽的制备方法，专利号：CN201710630817.0），该方法是利用一定浓度的碱对软骨中的骨胶原蛋白肽进行提取，碱提取法常用的处理剂有石灰、氢氧化钠、碳酸钠等，这些处理剂也会破坏骨胶原蛋白肽中的氨基酸结构。碱法生产存在工艺复杂，生产过程可控性较差、生产周期长、耗能高等缺陷。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，该速溶胶原蛋白肽的生产制造方法包括以下步骤，
（1）原料处理：将质检合格的骨粒输送至磨粉机，将骨粒磨成粉末，然后将磨粉机出来的粉末进行筛分，制得骨粉；
（2）酸洗：将步骤（1）中制得的骨粉加入到酸洗罐中进行酸洗，制得骨素；
（3）提胶：将步骤（2）中制得的骨素先进行水洗后，再输送至提胶锅进行提胶处理，从而得到粗胶液；
（4）过滤：将步骤（3）中得到的粗胶液先进行袋式过滤，然后进行精密纸板过滤，再进行离子交换柱过滤，从而制得胶液；
（5）浓缩：将步骤（4）中制得的胶液先进行膜浓缩，再进行蒸发浓缩，得到浓缩液；
（6）瞬时灭菌：将步骤（5）中的到的浓缩液进行高温瞬时灭菌处理；
（7）喷粉干燥：将步骤（6）中经过灭菌处理后的溶液进行喷粉干燥处理，从而得到胶原蛋白肽粉末。
优选的，所述酸洗过程中，先向酸洗罐中加入水，然后一边加入骨粉一边搅拌，充分搅拌均匀后，加入调配好的酸液并继续搅拌充分，最后进行离心分离得到骨素。
优选的，所述过滤过程中，在进行离子交换柱过滤时，先将50～55℃的热水注入到离子交换柱进行预热，待出水温度≥40℃时停止预热，将粗胶液注入离子交换柱内依次过胶。
优选的，所述膜浓缩过程中，在进胶前需要用50～55℃的热水进行预热，预热时间为30min。
优选的，所述瞬时灭菌过程中，灭菌温度为142～147℃，灭菌时间为4～6s。
优选的，所述提胶过程中，将骨素加入到提胶锅中，使温度控制在45～65℃，PH值控制在5.0～5.3的条件下，并反应6～12h，然后缓慢加入沉降剂，使胶液达到清澈透明，从而得到粗胶液。
还有必要提供一种速溶胶原蛋白肽，该速溶胶原蛋白肽根据上述速溶胶原蛋白肽的生产制造方法制备而成。
还有必要提供一种上述速溶胶原蛋白肽的生产制造方法对应的生产制造系统，该速溶胶原蛋白肽生产制造系统包括依次设连通设置的磨粉机、酸洗罐、提胶锅、袋式过滤器、纸板过滤器、离子交换柱、膜浓缩器、浓缩蒸发器、瞬时灭菌器、喷粉干燥器。
本发明采用上述技术方案，其有益效果在于：本发明采用原料处理、酸洗、提胶、过滤、浓缩、瞬时灭菌、喷粉干燥的工序进行生产制造胶原蛋白肽，在酸洗的过程中，一边进行加料一边进行搅拌，利用离心分离的方式得到骨素，可以有效的将骨粒原料中的胶原蛋白得以释放出来，在提胶的过程中，我们采用加入一定量调配好的沉降剂，使胶原蛋白溶解，形成胶原蛋白粗溶液，通过袋式过滤及离子交换柱过滤的方式将胶原蛋白粗容易中的杂质及溶液吸潮的成分去除，可以有效的防止生产出来的胶原蛋白肽吸潮结块，在浓缩的过程中，采用膜浓缩加蒸发浓缩的组合方式相结合，可以大大的降低浓缩液中水分的含量；本发明从动物骨中利用酶降解技术直接提取骨胶原蛋白肽，利用生物法的优势，整个生产过程中不仅具有专一性和针对性，而且对目标产物更易控制，保持其生物活性，使胶原蛋白肽组成结构及性能稳定、变异小，生产出来的胶原蛋白肽利于肠道直接吸收，与传统胶原蛋白肽制备工艺对比，具有以下优势：
（1）酶降解技术的先进性。 全世界制造骨胶原蛋白肽的工艺都是采用将末道明胶溶解后进行降解来提取骨胶原蛋白肽，由于末道明胶都是在70-80℃左右温度下提取的，导致末道骨明胶的外观色泽和质量指标都比较差，这样的原料就决定了生产出的骨胶原蛋白肽的品质比较差，具体表现为胶原蛋白肽的色泽较黄、口感较差（偏苦、偏涩）。我公司研发的生物法骨胶原蛋白肽与传统的骨胶原蛋白肽的生产工艺完全不一样，是在低温条件下利用生物酶一次性将骨胶原从300000Da降解到2000Da以下的骨胶原蛋白肽，由于都是在低温条件下一次性全部提取出来的，不受温度的影响，所以不需要用脱色剂进行脱色生产出的骨胶原蛋白肽的色泽白、口感好、速溶快，由于分子量小使用后能使肠道会快速吸收，避免了每个人胃的消化吸收差异，深受广大消费者的青睐。
（2）生产工艺的先进性。
①缩短生产周期。生产周期从60天左右缩短至3-4天，加强生产过程的可控性，节约大量流动资金；
②实现节能降耗。每吨胶原蛋白肽耗水量由约500吨减少至300吨，相应的煤、电等耗能都大幅减少，降低成本；
③环保。本项目因不使用大量碱、酸性化学物进行分解，减少了环境污染，并节约了大量治污排污费用，固体废渣排放减少为零，可综合利用。
附图说明
图1为发明喷粉干燥设备的结构示意图。
图2为本发明另一角度的结构示意图。
图3为本发明喷嘴的结构示意图。
图4为本发明连接件的结构示意图。
图5为本发明旋流件的结构示意图。
图6为本发明隔板的结构示意图。
图中：干燥塔01、空气加热装置02、净化风送风机21、加热器22、雾化装置03、喷枪31、喷头32、连接件321、连接孔3211、安装孔3212、凸台3213、隔板322、进液孔3221、旋流件323、环形槽3231、锥形孔3232、旋流槽3233、流化床04、气粉分离装置05、分离器51、抽风机52。
具体实施方式
一种速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，该速溶胶原蛋白肽的生产制造方法包括以下步骤，
（1）原料处理：将质检合格的骨粒输送至磨粉机，将骨粒磨成粉末，然后将磨粉机出来的粉末进行筛分，制得骨粉；
其中，具体步骤如下：第一步：骨粒通过提升机到达原料仓，进行仓储。
第二步：骨粒通过刮板与提升机提升至去石机，此过程用来去除骨粒中的杂质（毛、皮、肉等）。
第三步：再通过粉碎机进行第一次粗破碎。
第四步：通过第二台粉碎机进行精破碎；
第五步：将破碎后的骨粉放入对辊式磨粉机进行磨粉，通过高方筛合格的骨粉通过绞龙输送机到达成品仓。骨粉粒度符合40-200目。
（2）酸洗：将步骤（1）中制得的骨粉加入到酸洗罐中进行酸洗，酸洗过程中，先向酸洗罐中加入水，然后一边加入骨粉一边搅拌，充分搅拌均匀后，在加入酸液时，我们可以选用盐酸，将加入调配好的酸液并继续搅拌充分，最后进行离心分离得到骨素；在酸洗时，需要保持PH值控制在1.0，温度≤28℃；
（3）提胶：将步骤（2）中制得的骨素先进行水洗后，将PH值调整到5.0～5.3，将骨素加入到提胶锅中，使温度控制在45℃，反应6h，当胶液指标达到达到工艺标准后，缓慢加入配制好的沉降剂，使胶液达到清澈透明，从而得到粗胶液；
（4）过滤：在将粗胶液输送至袋式过滤器前，需要对生产设备进行蒸汽消毒，消毒时间为10min，消毒完成后，将粗胶液输送至袋式过滤器，并保持压力控制在0.3Mpa以内，然后再进行离子交换柱过滤，在进行离子交换柱过滤时，先将50～55℃的热水注入到离子交换柱进行预热，待出水温度≥40℃时停止预热，将粗胶液注入离子交换柱内依次过胶，注入食用级磷酸，调整PH值至5.3～6.0，当导电率≥700μs/cm²时停止过胶；在离子交换过滤时，在阳柱失效后，需要对阳柱进行阳树脂的再生，先用50～55℃的热水反洗2h，然后正洗1h，然后排尽阳柱内的水，配制浓度4～6%盐酸，把盐酸加入阳柱内浸泡阳树脂，浸泡4～5h，待浸泡结束后，将盐酸排尽，然后加入清水先进行反洗再进行正洗，水洗至PH值至≥6，电导率≤150μs/cm²时，停止水洗，阳离子交换树脂再生完成；在阴柱失效后，需要对阴柱进行阴树脂的再生，先用50～55℃的热水先反洗后正洗各2h，然后排尽阴柱内的水，配制浓度为4～6%的氢氧化钠溶液，把氢氧化钠溶液加入阴柱内浸泡阴树脂，浸泡4～5h，待浸泡结束后，排尽氢氧化钠，然后加水先进行反洗在进行正洗，水洗至PH值至≤8，电导率≤150μs/cm²时，停止水洗，阴离子交换树脂再生完成；
（5）浓缩：在进行膜浓缩前，需要用50～55℃的热水进行膜预热，预热时间为30min，在预热完成后，在压力不超过0.5Mpa的条件下进行膜浓缩，浓缩完成后，再进行蒸发浓缩；
（6）瞬时灭菌：将步骤（5）中的到的浓缩液进行高温瞬时灭菌处理，在灭菌时，需要在温度达到142～147℃时才能将浓缩液通入进行灭菌处理，灭菌时间4～6s；
（7）喷粉干燥：将步骤（6）中经过灭菌处理后的溶液进行喷粉干燥处理，从而得到胶原蛋白肽粉末。
在另一实施例中，该速溶胶原蛋白肽的生产制造方法包括以下步骤，
（1）原料处理：将质检合格的骨粒输送至磨粉机，将骨粒磨成粉末，然后将磨粉机出来的粉末进行筛分，制得骨粉；
（2）酸洗：将步骤（1）中制得的骨粉加入到酸洗罐中进行酸洗，酸洗过程中，先向酸洗罐中加入水，然后一边加入骨粉一边搅拌，充分搅拌均匀后，在加入酸液时，我们可以选用盐酸，将加入调配好的酸液并继续搅拌充分，最后进行离心分离得到骨素；在酸洗时，需要保持PH值控制在2.5，温度≤28℃；
（3）提胶：将步骤（2）中制得的骨素先进行水洗后，将PH值调整到5.0～5.3，将骨素加入到提胶锅中，使温度控制在65℃，反应12h，当胶液指标达到达到工艺标准后，缓慢加入配制好的沉降剂，使胶液达到清澈透明，从而得到粗胶液；
（4）过滤：在将粗胶液输送至袋式过滤器前，需要对生产设备进行蒸汽消毒，消毒时间为10min，消毒完成后，将粗胶液输送至袋式过滤器，并保持压力控制在0.3Mpa以内，然后再进行离子交换柱过滤，在进行离子交换柱过滤时，先将50～55℃的热水注入到离子交换柱进行预热，待出水温度≥40℃时停止预热，将粗胶液注入离子交换柱内依次过胶，注入食用级磷酸，调整PH值至5.3～6.0，当导电率≥700μs/cm²时停止过胶；在离子交换过滤时，在阳柱失效后，需要对阳柱进行阳树脂的再生，先用50～55℃的热水反洗2h，然后正洗1h，然后排尽阳柱内的水，配制浓度4～6%盐酸，把盐酸加入阳柱内浸泡阳树脂，浸泡4～5h，待浸泡结束后，将盐酸排尽，然后加入清水先进行反洗再进行正洗，水洗至PH值至≥6，电导率≤150μs/cm²时，停止水洗，阳离子交换树脂再生完成；在阴柱失效后，需要对阴柱进行阴树脂的再生，先用50～55℃的热水先反洗后正洗各2h，然后排尽阴柱内的水，配制浓度为4～6%的氢氧化钠溶液，把氢氧化钠溶液加入阴柱内浸泡阴树脂，浸泡4～5h，待浸泡结束后，排尽氢氧化钠，然后加水先进行反洗在进行正洗，水洗至PH值至≤8，电导率≤150μs/cm²时，停止水洗，阴离子交换树脂再生完成；
（5）浓缩：在进行膜浓缩前，需要用50～55℃的热水进行膜预热，预热时间为30min，在预热完成后，在压力不超过0.5Mpa的条件下进行膜浓缩，浓缩完成后，再进行蒸发浓缩；
（6）瞬时灭菌：将步骤（5）中的到的浓缩液进行高温瞬时灭菌处理，在灭菌时，需要在温度达到142～147℃时才能将浓缩液通入进行灭菌处理，灭菌时间4～6s；
（7）喷粉干燥：将步骤（6）中经过灭菌处理后的溶液进行喷粉干燥处理，从而得到胶原蛋白肽粉末。
速溶胶原蛋白肽的生产制造方法对应的生产制造系统，该速溶胶原蛋白肽生产制造系统包括依次设连通设置的磨粉机、酸洗罐、提胶锅、袋式过滤器、纸板过滤器、离子交换柱、膜浓缩器、浓缩蒸发器、瞬时灭菌器、喷粉干燥器。
所述喷粉干燥设备包括包括干燥塔01、空气加热装置02、雾化装置03、流化床04、气粉分离装置05，雾化装置03安装在干燥塔01的顶部，以将输送过来的浆液进行雾化后喷入到干燥塔01内，流化床04的入口端与干燥塔01底部的出口端连通，空气加热装置02的出口端与干燥塔01的顶部连通，空气加热装置02包括净化风送风机21、加热器22，净化风送风机21的出口端与加热器22连通，以通过加热器22将净化后空气加热，并输送至干燥塔01内，气粉分离装置05的入口端与干燥塔01的上部连通，以对从干燥塔01内抽出的湿气及粉尘进行分离收集，气粉分离装置05包括分离器51、抽风机52，分离器51的入口端与干燥塔01的上部连通，分离器51的顶部与抽风机52连通，分离器51的出口端与流化床04连通，流化床04与干燥塔01底部的出口端连通，流化床04的顶部通过管道与分离器51的入口端连通。
所述雾化装置03包括喷枪31、喷头32，喷枪31安装在干燥塔01的顶部，喷枪31的入口端位于干燥塔01的外部，喷枪31的出口端插入到干燥塔01的内部，喷头32安装在喷枪31的出口端，以将输送到喷枪31内的浆液雾化。
所述喷头32包括连接件321、隔板322、旋流件323，连接件321的入口端与喷枪31的出口端可拆卸连接，连接件321的内部中空，旋流件323安装在连接件321的内部，并位于连接件321的出口端，隔板322安装在旋流件323的入口端处，将旋流件323的入口端封堵。所述隔板322上开设有进液孔3221。
所述连接件321的内部靠近入口端的一端设置有连接孔3211，连接孔3211与喷枪31的出口端螺纹连接，连接件321远离入口端的一端设置有用于安装旋流件323的安装孔3212，安装孔3212与连接孔3211连通，安装孔3212的出口端直径小于安装孔3212的内径。所述安装孔3212的内径小于连接孔3211的内径，使连接件321的内部形成一个用于支撑隔板322的凸台3213。
所述旋流件323入口端的端面上开设有环形槽3231，环形槽3231与进液孔3221是连通的。所述旋流件323的内部设置有锥形孔3232，锥形孔3232沿旋流件323的轴向方向设置，并且锥形孔3232沿旋流件323的轴线方向贯穿整个旋流件323。所述锥形孔3232的入口端大于锥形孔3232的出口端。所述锥形孔3232入口端的内壁上开设有旋流槽3233，旋流槽3233是沿锥形孔3232的内壁呈螺旋形的，而旋流槽3233的入口端与环形槽3231连通，可以使缓存在环形槽3231内的胶原蛋白浆液可以沿旋流槽3233流入到锥形孔3232中，从而可以通过旋流槽3233使胶原蛋白浆液形成螺旋状加速、加压喷出，从而提高雾化效果。
所述连接孔3211的内壁上设置有螺纹，螺纹的长度为连接孔3211深度的五分之四。在将喷头32安装到喷枪31上后，喷枪31的出口端不会顶到隔板322上，会与隔板322之间存在就一定的间距，这样就使连接件321、隔板322、喷枪31的出口端之间形成一个空腔，在这个空腔的内部可以缓存一些胶原蛋白浆液，从而可以保证喷入到干燥塔01内的胶原蛋白浆液能够连续，这样就可以使胶原蛋白浆液在雾化时更加稳定。
以下为检测结果
表一：肽分子量分布检测结果
| 分子量范围 | 峰面积百分比 | 数均分子量 | 重分子量 |
| ＞10000 | 2.71 | 15932 | 17135 |
| 10000-5000 | 3.40 | 6550 | 6802 |
| 5000-3000 | 5.83 | 3731 | 3811 |
| 3000-2000 | 7.86 | 2398 | 2431 |
| 2000-1000 | 19.20 | 1374 | 1428 |
| 1000-500 | 29.27 | 688 | 712 |
| 500-180 | 24.87 | 302 | 324 |
| ＜180 | 6.85 | / | / |
经检测，水分：4.84%，灰分：1.29%，总氮含量（以干基计）：17.50%，水解羟脯氨酸：7.69g/100g。
表二：菌落及重金属检测结果
表三：谱尼营养成分检测结果
以上所揭露的仅为发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，其特征在于：该速溶胶原蛋白肽的生产制造方法包括以下步骤，
（1）原料处理：将质检合格的骨粒输送至磨粉机，将骨粒磨成粉末，然后将磨粉机出来的粉末进行筛分，制得骨粉；
（2）酸洗：将步骤（1）中制得的骨粉加入到酸洗罐中进行酸洗，制得骨素；
（3）提胶：将步骤（2）中制得的骨素先进行水洗后，再输送至提胶锅进行提胶处理，从而得到粗胶液；
（4）过滤：将步骤（3）中得到的粗胶液先进行袋式过滤，然后进行精密纸板过滤，再进行离子交换柱过滤，从而制得胶液；
（5）浓缩：将步骤（4）中制得的胶液先进行膜浓缩，再进行蒸发浓缩，得到浓缩液；
（6）瞬时灭菌：将步骤（5）中的到的浓缩液进行高温瞬时灭菌处理；
（7）喷粉干燥：将步骤（6）中经过灭菌处理后的溶液进行喷粉干燥处理，从而得到胶原蛋白肽粉末。
2.根据权利要求1所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，其特征在于：所述酸洗过程中，先向酸洗罐中加入水，然后一边加入骨粉一边搅拌，充分搅拌均匀后，加入调配好的酸液并继续搅拌充分，最后进行离心分离得到骨素。
3.根据权利要求1所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，其特征在于：所述过滤过程中，在进行离子交换柱过滤时，先将50～55℃的热水注入到离子交换柱进行预热，待出水温度≥40℃时停止预热，将粗胶液注入离子交换柱内依次过胶。
4.根据权利要求1所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，其特征在于：所述膜浓缩过程中，在进胶前需要用50～55℃的热水进行预热，预热时间为30min。
5.根据权利要求1所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，其特征在于：所述瞬时灭菌过程中，灭菌温度为142～147℃，灭菌时间为4～6s。
6.根据权利要求1所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法，其特征在于：所述提胶过程中，将骨素加入到提胶锅中，使温度控制在45～65℃，PH值控制在5.0～5.3的条件下，并反应6～12h，然后缓慢加入沉降剂，使胶液达到清澈透明，从而得到粗胶液。
7.一种速溶胶原蛋白肽，其特征在于：该速溶胶原蛋白肽根据权利要求1～6任一所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法制备而成。
8.权利要求1～6任一所述的速溶胶原蛋白肽的生产制造方法对应的速溶胶原蛋白肽生产制造系统，其特征在于：该速溶胶原蛋白肽生产制造系统包括依次设连通设置的磨粉机、酸洗罐、提胶锅、袋式过滤器、纸板过滤器、离子交换柱、膜浓缩器、浓缩蒸发器、瞬时灭菌器、喷粉干燥设备。
9.根据权利要求8所述的溶胶原蛋白肽生产制造系统，其特征在于：所述喷粉干燥设备包括干燥塔、空气加热装置、雾化装置、流化床、气粉分离装置，雾化装置安装在干燥塔的顶部，以将输送过来的浆液进行雾化后喷入到干燥塔内，空气加热装置的出口端与干燥塔的顶部连通，空气加热装置包括净化风送风机、加热器，净化风送风机的出口端与加热器连通，以通过加热器将净化后空气加热，并输送至干燥塔内，气粉分离装置的入口端与干燥塔的上部连通，以对从干燥塔内抽出的湿气及粉尘进行分离收集，气粉分离装置包括分离器、抽风机，分离器的入口端与干燥塔的上部连通，分离器的顶部与抽风机连通，分离器的出口端与流化床连通，流化床与干燥塔底部的出口端连通，流化床的顶部通过管道与分离器的入口端连通。
10.根据权利要求9所述的溶胶原蛋白肽生产制造系统，其特征在于：所述雾化装置包括喷枪、喷头，喷枪安装在干燥塔的顶部，喷枪的入口端位于干燥塔的外部，喷枪的出口端插入到干燥塔的内部，喷头安装在喷枪的出口端，以将输送到喷枪内的浆液雾化；
所述喷头包括连接件、隔板、旋流件，连接件的入口端与喷枪的出口端可拆卸连接，连接件的内部中空，旋流件安装在连接件的内部，并位于连接件的出口端，隔板安装在旋流件的入口端处，将旋流件的入口端封堵；
所述连接件的内部靠近入口端的一端设置有连接孔，连接孔与喷枪的出口端螺纹连接，连接件远离入口端的一端设置有用于安装旋流件的安装孔，安装孔与连接孔连通，安装孔的内径小于连接孔的内径，使连接件的内部形成一个用于支撑隔板的凸台，安装孔的出口端直径小于安装孔的内径；
所述旋流件入口端的端面上开设有环形槽，旋流件的内部设置有锥形孔，锥形孔沿旋流件的轴向方向设置，并且锥形孔沿旋流件的轴线方向贯穿整个旋流件，锥形孔的入口端大于锥形孔的出口端，锥形孔入口端的内壁上开设有旋流槽，旋流槽的入口端与环形槽连通。
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