DE1781225A1 - Foerdervorrichtung - Google Patents

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, ι /ο izzo

Dipl.-Ing. H, Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

2ΔΒΜ 8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

FMC 00ΒΡ0:ϋϊΙ0Ι\Γ, 1105 öoleman. Avenue, San Jose, California·

Y.St.T.A.

Fördervorricatuni*

Die Erfindung betrifft einen aTaflaelobaren Muldenförderer, de^ speziell geeignet ist zur Tervendung in der Produktion f vor. gefrorenen, feststoffbeladenen Plüssiglceiten, wie beispielsvreise Fruchtsäfte, Bier, Kaffeextrakt usvr. in Form einer kontinuierlichen Platte oder Stange.

Bei der Produktion von gefriergetrockneten, feststoffbeladenen Flüssigkeiten ist es für manche Zwecke günstig, die gefrorene Masse, insbesondere Kaffeextrakt, als Vorbereitung für die Irocknungspliase des Prozesses in Plattenform herzustellen.

;00984!/U81 ... ^BA

I™. vesentlieher. besteher bekannte Vorrichtungen zvn kontinuierlicher- Einfrieren feststoffbeladener-flüssigkeiten in Pl?.ttenform aus einem förderer, der ein endlosen Band h?*⁴", -uif dem die Masse eingefroren wird. Solche Bänder sind gewöhnlich nus dünnem, flexiblen rostfreien Stahl oder - Itminiun oder einem anderen Werkstoff, auf welchem sich dann die flüssige Masse während des Gefrierprozesses festsetzt. Daraus entsteht das Problem, die Platte aus gefrorenem Extrakt von dem Band zu entfernen, ohne den Förderer dazu anzuhalten oder das Band zu beschädigen und ohne die Platte der gefrorenen Masse zu serbrechen oder teilweise aufzutaucheno

Die Verwendung- eines Bandes in der kontinuierlichen Produktion einer gefrorenen Hasse in Plattenform ist bereits in den U2-Patentschrift 2 282 525 von Magüire, 2 643 526 von !urner und 3 253 Λ20 von DeG-eorge beschrieben. Unter diesen berücksichtigt einzig DeGeorge das Problem, während der "Bildung der gefrorenen I'laterialplatte die Masse am Herabfließen von dem Band zu hindern. In den beiden anderen Patentschriften ist keine Lösung für dieses Problem angegeben,

DeGeorge löst .dieSchwierigkeit, den flüssigen Extrakt vor dem Einfrieren auf dem Band festzuhalten dadurch, daß er einen Wasser-Eia-^T.'tell oder Zusatzbänder verwendet, die mit dem Gefrierband mitlaufen und entlang diesem Wände zum Zurückhalten der Masse bilden,

- 3 009841/14 81 BAD original

e sieh⁴· ein^ Vibr^torroih⁰ vor, uri dan Gpi^^iert-^r.ä τ he seinem Auslaßende in ei>:er querlaufenden F] Γ ""'ie zn rUttelr, und so die gefrorene H^tori?.lplat+p von dem n::dzu lösen.

iurner left einpti Papierstreifen rv:i."chen din S-nfl und di<= einzufrierende Marse und rri^h^ nsch ^rlⁿra Sin^^r^n dp.s P^pi¹?^ von der gefror^nen Ifa.sne- ab. ,

DeGeorge lehrt dieAu^hildrnp: einer ri?'.'-pchic^v+ cn "ⁿⁿ flachen des G-efr^: erban^ec und der r'ickhalte^d'^i "■"'·:de, ar; welcher d*^r Extrakt während dⁿG ~ i^'ri ""epr nicht ~ * Xe^-1' cn^" haftet. D^i-e Eis ρ chi cht ,wird im V'ndo d? · "'-<·" λ -^nrs, ^o ^i» k?- terialplatte von dem, 'lefrie^band vorsprir.f » s^rbroche*-, so daß sie τοπ der Platte ius --ef^or^r.om "rr^r^kt, von dem Band und von den rückhaltender: ''Ci⁺er.·"^d/⁵η abf^ll?n kann.

Die US-Patentschrift 2 80? ^fO von ^ayston beschreibt die Verwendung eines Förderers mit einem gespaltenen-zylindrisch"-η λ rohrförmigen Förderband, das du 'cn einen vJefri erver dampf er in Form eines Hohlsylinders läuft, v:ilhrend "-sser ^uf das durch den Verdampfer v/andernde Stück des Fcrderband.es gesprüht wird, um kontinuierlich einen Hohlzylinder aus "is auf dem Band su formen. ^T!,^Tenn das Törderband a-n .".uslaßende des Förderers ausgerollt oder abgeflacht .wird_f zerbricht der Hohlsylinder aus Eis infolge de? an ihm von dem Förderband ausgeübten Zuges und die Sisbrocken v-erder. von dem Förderer gelöst. Baystcn lehrt nicht die kontinuierliche Ausbildung

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einer Platte aus gefrorener Masse und v/ird auch nicht mit dem Problem konfrontiert, eine Platte oder Stange der gefrorone. Masse von einem fortlaufenden Gefrierband kontinuierlich abzulösen.

In der US-Patentschrift ? 174 619von Krane ist ein Mulden-Förderbard offenbart, dessen "■ and teile nicht durchgehend und länger als der Mittelteil sind. Die Randteile des Förderban-BJ des werden von speziellen Rollen und Endscheiben derart gehalten, d^ß sie mit dem Mittelteil zusammen die Mulde bilden. Dieser Muldenförderer löst nicht selbsttätig die gefrorene Masse ab. Ss ist nur dadurch möglich, die Masse vollständig von dem Krane-Förderer zu lösen, daß das Band an beiden leiten der Rücklaufbahn von nahe aneinanderliegenden zylindrischen Rollen erfaßt und dadurch vollständig flach ausgebreitet wird.

t Bei der Herstellung von Kaffeepulver im Gefriertrocknungsverfahren ist es günstig, als ersten Schritt des Produktionsprozesses den flüssigen Extrakt in Platten- oder Stangenform

einzufrieren mit dem Ziel ein entwässertes Endprodukt mit der ■Beschaffenheit und Farbe frisch gemahlenen Kaffees zu erzeugen. Die HauptSchwierigkeiten bei der Herstellung des gefrorenen Extraktes in Plattenform auf kontinuierlicher Basis bestehen in. folgendem:

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Ώα der flüssige Kaffeextralct relativ lan-s^m elnfjefroren werden muß, um die natürliche sⁿtte "braune Kaffeefarbe zu bewahren, muß etna für die Dauer eines Drittels der gesamten !Erocknungszeit dara,n gehindert werden, seitlich von dem Gefrierband herabzufließen, bis er sich so weit verfestigt hat, daß er nicht mehr»fließenterm. Außerdem muß die gefrorene 3t?n ge oder Platte aus Eoffeeytrakt, die hartnäckig an n°.hezu allen Materialien festklebt, von dem Gefrierband in Plattenform kontinuierlich, rasch und bequem abgelöst werden, ohne '"'aß hierzu der "FördaBr angehalten wer den muß oder daß dp.s Förderband beschädigt oder die Materialstange zerbrochen oder aufgetaut wird.

Der Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, einen Gefrierförderer zu schaffen für die Erzeugung einer gefrorenen Masse in Plattenform auf kontinuierlicher Basis, der selbsttätig eine Mulde bildet und dadurch die flüssige, einzufrierende Masse daran hindert, seitlich von derm Förderband herabzufließen, bevor sie genügend fest ist, um ohne Unterstützung auf dem Förderband zu bleiben.

Weiter will die Erfindung einen solchen, muläenbildenden Gefrierföräerer schaffen, der selbstätig und sauber die gefrorene Platte ablöst, ohne die Platte zu zerbrechen oder aufzutauen und ohne den Gefrierförderer anzuhalten oder zu beschädigen.

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Fig. 1 ist eine schematische Ceitemn3icht, zv.m i'eil im Schnitt, die einen erf :■ ndungsgemäßen Gefrierförderer zeigt.

Pig. 2 ist eine vergrößerte bruchstückhafto Detailansicht, die das -usctoßende des in 7ig. 1 gezeigten. Gefrierförderers veranschaulicht.

Pig. 3 ist eine perspektivische leta-!ansicht des Ausstoßendes des Gefrierförderers mit "Blickrichtung von rechts oben»

Pig. 4 ist ein vergrößerter bruchstückhafter l'ransversalschnitt des Förderbandes des Gefrierförderers, der einen Seitenrandabschnitt des Förderbandes zei^t.

Es sei angenommen, daß der Gefrierförderer 10, der schematisch P in Fig. 1 gezeigt ist, in einem kalten Baum installiert sei, der nicht gezeigt ist und in. dem Kühlluft mit einer Temperatur von größenordnungsmaßig -40⁰O (-40⁰F) zirkuliert. Der Gefrierförderer 10 läßt sich zur Produktion gefrorener Platten oder

Stangen aus verschiedenartigen Flüssigkeiten oder feststoff-

beladener Flüssigkeiten auf kontinuierlicher Basis verwenden;; für die Beschreibung sei die kontinuierliche Herstellung gefrorenen Kaffeextraktes in Plattenform gewählt.

Der Gefrierförderer 10 hat ein eindloses Gefrierband 12, das

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' ■ t

um an den Enden angebrachte Scheiben 14 und 16 geführt und in Richtung des Pfeiles 18 fortbewegt wird. Die Förderbahn 12a und die Rücklaufbahn 12b werden unter der erforderlichen Spannung gehalten. Zwischenroilei 2^λ rind zwischen den Scheiben I^ und 16 aηgeordne^, um die Fc'rde^bahn un:i die Rücklaufbahn des Bandes °tv:i in einer Hori Hontaleben⁰ abzustützen.

Wie am besten aus Pir, 4 ersichtlich, hit dao endlose Gefrierband 12 lamellens-truktur und besteht aus einem ebenen Mittelteil 30, der als Unter la je dient und ei ^h über iie r .ητε Länge des Gefrierbandes erstreckt, pcv/if> aus einem --".-.'eischicht!.jer. !Dragerhänd 32, das mit der Unterlage verbunden .Ist« Der Mittelteil 30 besteht aus Hatürgummi, der mit drei L-¹ gen Baum-Wolltuch verstäkrt ist und eine Solldicke von ?_t2 mm (1/8 Zoll) hat. Der Mitteilteil "0 bleibt bei den Temperaturen denen er im Betrieb des Crefri sr for derer s 10 ausgesetzt ist, flexibel und ist gegen Drehung durch die Verstärkung rr.it Geweben praktisch gesichert.

Das T^erband 52 "besteht aus einer Unterschicht 34 aus Tief· tanperatur-Neoprerii das mit einer einzigen Lage eir.es "KyIongewebes rerstäkrt ist, und aus einer Außenschicht 36 aus'· Polytetrafluorethylen von einer Qualität entsprechend den Erfordernissen der Nahrungsmittelindustrie mit einer Dicke von 0,25 ram, als TPE bekannt; die Außenschicht hat die gleiche Srstrek-

wie
kung/die Unterschicht 34 und ist mit dieser verbunden. Die

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Gewebeverstärkung der Unterschicht verschafft demTrägerband oine große " lexibilität, verhindert aber in hohem Maße eine Dehnung, Das Trägerband hat eine Gesamtdicke von 1 mm (0,04 Zoll). Es ist im Handel unter der Bezeichnung Fairprene erhältlich, "-'-in Unterschicht 34 des Trägerbandes 32 ist mit dem Hi^Jtolteil 30 derart verbunden, daß die Seitenränder 32a und 32b den Trägerbandes beiderseits gleichweit über die Unterlage 30 vorstehen. .

Sine besondere Eigenschaft des Trägerbandes 32 besteht darin, ,daß die Unterschicht 34 und die 'uf3eri.sch.icht 36, obwohl sie °us Schiohtmatcrial bestehen, in solcher Weise zusammenwirker, daß das Trägerband 32 sich von selbst nach innen krümmt, wie ir den. Fig. 2 und 4 gezeigt, d.h. längs beider Ränder der Unterlage 30 in Richtung der TFE-Außenschicht 36, so daß ein selbsttätig eine Mulde bildender Förderer entsteht. Der Grund, warum sich das Trägerband auf diese '.'eise nach innen krümmt, ist nicht genau bekannt. Man vermutet jedoch, daß ein Unterschied im Sxpansionskoeffizienten der Unterschicht 34- aus Neopren und der TFZ-Außenschicht 35 dieses Verhalten bedingt.

Während der Gefrierförderer 10 beispielsweise in einer Temperatur von -40⁰O (-40 F) arbeitet, krümmen sich die 3e^J tenrär.der 32a und 32b des Trägerbandes 32 längs den Kanten der Unterlage 30 schärfer nach innen, als bei normaler Raumtemperatur von 21⁰C bis 22⁰O (70 - 72⁰F).

Das Trägerband 32 ist zwar elastisch flexibel, seine nicht

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unterstützten, nach innen gekrümmten Seitenränder 32a und . 32b bieten jedoch genug Widerstand gegen ein Abflachen, um ein Flüssigkeitsvolumen, beispielsweise flüssigen Kaffeextrakt, am Herabfließen an den fJsite.n des Gefrierbancles 12 auf der Förderbahn 12a zu hindern. Damit ein in der oben beschriebenen Veise konstruiertes Gefrierband 12 ein i'lüssigkeitsvolumen mit einer Dicke von 13 bis 1$ mm (1/2 bis 5/8 Zoll) festhalten kann, müssen die ⁰JeItenrändor 32a und 32b de3 Trägerb^ndes 32 über die Kanten der Unterlage 30 um etwa 38 mm (1,5 Zoll) (| ' vorstehen, .

Zu beachten ist, daß die Seitenränder 32a und 32b des Gefrierbandes 12 keiner zusätzlichen Unterstützung bedürfen, da sie auf der ganzen Förderbahn l?a in einer die Flüssigkeit festhaltenden Lage nach oben gekrümmt bleiben. Demzufolge muß das Gefrierbanä 12 auch nicht geführt werden, um ein seitliches ■ Verschieben einer seiner B?htien zu verhindern, wie dies der Fall wäre, wenn die Seitenränder 32a und 32b unterstützt werden müßten, TD? kann tatsächlich Fälle geben, wo es vonlTorteil ist, eine oder beide Bahnen des Gefrierbandes aus der genauen Fluchtung mit den an den linden angebrachten Scheiben 14 und 16 seitlich zu verschieben.

Bei der Konstruktion des erfindungsgemäßen Gefrierförderers hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Seitenränder 32a,und 32b des Trägerbandes 32 sich von nächster Seite nicht so scharf nach innen krümmen zu lassen, als sie dies normalerweise

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entlang den Kanten der Unterlage tun twürden. Dies erreicht man dadurch, daß man die Dicke der Unterlage 30 in i-ichtungjzum Trägerband 32 an ihren Rändern stufenweise verringert, wie dies bei 30a in Fig. 4 gezeigt ist. Polglich bietet die unterlage 30 einen kleinen Widerstand gegen die Mnv/ürtskrünmung des Trägerbandes, um an dieser Stelle eine su starke Krümmung zu verhindern, die die Haltbarkeit des Trägerbandes 32 entlang den. Kanten, der Unterlage 30 beeinträchtigen vrürde.

Da das Trägerband 32 sich prakti~c-_ nicht strecken kann und es von elastischer Flexibilität ist, werden 3eine gekrümmten Ceitenränder 32a und 32b gegen die Zylinderflachen der fcheiben 14 und 16 (siehe Fig. 3) flachgezogen, '-renn das Gefrierband 12 im Betrieb des Gefrierfcrderers diese Scheiben umläft. Damit ist ein. förderer mit selbsttätiger Abladung geschaffen. ]j)s ist nicht notwendig, daß das Gefrierbend 12 am Abladeende des Förderers zum .Vhflachen der gekrümmten Seiten- h ränder 32a und 32b um eine zylindrische Rolle nach unten gebogen, ".wird oder daß die Randstreifen während des Ahflachens, oder wenn sie flach ausgestreckt sind, mit einer Fläche als Auflager in Kontakt sind. lirforderlich ist jedoch, daß das Gefrierbaiid derart weit nach unten gebogen wird, daß sich die Seitenränder 32a und 32b in der beschriebenen Weise flach aus-' strecken.

Für den Betrieb des Gefriertrockners 10 zur kontinuierlichen Produktion von gefrorenem Kaff©extrakt in Platten- oder Stan-

' r ι

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Cenform, wird der i'xtrakt durch ein Rohr 38 ("F¹Ig.- 1) mit einer Temperatur von etwa 4|?°C (AQ⁰F) -uif dns Gefr<erfand gebracht. Die Zulieferungsgeqchwincli gkei t für den "xtrakt zum ■Gefrierband 12''-ird mit der Förder^escbwindiekeit dec Gefrierbandes 12 derart abgestimmt, daß der flüssige Extrakt auf die TFü-Außenschicht 36 zv/i säten die nach oben gekrümmten ^eiiinrinder ^a und 32b des Tr^g^rl^andes^ir zur "«-".vnrch^en Höhe oieh "ivr-breitet. "'/Hhr^nd etv/a des ersten !ritte!" cein°s V.^rege-s auf dem Gefrierfördoro?* IO bleibt der -y^ralct im fIiI--sigen Zustand auf dera selbsttätig eine Mulde bilden-'lrn' Förderer und v.'ird dr<rt von d^rtn- nach oben rekrümT.tc*- Ceitenr^n ^?':rn Z°-" und 32b der TrH^erbandes 32 gefahren jehal+cn. _*ann ist er von der Atmosphäre den KUhüra^mes v:eit {jenufj ve^fer-t.i ~t '-.'ordei, u": ohne Hilfe auf dem '^T>fr^%'e^bind 7λλ blei^er..

¥&hrer.d d^.s Gefrierbr.nd 12 et'.v?. ^Ais letnts Drittel des Gefirerfördenv'eges durchlauft, transportiert es die gefrorene Platte unter einer Kühlluftführung 40 (Fir. 1; vor^n, du^ch A^relche die luft in dem Kühlrauni mit erhöhter Geschwindigkei⁺ siiBmt. Dadurch'wird die Platte aus Extrakt bis ^i: dem Punk-¹-gefroren, v?o sie spröde vird und zerbricht,- v^enn sie'einer; starken Schlag mit einem härter. Gegenstand erhält.

Der Gefrierförderer 10 kann, von beliebiger zveckmäSiger Breite und Länge sein. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn zum Einfrieren von Kaffeextrakt in der oben erwähnter, 'ieise die gesamte Operation von dem Zeitpunkt, wo der Extrakt auf

das Gefrierband fließt, bis zu den Moment, wo die voll angefrorene Stange 342 das Abladeende 4 4- des Förderers erreicht, eine Stunde bis eine Stunde und 20 Minuten beriöbigt.

die vollständig eingefrorene Platte Λ2 das Ablade- <--nde 44 el*⁵- Gefrierförderers 10 erreicht-, werden die Seiten- ~"nder "⁷^a und ?2b des Trägerbandes 32 gezwungen, sich flach auszustrecken, während das Gefrierband 12 die Scheibe 14 umläuft. Dabei werden die Seitenränder von der MaterMplatte '■'egge ζ ο gen, damit sieh die Platte, während sie über den Förderer hinaus """orgeschoben wird, ablöst.

Da der Kaffeextrakt an dem TFE, aus welchem die Außenschich⁺ ?6 des Trägerbandes besteht, nicht festklebt, wird während des Betriebs des Gefrierförderers die vollständig abgelöste Platte 4⁹ kontinuierlich ^m Auslaßende des Förderers, über diesen hinausgeschoben. Dies fllt nicht nur für gefrorener. Kaff»extrakt, sondern auch für die meisten, wenn nicht alle, enderen Flüssigkeiten oder mit Feststoffen beladenen Flüssigkeiten, die unter Zuhilfenahme des vorliegenden G-efrierförderers mit selbsttätiger Wannenbildung und selbsttätiger --blösung des gefrorenen Gutes kontinuierlich in Platten- oder Stangenform einfrierbar sind.

Am Abladeende 4^ des Gefrierförderers 10 (Fig. 1) kann die ge-

frorene Platte "beliebig weiterverarbeitet werden. Beispiels- , weise kann si« mit Hilfe eines rotierenden Hammers 46 zerbro-

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chen werden. Die Materialbrocken können dann durch eine ifellrinne 48 auf einen v/eiteren Förderer 50 aufgeladen werden, der sie au einer Mahlvorrichtung "bringt, bevor sie der Dehj^drierungsphase des Q-efriertrocknungsprozesses unterworfen werden.

Im Rahmen, der Erfindung sind gegenüt)er dem gezeigten und- beschriebenen Beispiel Abänderungen möglich.

- Patentansprüche -

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BAD

Claims (4)

5t Vorrichtung noch. Anspruch 2 oder einem der folgenden Ar.-oprüchef dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerhand (32) eine Unterschicht (34) aus mit Gewebe verstärkten: Neopren und eine Außenschicht (36) aus Polytetrafluorethylen aufweist. 6. Vorrichtung nach Anspruch -1, dadurch rrokennaeic^.net, daß der flache Mittelteil (30) al? UnterI^^e den Träger^andes dient" und aus begehrtem ITaturrurmi bc-tent. 7. Vorrichtung n~'eh Anspruch 1 oder Cn em der folgender. -nEprüche, dadurch gekennzeichnet, daS unter dem flachen Mittelteil an einer Stelle auf der /crderbahn e^n Abst'itzun^selement (14) vorgesehen iet, um welches das Förderband (12) auf seiner ganzen Breite ^o v;eit nach unten gebogen vrird, daß sich die Randstreifen flach ausstrecken, se daT ein sich selbsttätig von dem Fördergut ablösender Förderer entsteht. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennaeichnet, daß das Aljstiitzungselement eine zylindrische cheibe (14) ist, die am AuslaßenQe der Förderbahn des Förderbandes drehbar angeordnet ist, und um die das Förderband derart geführt ist, daß sich sein Mittelteil an die zylindrische Oberfläche der Scheibe anlegt. 009841/U81 Patentansprüche

1. Fördervorrichtung nit einem Vorderhand, das p.uf einer Förderbahn das "Fördergut transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorderhand (12) ^oinen normalerweise flachen. Mittelteil (30) aus einer, in Längsrichtung biegsamen Material h°t, an dessen beiden Seiten elastisch biegsame Randstreifen (3?.a und 32h) vorstehen, die cioh l?.n~e der. Kanten des Hittelteiln voniolh^t nach ■ innen, tnr Irhsit^fl^che des FörderhandevO hin krüirrnien., ·

2. "Vorrichtung nach Anspruch 1-, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch "biegsamen Randstreifen die beiden '33itenr?nder einec Trä^ertandes {3°) sind, das über die ganze Länge des fkchen. Mittelteile (30) reicht ur.d an dessen einer Seite angebracht irS-t.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,, daß

das Trägerband (32) eine Pörderflache aus Polytetrafluoräthylen hat,

4. Vorrichtung nach Anspruch. 2 oder 3, dadurch, gekennzeichnet, daß das !rägerband (32) mit der einen Seite des flachen Mittelteils (30) fest verbunden ist.

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