JP6484458B2 - 空気清浄化装置のフィルタ洗浄装置およびフィルタ洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば製薬工場において医薬品を製造するためのクリーンルームに設けられ、クリーンルーム内の空気を清浄化して外部へ排出する装置に関する。

近年製薬業界では、高活性医薬製造技術、すなわち抗がん剤や免疫抑制剤等のように少量で高い薬効を示す医薬品製造技術が発展してきている。このような医薬品は薬理活性が非常に強いので、クリーンルーム内で医薬品の製造等に携わる作業者への影響、およびクリーンルーム内の空気に混入した薬品や菌がクリーンルームから外部に排出して拡散することを防止する対策が必要である。つまり高活性医薬の製造施設では、通常の医薬品研究製造施設よりも厳重な管理が必要であり、特許文献１に開示された空気清浄化装置が提案されている。

特開２００９−０５０８３１号公報

従来の空気清浄化装置は、空気を清浄化するためにＨＥＰＡフィルタを備えている。ＨＥＰＡフィルタは、例えば１年に１回交換することが定められているが、ＨＥＰＡフィルタのフィルタ面には濾過した埃、菌、薬剤等が付着しており、ＨＥＰＡフィルタの交換作業において作業者がこのような付着物に触れると、上述したように薬理活性のために健康被害を蒙るおそれがある。

本発明は、空気清浄化装置においてＨＥＰＡフィルタの交換作業を安全に実施できるようにすることを目的としている。

本発明は、クリーンルームから流入する空気をＨＥＰＡフィルタにより清浄化して排出する空気清浄化装置であって、フィルタ洗浄装置が、クリーンルームからの空気が流入する吸気口が形成されたケーシングと、ＨＥＰＡフィルタの上流面を洗浄するための洗浄ノズルが取付けられた配管と、配管が貫通して固定された洗浄用パネルと、ケーシングの前面と同一平面を形成する表面を有するスリット枠とを備え、洗浄用パネルとスリット枠の一方が選択的には吸気口に取付けられることを特徴としている。

好ましくは洗浄用パネルが、透明の板状部材から成る覗き窓を有する。
スリット枠は例えば、吸気口の内周縁に固定される一対の支持部材に、相互に平行に延びる複数の板状部材を架け渡して構成される。

また本発明に係るフィルタ洗浄方法は、吸気口に洗浄用パネルを取付けた状態で、ＨＥＰＡフィルタの上流面に洗浄水を噴射することを特徴としている。

本発明によれば、空気清浄化装置においてＨＥＰＡフィルタの交換作業を安全に実施することができる。

本発明の一実施形態である空気清浄化装置の正面図である。 空気清浄化装置の内部の概略的な構成を示す側面図である。 空気清浄化装置を側方から見た断面図である。 スリット枠を示す正面図である。 洗浄装置を吸気口に取付けた状態を示す側面図である。 ポートパネルを示す斜視図である。 収容袋を示す斜視図である。 収容袋がポートパネルの口金に取付けられた状態を示す図である。 収容袋の中にＨＥＰＡフィルタが収容された状態を示す図である。 ポートパネルの口金に残された収容袋を新しい収容袋により覆った状態を示す図である。 図１０の状態における口金の部分を拡大して示す図である。

以下、本発明の一実施形態を適用した空気清浄化装置を、図面を参照して説明する。
図１、２は空気清浄化装置のケーシング１０を示す。このケーシング１０は、全溶接の気密機構（レーザー溶接により歪み等が少ない）を有し、例えば製薬工場のクリーンルーム（図示せず）に設けられ、前面１１がクリーンルーム内に臨むようにしてクリーンルームの建屋の壁に固定される。すなわちケーシング１０の背面はクリーンルームの外側に位置する。ケーシング１０の内部の高さ位置の中央付近にはＨＥＰＡフィルタ２０が設けられる。ケーシング１０の前面１１の下部には吸気口１２が形成され、ケーシング１０の上面には排気口１３が設けられる。すなわち吸気口１２から流入した空気は、上方へ流動してＨＥＰＡフィルタ２０により清浄化され、排気口１３から外部に排出される。また、ケーシング１０内においてＨＥＰＡフィルタ２０よりも上側すなわち空気流の下流側には、ＨＥＰＡフィルタ２０の濾過性能を検査するための検査装置３０が設けられる。

ケーシング１０の前面１１において、ＨＥＰＡフィルタ２０が収納される部位に対応した位置には、ＨＥＰＡフィルタ２０を収納あるいは交換するときに開放される交換口１４が形成される。交換口１４は通常、交換口パネル１５によって閉塞されている。また、ケーシング１０の前面１１において交換口１４の上側には、検査装置３０を用いるとき、すなわち後述する検査グローブを使用するときに開放される検査口１６が形成される。検査口１６も交換口１４と同様、通常は検査口パネル１７によって閉塞されている。ケーシング１０の吸気口１２にはスリット枠４０が設けられる。スリット枠４０は後述するように、クリーンルーム内の空気がケーシング１０内に取り込まれるときにそのまま通過するもので、フィルタ機能を有しない。

交換口パネル１５と検査口パネル１７とスリット枠４０の各表面は、ケーシング１０の前面１１と実質的に同一平面を形成する。すなわち図２に示されるように、ケーシング１０の前面１１に対して、交換口パネル１５と検査口パネル１７とスリット枠４０の各表面は突出しておらず、また凹陥していない。

図３および図４を参照してケーシング１０の下部の構造を説明する。ケーシング１０の底部４１は前面１１側が低くなるように傾斜しており、底部４１の前端には、ＨＥＰＡフィルタ２０の洗浄時に洗浄液を排出するためのドレン４２が設けられる。底部４１の下面は架台４３に固定され、架台４３には、ケーシング１０の姿勢を微調整するためのアジャスタスクリュー４４が取付けられる。

スリット枠４０は水平方向に延びる一対の支持部材４５と、これらの支持部材４５の間において上下方向に架け渡され、相互に平行に延びる複数の板状部材４６とを有する。支持部材４５は、吸気口１２の内周縁の上側と下側の壁面に固定される。板状部材４６は細長い矩形の平板であり、その幅方向がケーシング１０の前後方向を向いている。板状部材４６の前端部はケーシング１０の前面１１と略同じ平面上にあり、実際には、ケーシング１０の板厚分だけ前面１１から凹んでいる。板状部材４６は上下端において支持部材４５の面にレーザにより全溶接されて固着される。したがって支持部材４５と板状部材４６の間の角部Ｃには、ティグ溶接等により生じるようなビードと歪などは形成されない。

吸気口１２を囲む枠部材４７には、図３ではスリット枠４０が取付けられているが、後述する洗浄装置の洗浄用パネル９１（図５参照）も取付け可能である。すなわちスリット枠４０と洗浄用パネル９１は吸気口１２に対して着脱可能であり、これらの一方が選択的に吸気口１２に取付けられる。

ケーシング１０の中央部の構造を説明する。ケーシング１０の内壁面には、矩形の開口２１を有するフィルタ当り面２２が水平状態に取付けられる。フィルタ当り面２２は、後述する検査装置３０のグローブ支持機構３３の上流側すなわち下側に設けられ、グローブ支持機構３３に臨むように配置される。フィルタ当り面２２の下面には４本の支持シャフト２３が取付けられ、これらの支持シャフト２３は相互に平行であり鉛直下方すなわちグローブ支持機構３３とは反対方向に延びる。支持シャフト２３には、井桁状に組まれた載置部材２４が取付けられる。載置部材２４は、４枚の細長い板状部材を有し、支持シャフト２３は、互いに平行に延びる一対の板状部材に固定されたパイプ２６に挿通される。これにより、載置部材２４は支持シャフト２３に昇降自在に支持され、支持シャフト２３の板状部材からの突出部分にはナット２５が螺合される。

ＨＥＰＡフィルタ２０は載置部材２４の上に載置され、ＨＥＰＡフィルタ２０とフィルタ当り面２２の間には開口２１の周囲を取り囲む形状を有するガスケット（図示せず）が設けられる。ナット２５を回転させることにより載置部材２４は支持シャフト２３に沿って昇降する。ＨＥＰＡフィルタ２０の取付け動作では、ナット２５を回転させることによりＨＥＰＡフィルタ２０が上昇し、ＨＥＰＡフィルタ２０の上面がフィルタ当り面２２の下面に当接した状態において固定される。

交換口パネル１５は、交換口１４を覆う矩形の平板部５１と、平板部５１の外周縁に形成された枠状縁部５２とを有する。枠状縁部５２は、交換口パネル１５をケーシング１０に取付けた状態において、平板部５１よりもケーシング１０の内側に後退しており、ケーシング１０に形成された第１溝部５３内に嵌め込まれる。第１溝部５３は、交換口パネル１５の外周縁に沿って、交換口パネル１５の表面よりも凹陥している。第１溝部５３内には、バックアップ材５５と防カビ用のシリコン樹脂のシール材５６とが埋め込まれる。シール材５６はケーシング１０の前面に露出し、シール材５６の表面はケーシング１０の前面１１と略同じ平面を形成する。このため交換口パネル１５と平板部５１の間に隙間は形成されず、菌、薬剤等が隙間に入り込む虞がなくなる。

なお図３においてポート（図６参照）を囲繞する口金８０が二点鎖線により示されているが、空気清浄化装置の通常の運転時には存在しない。すなわち、後述するように、口金８０はＨＥＰＡフィルタ２０を交換するときに使用されるものであり、ポートパネル８１（図６参照）に設けられ、交換口パネル１５には設けられない。

ケーシング１０の上部の構造を説明する。ケーシング１０内においてＨＥＰＡフィルタ２０の上側すなわち下流側には、検査装置３０が設けられる。検査装置３０は、ＨＥＰＡフィルタ２０の下流面（上面）を検査するためのプローブ３１と、プローブ３１を操作する検査員（オペレータ）が手を入れるための検査グローブ３２とを有する。検査グローブ３２は、ケーシング１０内において検査口１６の裏側に設けられたグローブ支持機構３３に取付けられる。グローブ支持機構３３は、検査口１６の外周縁を囲繞するようにしてケーシング１０の内壁面に固定された支持枠３４と、支持枠３４に固定される支持板３５とを有する。支持枠３４と支持板３５は、後述する検査口パネル１７が取り外された状態であってもケーシング１０の内外を気密的に遮断するように、シール材を介してケーシング１０に固定されている。支持板３５は透明の板であり、その中央部分には検査グローブ３２の基部が取付けられる開口３６が形成される。

検査口１６は交換口１４と同様な構成により閉塞される。すなわち検査口パネル１７は、検査口１６を覆う矩形の平板部６１と、平板部６１の外周縁に形成された枠状縁部６２とを有する。枠状縁部６２は、検査口パネル１７をケーシング１０に取付けた状態において、平板部６１よりもケーシング１０の内側に後退しており、ケーシング１０に形成された第２溝部６３内に嵌め込まれる。第２溝部６３は、検査口パネル１７の外周縁に沿って、検査口パネル１７の表面よりも凹陥している。第２溝部６３内には、バックアップ材６５と防カビ用のシリコン樹脂のシール材６６とが埋め込まれる。シール材６６はケーシング１０の前面に露出し、シール材６６の表面はケーシング１０の前面１１と略同じ平面を形成する。

プローブ３１は、ＨＥＰＡフィルタ２０の下流面（上面）に近接させてＨＥＰＡフィルタ２０を通過する粉塵の数を計数し、ＨＥＰＡフィルタ２０に穴が生じているか否かを検査するものである。プローブ３１は可撓性チューブ７１の先端に接続され、可撓性チューブ７１の基端は、ケーシング１０に取付けられたコネクタ７４に連結される。コネクタ７４には、ケーシング１０の外部に設けられた図示しない計測器が接続される。ＨＥＰＡフィルタ２０の検査では、検査口パネル１７が外され、オペレータが手を検査グローブ３２に入れてプローブ３１を把持し、ＨＥＰＡフィルタ２０の上面に接近させてスキャンし、ＨＥＰＡフィルタ２０を通過する粉塵の個数が計測器によって測定される。

ケーシング１０内であってコネクタ７４の近傍には差圧計７５が設けられる。これは空気清浄化装置を駆動している間におけるＨＥＰＡフィルタ２０の上流側と下流側の差圧を計測するためである。この差圧の大きさに応じてＨＥＰＡフィルタ２０に目詰まりが生じているか否かが判定される。

ケーシング１０の天井１８には開口７６が形成され、開口７６には、天井１８の上側に設けられた排気口１３が接続される。排気口１３の中にはダンパ７７が設けられる。ダンパ７７の支持軸はフレキシブルワイヤ７８を介して、ケーシング１０に取付けられたダンパ駆動軸７９に連結される。ダンパ駆動軸７９は工具を用いて回動され、これによりフレキシブルワイヤ７８を介してダンパ７７の角度位置が変化し、ＨＥＰＡフィルタ２０を通過する空気の流量が調整可能である。

空気清浄化装置の通常の動作、すなわちクリーンルーム内の空気を清浄化して排出する作用を説明する。空気清浄化装置の通常の動作時、検査口１６は検査口パネル１７により閉塞され、また交換口１４は交換口パネル１５により閉塞されており、吸気口１２にはスリット枠４０が嵌め込まれている。排気口１３内のダンパ７７は全開状態に定められている。この状態で図示しない送風機が起動されて排気口１３に負圧が生じると、クリーンルーム内の空気は吸気口１２からケーシング１０内に流入し、ＨＥＰＡフィルタ２０を通過することによって清浄化され、排気口１３から外部に排出される。

ケーシング１０の表面、特にクリーンルーム内に臨む前面１１には、実質的に凹凸が形成されておらず、検査口パネル１７、交換口パネル１５、およびスリット枠４０の表面は前面１１と同一平面を形成する。また交換口パネル１５の外周縁の第１溝部５３と検査口パネル１７の外周縁の第２溝部６３には、シール材５６、６６等が充填され、シール材５６、６６の表面も前面１１と同一平面を形成するように処理される。また吸気口１２にプレフィルタは設けられておらず、スリット枠４０が嵌め込まれている。スリット枠４０は、一対の支持部材４５の間に複数の板状部材４６をレーザによる全溶接で構成され、支持部材４５と板状部材４６の間には、ティグ溶接等により生じるような大きなビードは形成されていない。

このようにケーシング１０の表面は実質的に平面であり、クリーンルーム内で発生する埃、菌、薬剤等が堆積しやすい部位（凹凸）は形成されていない。また、板状部材４６と支持部材４５はレーザにより全溶接されているので、板状部材４６と支持部材４５が当接する面の間は完全に密着しており隙間は存在せず、これらの間に菌などが付着することはない。したがって従来の空気清浄化装置と比較すると、埃等がケーシング１０の表面から分離してクリーンルーム内に再び浮遊する可能性は相当低い。このため、クリーンルーム内の作業者が菌や薬剤を含む空気に曝露することがなく、菌等の影響を受けることが防止される。またケーシング１０の表面の凹凸が実質的にないので、ケーシング１０を清浄な状態に拭き上げる作業が容易になる。

ＨＥＰＡフィルタ２０の検査は検査口パネル１７が取り外された状態で行われるが、この状態において、ケーシング１０内は支持枠３４と支持板３５により気密的に遮断されている。したがってオペレータはＨＥＰＡフィルタ２０の下流側（上面側）の空気に接触することなく安全に検査グローブ３２に手を入れることができ、プローブ３１をＨＥＰＡフィルタ２０に接近させてＨＥＰＡフィルタ２０をスキャンすることができる。

さらに、ＨＥＰＡフィルタ２０はフィルタ当り面２２から鉛直下方に延びる支持シャフト２３に支持された載置部材２４の上に載置され、ガスケットはＨＥＰＡフィルタ２０の上面とフィルタ当り面２２の間に設けられている。したがってプローブ３１によるスキャンは、ＨＥＰＡフィルタ２０の上面とガスケットの周縁部だけでよく、ＨＥＰＡフィルタ２０の下面側をスキャンする必要はない。このようにＨＥＰＡフィルタ２０をフィルタ当り面２２の上に乗せるのではなく、フィルタ当り面２２の下側に取付けたことにより、プローブ３１をＨＥＰＡフィルタ２０の下面側まで延ばす必要がなくなる。

ＨＥＰＡフィルタ２０のスキャンは、ＨＥＰＡフィルタ２０を交換する必要がないときであっても、ＨＥＰＡフィルタ２０に穴があいてリークが生じ、濾過性能が低下していないかをチェックするために、例えば１年に１，２回程度行われる。本実施形態は、ＨＥＰＡフィルタ２０の濾過性能の検査を簡単に行えるようにするため、上述のようにＨＥＰＡフィルタ２０をフィルタ当り面２２の下側に取付けて、ＨＥＰＡフィルタ２０の上面付近だけをスキャンするだけで済むようにしたものである。

次にＨＥＰＡフィルタ２０を交換するための構成と作用を説明する。ＨＥＰＡフィルタ２０の交換作業では、まず吸気口１２からスリット枠４０を取外し、吸気口１２に洗浄装置９０（図５参照）を取付け、ＨＥＰＡフィルタ２０の上流面（下面）を水により洗浄する。その後、交換口１４から交換口パネル１５を取外してポートパネル８１（図６参照）を取付け、ＨＥＰＡフィルタ２０を取り外して新しいＨＥＰＡフィルタに交換する。

図５は洗浄装置９０を吸気口１２に取付けた状態を示している。洗浄装置９０は吸気口１２に取付けられる洗浄用パネル９１を有し、洗浄用パネル９１は、吸気口１２の枠部材４７に固定される。洗浄用パネル９１の中央部には、透明の板状部材から成る覗き窓９２が設けられる。また洗浄用パネル９１の覗き窓９２の下側には、配管９３が貫通して固定される。配管９３には、ＨＥＰＡフィルタ２０の上流面（下面）を洗浄するためのノズル配管９４が取付けられる。

ノズル配管９４は、洗浄の対象であるＨＥＰＡフィルタ２０の上流面に均一に洗浄水が噴射され、またＨＥＰＡフィルタ２０の４側面及びケージング１０のＨＥＰＡフィルタ２０の上流側の内部、フィルタ当り面２２にも洗浄水が噴射され内部の洗浄を可能とするように配置された複数の洗浄ノズル９５を有する。ノズル配管９４は配管９３に対して着脱自在であり、ＨＥＰＡフィルタ２０の大きさ等に応じて、所定数の洗浄ノズルを有するノズル配管を装着することができる。配管９３の基部は図示しない洗浄水供給源に接続される。また配管９３の途中には、ケーシング１０内に供給される洗浄水の流量を調整するためのバルブ９８と、洗浄水の圧力を測定するための圧力計９９が設けられる。

ＨＥＰＡフィルタ２０を洗浄した水は底部４１の斜面を流下し、ドレン４２から排出される。ＨＥＰＡフィルタ２０の洗浄が終了すると、洗浄装置９０が吸気口１２から取外されてスリット枠４０に交換される。また、交換口１４から交換口パネル１５が取外され、図６に示されるようにポートパネル８１が取付けられる。ポートパネル８１にはＨＥＰＡフィルタ２０を通過させるために十分な大きさを有するポート８２が形成される。ポートパネル８１には、ポート８２の周縁部に沿って口金８０が突出して形成される。

口金８０には、図７に示すような、ＨＥＰＡフィルタ２０を収容するための第１の収容袋１００が取付けられる。収容袋１００は、透明または半透明のビニールによって形成され、有底筒状の本体１０１と、本体１０１の側部に取付けられた一対のグローブ１０２とを有する。グローブ１０２は、作業者の腕の肘の部分まで挿入することができる大きさを有する。収容袋１００の開口部１０３に沿って第１の縁部Ｏリング１０４が設けられており、図８に示すように、開口部１０３は縁部Ｏリング１０４を口金８０の外周面に嵌着することによって口金８０に装着される。縁部Ｏリング１０４よりも口金８０の先端部（図８において左側）の外周面には外部Ｏリング１０６が取付けられ、これにより収容袋１００の内部は外部から気密的に遮断される。

この状態で、作業者はグローブ１０２を反転させて本体１０１の中に入れるとともに、そのグローブ１０２に腕を差し込んでケーシング１０内に伸ばし、ナット２５を緩める。これにより、載置部材２４とともにＨＥＰＡフィルタ２０が下降してフィルタ当り面２２から離間し、ＨＥＰＡフィルタ２０は載置部材２４から取外し可能な状態になる。次いで作業者はＨＥＰＡフィルタ２０を把持してケーシング１０内から交換口１４側へ引出し、収容袋１００の中に取り込む。ＨＥＰＡフィルタ２０が完全に収容袋１００の中に入ったら、図９に示すように、収容袋１００の口金８０側の部分を２つの結束バンド１０５で縛る。そして２つの結束バンド１０５の間をカッタ等で切断して、ＨＥＰＡフィルタ２０が収容された収容袋１００をケーシング１０から分離し、所定の保管場所へ移送する。

このようにＨＥＰＡフィルタ２０を収容袋１００に入れてケーシング１０から取り出すのは、ＨＥＰＡフィルタ２０を洗浄水により洗浄しても菌が残留していることも考えられるからである。またＨＥＰＡフィルタ２０を取り出した後、ケーシング１０に装着されている収容袋１００の開口部側切れ端１２０（図１０）の結束バンド１０５により縛られた切り口１２１から消毒薬液や汚染物が滴り落ちることが考えられる。そこで、この切り口１２１から消毒薬液や汚染物がクリーンルーム内へ拡散することを防止するため、図１０に示すように第２の収容袋（回収袋）１１０を用いて開口部側切れ端１２０を除去する。すなわち作業者は、図１１に示すように、口金８０に取付けられた開口部側切れ端１２０と外部Ｏリング１０６を覆うようにして、第２の収容袋１１０を口金８０に取付ける。具体的には、第２の収容袋１１０の開口部に設けられた縁部Ｏリング１１４が口金８０の基部に位置するようにして第２の収容袋１１０が口金８０に装着される。そしてＨＥＰＡフィルタ２０の取外し動作と同様に、グローブ１１２が反転して本体１１１の中に入れられ、開口部側切れ端１２０と外部Ｏリング１０６が口金８０から取り除され、収容袋１１０とともにクリーンルームの外に排出される。

その後、新しいＨＥＰＡフィルタがポート８２を通ってケーシング１０内に入れられ、載置部材２４の上に載置される。次いで、ナット２５が締め付けられ、ＨＥＰＡフィルタ２０がフィルタ当り面２２に当接する高さ位置へ上昇すると、ポートパネル８１が交換口１４から取外されて交換口パネル１５に付け替えられる。

以上のように本実施形態では、ＨＥＰＡフィルタ２０の交換作業において、まず洗浄装置９０を吸気口１２に取付けてＨＥＰＡフィルタ２０の上流面（下面）を洗浄水により洗浄し、ポートパネル８１に取付けた収容袋１００にＨＥＰＡフィルタ２０を収容している。このように、菌等が付着している可能性のあるＨＥＰＡフィルタ２０の上流面を洗浄した後、ＨＥＰＡフィルタ２０を収容袋１００に収容して運び出すので、クリーンルーム内の作業者が有害物質を含む空気に曝露することはなく、ＨＥＰＡフィルタの交換作業を安全に実行することができる。

１０ ケーシング
１２ 吸気口
２０ ＨＥＰＡフィルタ
４０ スリット枠
４５ 支持部材
４６ 板状部材
９１ 洗浄用パネル
９２ 覗き窓
９３ 配管
９５ 洗浄ノズル

Claims (4)

1. クリーンルームから流入する空気をＨＥＰＡフィルタにより清浄化して排出する空気清浄化装置であって、
   前記クリーンルームからの空気が流入する吸気口が形成されたケーシングと、
   前記ＨＥＰＡフィルタの上流面を洗浄するための洗浄ノズルが取付けられた配管と、
   前記配管が貫通して固定された洗浄用パネルと、
   前記ケーシングの前面と同一平面を形成する表面を有するスリット枠とを備え、
   前記洗浄用パネルと前記スリット枠の一方が選択的に前記吸気口に取付けられることを特徴とする空気清浄化装置のフィルタ洗浄装置。
2. 前記洗浄用パネルが、透明の板状部材から成る覗き窓を有することを特徴とする請求項１に記載の空気清浄化装置のフィルタ洗浄装置。
3. 前記スリット枠が、前記吸気口の内周縁に固定される一対の支持部材に、相互に平行に延びる複数の板状部材を架け渡して構成されることを特徴とする請求項１に記載の空気清浄化装置のフィルタ洗浄装置。
4. 請求項１に記載されたフィルタ洗浄装置を用いてＨＥＰＡフィルタを洗浄する方法であって、
   前記吸気口に前記洗浄用パネルを取付けた状態で、前記ＨＥＰＡフィルタの上流面に洗浄水を噴射することを特徴とする空気清浄化装置のフィルタ洗浄方法。

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