JP5324762B2 - 穀物乾燥装置 - Google Patents

Description

本発明は、穀物を乾燥する穀物乾燥装置に関する。

穀物乾燥装置としては、含水率計測装置が穀物の水分値（含水率）を計測するものがある（例えば、特許文献１参照）。

このような穀物乾燥装置では、穀物の乾燥処理停止後に、時間経過による穀粒間での水分の移行によって、穀物の平均水分値が変化する可能性がある。すなわち、穀物の水分値の分布のバラツキが大きい（穀物の水分の分布における尖度が低い）と、穀物の乾燥処理停止後の時間経過によって、穀粒間での水分の移行により穀物の水分値の分布のバラツキが大きく収縮して、穀物の平均水分値が下がり、過乾燥になり易い。しかし、穀物のうちの未熟粒の割合が大きいと、未熟粒は高水分であるため、穀物の乾燥処理停止後の時間経過によって、未熟粒の水分が他の穀粒に移行して、穀物の平均水分値が下がりにくい。
特開２００７−９３０５８公報

本発明は、上記事実を考慮し、処理停止後の穀物の平均水分値を予測できる穀物乾燥装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の穀物乾燥装置は、穀物を乾燥させる装置本体と、穀物の水分を検出する検出手段と、前記検出手段に接続され、穀物のうちの未熟粒の割合及び穀物の水分の分布における尖度又は穀物の水分の分布における尖度を使用して処理停止後の穀物の平均水分値を予測すると共に、予測した処理停止後の穀物の平均水分値が穀物の目標平均水分値になった際に穀物の処理が自動的に停止される予測手段と、前記予測手段に接続され、穀物の平均水分値が穀物の処理停止後に変化することを報知する報知手段と、を備えている。

請求項１に記載の穀物乾燥装置では、装置本体が穀物を乾燥させると共に、検出手段が穀物の水分（含水率）を検出する。

ここで、検出手段に接続された予測手段が、穀物のうちの未熟粒の割合及び穀物の水分の分布における尖度又は穀物の水分の分布における尖度を使用して、処理停止後の穀物の平均水分値を予測する。このため、処理停止後の穀物の平均水分値を予測することができる。
さらに、予測手段に接続された報知手段が、穀物の平均水分値が穀物の処理停止後に変化することを報知する。このため、穀物の平均水分値が穀物の処理停止後に変化することを使用者が認識することができる。

また、予測手段によって予測された処理停止後の穀物の平均水分値が穀物の目標平均水分値になった際に、穀物の処理を自動的に停止させる。このため、穀物の処理停止後に穀物の平均水分値を容易に穀物の目標平均水分値にすることができる。

図１には、本発明の実施の形態に係る循環式の穀物乾燥装置１０が前方から見た断面図にて示されており、図２には、穀物乾燥装置１０が左方から見た断面図にて示されている。なお、図面では、穀物乾燥装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、穀物乾燥装置１０の右方を矢印ＲＨで示し、穀物乾燥装置１０の上方を矢印ＵＰで示す。

本実施の形態に係る穀物乾燥装置１０は、装置本体としての機体１２を備えており、機体１２は上下に高く前後に長い直方体箱状とされている。

機体１２内の上部は、収容室を構成する穀槽１４とされており、穀槽１４内には穀物Ｋ（例えば籾）が貯留（収容）される。

機体１２内の下部には一対の排風路隔壁１６が設けられており、各排風路隔壁１６は通気性を有している。各排風路隔壁１６は、機体１２の前面板と後面板との間に架け渡されると共に、機体１２の各側面板から機体１２の左右方向中央へ向けて下方に傾斜しており、一対の排風路隔壁１６は漏斗状とされている。

一対の排風路隔壁１６の機体１２内側には、風胴板１８が設けられており、風胴板１８は、通気性を有すると共に、略菱形筒状とされている。風胴板１８は機体１２の前面板と後面板との間に架け渡されると共に、風胴板１８の下側は、対向する各排風路隔壁１６に平行とされており、風胴板１８の内部は送風路２２とされている。送風路２２に対応して機体１２の前面板には矩形状の外気入口２６が形成されており、外気入口２６は送風路２２に連通している。

風胴板１８の上側と各排風路隔壁１６の上部との間には、導風路隔壁３２が設けられており、各導風路隔壁３２は、通気性を有すると共に、略菱形筒状とされている。各導風路隔壁３２は機体１２の前面板と後面板との間に架け渡されており、各導風路隔壁３２の内部は導風路３４とされている。各導風路隔壁３２の下側は、対向する各排風路隔壁１６に平行とされると共に、対向する風胴板１８に平行とされている。

風胴板１８の左方及び右方には、風胴板１８と導風路隔壁３２との間、導風路隔壁３２と排風路隔壁１６との間、及び、風胴板１８と排風路隔壁１６との間において、収容室を構成する穀物流下路３６が形成されており、各穀物流下路３６には穀槽１４内に貯留された穀物Ｋが流下（流動）する。

各穀物流下路３６の下端間には、流動手段を構成する繰出手段としての円筒状のシャッタドラム３８が設けられており、シャッタドラム３８は、各穀物流下路３６の下端を略閉塞すると共に、機体１２の前面板と後面板との間に架け渡されて軸心回りに回転可能とされている。シャッタドラム３８の外周には、軸方向に長尺とされた矩形状のスリット４０が一対形成されており、一方のスリット４０はシャッタドラム３８外周の前側に配置されると共に、他方のスリット４０は、シャッタドラム３８外周の後側かつ一方のスリット４０の周方向反対側に配置されている。ここで、シャッタドラム３８が回転して各スリット４０が各穀物流下路３６の下端に対面することで、各穀物流下路３６内の穀物Ｋが各スリット４０を経てシャッタドラム３８内に流入し、さらにシャッタドラム３８が回転して各スリット４０が下向きとなることで、シャッタドラム３８内に流入した穀物Ｋが下方へ排出される。

一対の排風路隔壁１６の下方には一対の張込流し板４２が設けられており、各張込流し板４２は、機体１２の前面板と後面板との間に架け渡されている。一対の張込流し板４２は、それぞれ機体１２の各側面板から機体１２の左右方向中央へ向けて下方に傾斜されて、漏斗状とされている。また、各張込流し板４２と各排風路隔壁１６との間は排風路４４とされている。

機体１２の各側面板下部には張込ホッパ４６が開閉可能に設けられており、各張込ホッパ４６が開放されることで、機体１２内へ穀物Ｋを張り込み（供給）可能とされている。ここで、シャッタドラム３８から排出された穀物Ｋまたは張込ホッパ４６から張り込まれた穀物Ｋは、各張込流し板４２の下端間に流下する。

各張込流し板４２の下端間には、流動手段を構成する下スクリューコンベヤ４８が設けられており、下スクリューコンベヤ４８は、後端が機体１２の後面板に固定されると共に、前端が機体１２の前面から前方に突出している。下スクリューコンベヤ４８は、長尺樋状の下搬送樋５０を有しており、機体１２外における下搬送樋５０の上面及び前面は閉塞されている。機体１２内における下搬送樋５０は排風路４４に連通されており、下搬送樋５０内には各張込流し板４２の下端間に到達した穀物Ｋが流下する。下搬送樋５０内には下スクリュー５２が設けられており、下搬送樋５０内に流下した穀物Ｋが下スクリュー５２によって前方へ搬送される。

機体１２の前方には、右側において、流動手段を構成する昇降機５４が立設されており、昇降機５４の上部は機体１２の上面板よりも上方へ突出している。昇降機５４内には無端ベルト５６が配置されており、無端ベルト５６にはバケット５８が一定間隔で取り付けられている。昇降機５４内の下端は下搬送樋５０内の前端に連通されており、下スクリューコンベヤ４８（下搬送樋５０内の前端）から排出されて昇降機５４内の下端に堆積した穀物Ｋが、無端ベルト５６の回転によりバケット５８によって昇降機５４内の上端まで持上搬送される。

昇降機５４の側面板には、下端において、検出手段としての水分測定装置８６が設けられている。水分測定装置８６内の上部は昇降機５４内に連通されており、昇降機５４内の下端に堆積した穀物Ｋがバケット５８によって掬われる際に、穀物Ｋへのバケット５８の跳ね上げ作用によって、穀物Ｋが水分測定装置８６内へ昇降機５４内との連通部分を介して自動的にサンプリング（取得）される。水分測定装置８６内には一対の電極ロール（図示省略）が設けられており、水分測定装置８６内へサンプリングされた穀物Ｋが１粒毎に一対の電極ロール間で圧砕されると共に一対の電極ロール間の電気抵抗値が測定されることで、測定された電気抵抗値が穀物Ｋの水分値（含水率）に換算されて、穀物Ｋの水分値が１粒毎に測定される。

機体１２の上端には、流動手段を構成する上スクリューコンベヤ６０が設けられており、上スクリューコンベヤ６０は、後端が機体１２の上面板中央直下に配置されると共に、前端が機体１２の前面板から突出している。上スクリューコンベヤ６０は、長尺樋状の上搬送樋６２を有しており、上搬送樋６２の後端下面は開放されている。上搬送樋６２内の前端は昇降機５４内の上端に連通されており、昇降機５４内の上端まで搬送された穀物Ｋが上搬送樋６２内の前端に流下する。上搬送樋６２内には上スクリュー６４が設けられており、上搬送樋６２内の前端に流下した穀物Ｋが上スクリュー６４によって後方へ搬送される。また、上搬送樋６２内の前端は排出管６６に連通可能とされており、上搬送樋６２内の前端が排出管６６に連通された際には、上搬送樋６２内の前端に流下した穀物Ｋが排出管６６を経て穀物乾燥装置１０から排出される。

上スクリューコンベヤ６０後端の下方には、流動手段を構成する円盤状の均分機６８が回転可能に設けられており、上スクリューコンベヤ６０の後端（上搬送樋６２内の後端）に搬送された穀物Ｋが、回転される均分機６８の上面に流下することで、遠心力によって穀槽１４内へ均等に放散分配される。

機体１２の前面下部には、左側部位において直方体箱状の火炉ケース７０が設けられており、火炉ケース７０の前面板にはスリット状の外気導入口７２が複数形成されている。火炉ケース７０の後面板は部分的に開放されており、火炉ケース７０内は上記外気入口２６に連通されている。また、火炉ケース７０下面板の左側部位は開放されている。

機体１２の前面下部には、火炉ケース７０直下の左側において直方体箱状のバーナケース７４が設けられている。バーナケース７４の上面板は部分的に開放されており、バーナケース７４内は火炉ケース７０内に連通されている。また、バーナケース７４内には、熱風生成手段としてのバーナ７６が設けられている。

機体１２の後面下部には、直方体箱状の送風機取付台７８が設けられており、送風機取付台７８内は上記各排風路４４に連通されている。送風機取付台７８の後面には、送風機８０の前端が取り付けられており、送風機８０の後端には、可撓性を有する排風ダクト８２の一端が取り付けられている。

これにより、送風機８０が駆動されることで、外気（常温風）が、外気導入口７２から火炉ケース７０内及び外気入口２６を経て送風路２２内に吸引流入され、さらに、風胴板１８、各穀物流下路３６、各排風路隔壁１６、各排風路４４及び送風機取付台７８内を経て送風機８０内に吸引送風され、かつ、排風ダクト８２を経て排風される。また、各穀物流下路３６の上部を送風される外気は、各導風路隔壁３２及び各導風路３４を通過する。

さらに、外気導入口７２から火炉ケース７０内に導入された外気が、バーナ７６によって熱風（乾燥風）にされて各穀物流下路３６へ送風されることで、各穀物流下路３６内の穀物Ｋが乾燥される。

機体１２の前面下部には、火炉ケース７０の直上において、制御手段、予測手段及び報知手段としての操作盤８４（制御装置及び表示装置）が設けられており、操作盤８４は穀物乾燥装置１０の各駆動部（水分測定装置８６を含む）に接続されている。操作盤８４には、張込運転スイッチ、循環運転スイッチ、乾燥運転スイッチ、排出運転スイッチ、送風運転スイッチ、水分測定スイッチ及び停止スイッチ等の各種の操作スイッチ（図示省略）が設けられており、操作盤８４の各種の操作スイッチが操作されることで、穀物乾燥装置１０が操作盤８４によって制御（運転及び停止等）される。また、操作盤８４には、表示部（図示省略）が設けられており（接続されており）、表示部には、水分測定装置８６によって測定された穀物Ｋの水分値に基づく穀物Ｋの平均水分値等が表示される。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の穀物乾燥装置１０では、操作盤８４の張込運転スイッチを運転操作すると、下スクリューコンベヤ４８、昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０及び均分機６８が駆動されて、張込運転され、その後、張込ホッパ４６を開放して、刈り取ってきた穀物Ｋを機体１２内へ張り込む。機体１２内へ張込まれた穀物Ｋは張込流し板４２によって下スクリューコンベヤ４８に案内され、下スクリューコンベヤ４８から昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０及び均分機６８を経て、穀槽１４内及び各穀物流下路３６へ搬送される（貯留される）。また、張込運転は、操作盤８４の停止スイッチの操作により、又は、穀槽１４内及び各穀物流下路３６へ穀物Ｋが張込限度まで張り込まれた際に自動的に、停止される。

例えば穀物Ｋの張込処理が終了した後に都合により穀物Ｋの乾燥処理をするまでにまだ時間がかかる際には、操作盤８４の循環運転スイッチを運転操作すると、シャッタドラム３８、下スクリューコンベヤ４８、昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０及び均分機６８が駆動されて、循環運転される。これにより、穀槽１４内に貯留された穀物Ｋが、各穀物流下路３６、シャッタドラム３８、下スクリューコンベヤ４８、昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０及び均分機６８を経て穀槽１４に戻され、穀物乾燥装置１０内を循環される。また、循環運転は、操作盤８４の停止スイッチの操作により停止される。

操作盤８４の乾燥運転スイッチを運転操作すると、シャッタドラム３８、下スクリューコンベヤ４８、昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０、均分機６８、送風機８０及び水分測定装置８６が駆動されると共に、バーナ７６が点火されて、乾燥運転される。

乾燥運転では、上記循環運転の際と同様に、穀物Ｋが穀物乾燥装置１０内を循環される。

さらに、送風機８０の駆動により、外気導入口７２から火炉ケース７０内に吸引導入された外気からバーナ７６によって熱風が生成され、この熱風が外気入口２６、送風路２２及び風胴板１８を介して各穀物流下路３６へ吸引送風されて各穀物流下路３６内の穀物Ｋの水分を吸収することで、穀物Ｋが乾燥される。穀物Ｋの水分を吸収した後の熱風は、各排風路隔壁１６、各排風路４４及び送風機取付台７８内を経て（通過して）送風機８０に吸引送風され、さらに、排風ダクト８２を経て排風される。

また、昇降機５４内の下端に堆積した穀物Ｋがバケット５８によって掬われる際に、穀物Ｋへのバケット５８の跳ね上げ作用によって、穀物Ｋが水分測定装置８６内へサンプリングされる。このため、水分測定装置８６内へサンプリングされた穀物Ｋの水分値が水分測定装置８６によって１粒毎に測定されて、所定時間毎に算出された穀物Ｋの平均水分値が操作盤８４に表示される。

乾燥運転は、操作盤８４の停止スイッチの操作により、又は、穀物Ｋが所定の平均水分値に達した際（乾燥運転の開始から約８時間から１０時間後）に自動的に、停止される。乾燥運転が停止される際には、必要に応じて、シャッタドラム３８の駆動が停止されると共に下スクリューコンベヤ４８、昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０及び均分機６８の駆動が継続されて全ての穀物Ｋが穀槽１４内及び各穀物流下路３６に貯留される。

例えば穀物Ｋの乾燥処理が終了した際には、操作盤８４の排出運転スイッチを運転操作すると、シャッタドラム３８、下スクリューコンベヤ４８、昇降機５４、上スクリューコンベヤ６０及び均分機６８が駆動されて、排出運転され、さらに、上搬送樋６２内の前端が排出管６６に連通されることで、穀物Ｋが排出管６６を経て穀物乾燥装置１０から排出される。また、排出運転は、操作盤８４の停止スイッチの操作により、又は、穀物Ｋが穀物乾燥装置１０から完全に排出された際に自動的に、停止される。

例えば張込運転、循環運転又は排出運転される際には、操作盤８４の送風運転スイッチを運転操作すると、送風機８０が駆動されて、送風運転される。これにより、外気導入口７２から火炉ケース７０内に吸引導入された外気が、外気入口２６、送風路２２及び風胴板１８を介して各穀物流下路３６へ吸引送風されて、各穀物流下路３６内の穀物Ｋへ送風される。各穀物流下路３６内の穀物Ｋへ送風された後の外気は、各排風路隔壁１６、各排風路４４及び送風機取付台７８内を経て（通過して）送風機８０に吸引送風され、さらに、排風ダクト８２を経て排風される。これにより、穀物Ｋの蒸れが防止されると共に、穀物Ｋ内から塵埃が排出される。また、送風運転は、操作盤８４の停止スイッチの操作により停止される。

例えば張込運転、循環運転又は排出運転される際には、操作盤８４の水分測定スイッチを運転操作すると、水分測定装置８６が駆動される。これにより、乾燥運転の際と同様に、水分測定装置８６内へサンプリングされた穀物Ｋの水分値が水分測定装置８６によって１粒毎に測定されて、所定時間毎に算出された穀物Ｋの平均水分値が操作盤８４に表示される。また、穀物Ｋの水分値の測定は、操作盤８４の停止スイッチの操作により停止される。さらに、循環運転される場合において、穀物Ｋが所定の平均水分値に達した際には、循環運転が自動的に停止される。

ここで、水分測定装置８６が駆動された際に操作盤８４に表示される穀物Ｋの平均水分値は、例えば、高水分の未熟粒であると判断された穀粒を除外した穀物Ｋ（整粒）の平均水分値（以下「整粒平均水分値」という）にされる。

ところで、乾燥運転停止後（穀物Ｋの乾燥処理停止後）には、時間経過による穀粒間での水分の移行によって、穀物Ｋの整粒平均水分値が変化する可能性がある。すなわち、穀物Ｋの水分値の分布のバラツキが大きい（穀物Ｋの水分値の分布（ヒストグラム）における尖度（例えばＥｘｃｅｌの関数「ｋｕｒｔ」参照）が低い）と、乾燥運転停止後の時間経過によって、穀粒間での水分の移行により穀物Ｋの水分値の分布のバラツキが大きく収縮して、穀物Ｋの整粒平均水分値が下がり、過乾燥になり易い。しかし、穀物Ｋのうちの未熟粒の割合が大きいと、乾燥運転停止後の時間経過によって、未熟粒の水分が他の穀粒（整粒）に移行して、穀物Ｋの整粒平均水分値が下がりにくい。

このため、図３に示す如く、操作盤８４においては、穀物Ｋのうちの未熟粒の割合について穀物Ｋの整粒平均水分値が補正される（以下「未熟粒補正」という）と共に、穀物Ｋの水分値の分布の尖度について穀物Ｋの整粒平均水分値が補正される（以下「尖度補正」という）ことで、乾燥運転停止後に時間経過によって変化する穀物Ｋの整粒平均水分値（以下「予測平均水分値」という）が予測される。

すなわち、穀物Ｋの未熟粒を含む平均水分値（以下「全平均水分値」という）に応じて穀物Ｋのうちの未熟粒の割合（例えば全平均水分値の整粒平均水分値との差）について閾値（以下「未熟粒閾値」という）が決められると共に、穀物Ｋの水分値の分布の尖度について閾値（以下「尖度閾値」という）が決められている。

先ず、ステップ１００において、穀物Ｋのうちの未熟粒の割合が未熟粒閾値に比し小さいか否かが判断される。ステップ１００において、穀物Ｋのうちの未熟粒の割合が未熟粒閾値に比し大きいと判断されると、ステップ１０２において、乾燥運転停止後に時間経過により穀物Ｋの整粒平均水分値が下がりにくいと判断されて、未熟粒補正及び尖度補正が行われない。

一方、ステップ１００において、穀物Ｋのうちの未熟粒の割合が未熟粒閾値以下であると判断されると、ステップ１０４において、穀物Ｋの水分値の分布の尖度が尖度閾値に比し低いか否かが判断される。ステップ１０４において、穀物Ｋの水分値の分布の尖度が尖度閾値に比し高いと判断されると、ステップ１０２において、乾燥運転停止後に時間経過により穀物Ｋの整粒平均水分値が下がりにくいと判断されて、未熟粒補正及び尖度補正が行われない。

ステップ１０４において、穀物Ｋの水分値の分布の尖度が尖度閾値以下であると判断されると判断されると、ステップ１０６において、乾燥運転停止後に時間経過により穀物Ｋの整粒平均水分値が下がり易いと判断されて、未熟粒補正及び尖度補正が行われる。

すなわち、穀物Ｋの全平均水分値をＸとし、ｋをＸに応じて変動する係数とし、Ａ及びＢを定数とすると、未熟粒補正値Ｍは、
Ｍ＝ｋ×（Ａ−Ｂ×Ｘ）
とされる。

さらに、穀物Ｋの水分値の分布の尖度をＹとし、Ｃ及びＤを定数とすると、尖度補正値Ｎは、
Ｎ＝（Ｃ−Ｙ）×Ｄ
とされる。

これにより、図４に示す如く、穀物Ｋの整粒平均水分値（図４の実線）から未熟粒補正値及び尖度補正値が引かれて、穀物Ｋの予測平均水分値（図４の破線）が算出される。さらに、乾燥運転は、穀物Ｋの予測平均水分値が目標とする穀物Ｋの整粒平均水分値（例えば１４．８％）になった時点で停止される。これにより、乾燥運転停止後には、穀物Ｋの整粒平均水分値が、時間経過により下がって、容易に目標とする穀物Ｋの整粒平均水分値になり、穀物Ｋが過乾燥になることを防止することができる。

さらに、図５（Ａ）に示す如く、操作盤８４には、穀物Ｋの整粒平均水分値（例えば１５．８％）が表示される他、「乾燥処理終了後に約１％水分が下がる可能性があります。」旨の表示（報知、警告）がされる。これにより、乾燥運転停止後に穀物Ｋの整粒平均水分値が下がることを使用者が認識することができ、乾燥運転中は使用者に注意を促すことができると共に、乾燥運転が早く停止されても使用者に安心感を与えることができる。しかも、乾燥運転停止後に穀物Ｋの整粒平均水分値は変化するものという意識を使用者に持ってもらうことができる。

なお、本実施の形態では、操作盤８４に図５（Ａ）の表示が行われる構成としたが、操作盤８４に図５（Ｂ）の表示が行われる構成としてもよい。すなわち、図５（Ｂ）では、操作盤８４に、乾燥運転停止後に、穀物Ｋの予測平均水分値（例えば１４．８％）が表示される他、「時間経過で水分が下がる可能性があります。１．０％早く停止しました。」旨の表示（報知、警告）がされる。

また、本実施の形態では、乾燥運転時に穀物Ｋの予測平均水分値を算出する構成としたが、循環運転時に穀物Ｋの予測平均水分値を算出する構成としてもよい。

本発明の実施の形態に係る穀物乾燥装置を示す前方から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係る穀物乾燥装置を示す左方から見た断面図である。 本発明の実施の形態に係る穀物乾燥装置における穀物の予測平均水分値の算出処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る穀物乾燥装置における穀物Ｋの整粒平均水分値（実線）及び穀物の予測平均水分値（破線）の時間変化を示すグラフである。 （Ａ）は、本発明の実施の形態に係る穀物乾燥装置における操作盤の表示を示す図であり、（Ｂ）は、当該操作盤の表示の別例を示す図である。

符号の説明

１０ 穀物乾燥装置
１２ 機体（装置本体）
８４ 操作盤（予測手段、報知手段）
８６ 水分測定装置（検出手段）
Ｋ 穀物

Claims (1)

1. 穀物を乾燥させる装置本体と、
   穀物の水分を検出する検出手段と、
   前記検出手段に接続され、穀物のうちの未熟粒の割合及び穀物の水分の分布における尖度又は穀物の水分の分布における尖度を使用して処理停止後の穀物の平均水分値を予測すると共に、予測した処理停止後の穀物の平均水分値が穀物の目標平均水分値になった際に穀物の処理が自動的に停止される予測手段と、
   前記予測手段に接続され、穀物の平均水分値が穀物の処理停止後に変化することを報知する報知手段と、
   を備えた穀物乾燥装置。

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