KR20220107670A - 친환경 생분해 물질을 이용한 식품 포장 방법, 식품 포장재 및 상기 식품 포장 방법을 위한 자동 식품 포장 장치 - Google Patents

친환경 생분해 물질을 이용한 식품 포장 방법, 식품 포장재 및 상기 식품 포장 방법을 위한 자동 식품 포장 장치 Download PDF

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Abstract

친환경 생분해 물질을 이용한 식품 포장 방법, 식품 포장재 및 상기 식품 포장 방법을 위한 자동 식품 포장 장치가 개시된다. 상기 식품 포장 방법은 식품 상에 제 1 막을 코팅하는 단계 및 상기 코팅된 제 1 막 위에 제 2 막을 코팅하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 막은 상기 식품의 부패 진행 속도를 늦추는 물질로 형성되며, 상기 제 2 막은 수분 증발을 억제하는 물질로 형성된다.

Description

친환경 생분해 물질을 이용한 식품 포장 방법, 식품 포장재 및 상기 식품 포장 방법을 위한 자동 식품 포장 장치{METHOD AND MATERIAL FOR PACKAGING FOOD USING ECO-FRIENDLY BIODEGRADABLE MATERIAL AND AUTOMATIC FOOD PACKAGING DEVICE FOR THE METHOD}
본 발명은 친환경 생분해 물질을 이용한 식품 포장 방법, 식품 포장재 및 상기 식품 포장 방법을 위한 자동 식품 포장 장치에 관한 것이다.
전 세계에서 생산된 음식 중 약 30%(13억 톤=1,200조 원)가 버려지는데, 그 중에 과일/채소의 비중은 약 45%(5.9억 톤)에 달한다. 과일 및 채소가 많이 버려지는 이유는 소비되기 전에 상하기 때문이다.
과일이 상하지 않도록 하기 위해서는 보통 PVC랩으로 싸서 보관한다. PVC 재질 제품들에는 발암물질로 규정된 VCM(염화비닐모노머) 성분이 18PPB∼23PPB 정도 잔류해 있고 역시 문제 성분인 가소제가 14∼18·4% 포함되어 있다.
또한, PVC 재질의 플라스틱은 환경 문제를 가장 많이 일으키는 다이옥신의 주요 원료 중의 하나이며, 다이옥신은 PVC가 연소될 때 생성된다. 플라스틱을 소각이나 SRF 방식으로 재활용하기가 원천적으로 어려운 이유다. 이는 곧 대량의 플라스틱 쓰레기 문제로 이어져 전 지구적 환경오염의 대표적인 원인이 되고 있다
KR 10-2161713 B
본 발명은 친환경 생분해 물질을 이용한 식품 포장 방법, 식품 포장재 및 상기 식품 포장 방법을 위한 자동 식품 포장 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 포장 방법은 식품 상에 제 1 막을 코팅하는 단계; 및 상기 코팅된 제 1 막 위에 제 2 막을 코팅하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제 1 막은 상기 식품의 부패 진행 속도를 늦추는 물질로 형성되며, 상기 제 2 막은 수분 증발을 억제하는 물질로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동 식품 포장 장치는 하우징; 상기 하우징 내에 배열되는 지지망; 상기 지지망의 상단에 위치하는 회전 부재; 상기 지지망의 하단에 위치하며 복수의 영역들로 구분시키는 영역 구분 부재; 상기 회전 부재를 회전시키는 제 1 모터; 및 상기 지지망을 승하강시키는 제 2 모터를 포함한다. 여기서, 식품이 상기 지지망 위에 놓여지고, 상기 영역들에는 다른 물질이 채워져 있으며, 상기 지지망이 하강함에 따라 상기 식품 위에 해당 영역의 물질이 코팅된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 식품 포장재는 제 1 막; 및 상기 제 1 막 위에 형성되는 제 2 막을 포함한다. 여기서, 상기 제 1 막은 알긴산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되며, 상기 제 2 막은 키토산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성된다.
본 발명에 따른 식품 포장 방법은 친환경 물질, 예를 들어 알긴산 하이드로겔과 키토산 하이드로겔의 이중막으로 식품을 코팅하므로, 상기 식품의 부패 진행 속도가 최소화되어 오랫동안 식품의 보관이 가능하고 식품의 신선도가 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 자동 식품 포장 장치는 간단한 구조로 위의 이중막 코팅을 용이하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 포장 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 아보카도 숙성 실험을 도시한 도면이다.
도 3은 식품 보존 효과 실험을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 포장 장치를 도시한 도면들이다.
도 6 내지 도 12는 식품 포장 과정을 도시한 도면들이다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
본 발명은 친환경 물질을 사용하면서도 부패를 늦추고 미생물의 번식을 최대한 방지하며 기존 포장재와 유사하게 오랫동안 사용할 수 있는 식품 포장 방법 및 식품 포장재, 식품 포장을 위한 자동 식품 포장 장치를 제안한다. 특히, 상기 식품 포장 방법은 부패에 민감한 과일 등에 적합하다.
일 실시예에 따르면, 상기 식품 포장 방법은 기존의 PVC 랩과 같이 미리 제작된 후 식품을 포장하는 방식이 아닌 식품을 코팅하는 방법으로 식품을 포장할 수 있다. 물론, 랩 형태의 식품 포장재를 미리 제작한 후 상기 식품을 포장할 수도 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 포장 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 아보카도 숙성 실험을 도시한 도면이며, 도 3은 식품 보존 효과 실험을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 식품 포장 방법은 식품(100, 예를 들어 과일) 위에 제 1 막(102) 및 제 2 막(104)을 순차적으로 코팅할 수 있다.
제 1 막(102)은 부패 진행 속도를 최소화시켜서 신선도를 최대한 유지할 수 있는 물질로 형성되며, 특히 친환경 물질로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 막(102)은 알긴산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성될 수 있다. 물론, 제 1 막(102)의 물질은 친환경적이면서 신선도를 최대한 유지할 수 있는 물질이면 충분하며, 위 물질로 한정되지 않는다.
일 실시예에 따르면, 제 2 막(104)은 제 1 막(102)을 보호하는 물질, 특히 제 1 막(102)이 코팅된 후 건조로 인하여 파괴되는 것을 방지하며, 즉 수분 증발을 억제하는 물질로 형성되며, 키토산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천 등으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 제 1 막(102)은 알긴산 하이드로겔로 형성되고, 제 2 막(104)은 키토산 하이드로겔로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 알긴산 하이드로겔은 L-글루론산과 D-만루론산의 블록공중합체 형태 중에서 L-글루론산에 산의 성질을 나타내는 카르복시기가 있는데, 여기에 2가 양이온(예:
Figure pat00001
,
Figure pat00002
)이 결합함에 의해 형성될 수 있다. 즉, 알긴산 하이드로겔의 형태는 고분자 구조가 2가 양이온을 감싸는 egg-box 구조일 수 있다.
다른 예로, 제 1 막(102)의 물질은 알긴산 하이드로겔이고, 제 2 막(104)의 물질은 젤라틴 또는 한천일 수 있다.
또 다른 예로, 제 1 막(102)의 물질은 젤라틴 또는 한천이고, 제 2 막(104)의 물질은 키토산 하이드로겔일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 막(102)과 제 2 막(104)의 비율은 3 : 2일 수 있다. 물론, 이러한 비율로 제한되는다.
다른 실시예에 따르면, 상기 알긴산 하이드로겔은 알긴산 나트륨과 젖산 칼슘을 혼합함에 의해 형성될 수 있으며, 알긴산 나트륨, 전산 칼슘 및 키토산 하이드로겔은 2 : 1: 2의 비율을 가질 수 있다. 물론, 이러한 비율로 제한되지는 않는다. 다만, 이러한 비율로 형성되지 않으면, 코팅 후 시간이 오래되면 건조로 인하여 포장재가 파손될 가능성이 있다.
도 2를 참조하여 실험 결과를 살펴보면, 알긴산 하이드로겔과 키토산 하이드로겔로 코팅된 아보카도의 숙성이 플라스틱 랩에 비하여 상당히 느리게 일어남을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 식품 포장 방법을 사용하면 대상물(식품)의 부패가 상당히 느리게 진행됨을 알 수 있다.
또한, 도 3의 좌측 이미지를 참조하면, 아보카도가 알긴산 하이드로겔과 키토산 하이드로겔로 코팅되었을 때 가스 방출량이 0.28㎖인 반면에, 일반 진공 포장랩으로 아보카도를 포장하였을 때는 가스 방출량이 10배 가까운 2.29㎖이었다. 즉, 본 발명의 식품 포장 방법을 사용하면 일반 진공 포장랩과 달리 혐기성 대사가 억제되어 과일의 부패가 상당히 늦추어짐을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 식품 포장 방법을 사용하면 부패 진행 속도가 최소화되며, 그 결과 부패되어 버려지는 식품의 양이 상당히 줄어들 수 있다.
게다가, 대조군과 알긴산 하이드로겔 및 키토산 하이드로겔로 코팅된 귤에 곰팡이를 접종하였을 때, 도 3의 우측 이미지에 도시된 바와 같이 대조군에는 곰팡이가 증식되었으나 알긴산 하이드로겔과 키토산 하이드로겔로 코팅된 귤에는 미생물이 증식되지 않았음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 식품 포장 방법을 사용하면 미생물 증식이 억제될 수 있으며, 즉 항균 효과를 가질 수 있다.
정리하면, 본 실시예의 식품 포장 방법은 식품에 친환경 물질로 이루어진 이중막을 형성하여 부패 진행 속도를 최소화시키고 오랫동안 포장 상태로 신선도를 유지시킬 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 식품 포장 장치를 도시한 도면들이고, 도 6 내지 도 12는 식품 포장 과정을 도시한 도면들이다. 이하, 설명의 편의를 위하여 식품을 과일로 가정하겠다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 실시예의 식품 포장 장치(400)는 하우징(410), 지지망(420), 회전 부재(422), 지지망 고정부(424), 회전 부재 고정부(426), 제 1 모터(428), 영역 구분 부재(430), 영역 구분 부재 고정부(432) 및 제 2 모터를 포함할 수 있다.
하우징(410)은 내부 구성요소들을 보호하며, 외주면에 제어 버튼을 가지는 제어부(412)가 형성될 수 있다. 도 4에서는 하우징(410)을 원형 형상으로 도시하였으나, 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 특정 제어 버튼을 누르면 식품 포장 동작이 시작될 수 있다.
지지망(420)은 과일을 지지하는 부재로서, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 폭 방향으로 복수의 삽입홀들(440)이 형성되고, 망구조를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 지지망(420)은 상하 움직임이 가능하며 3개의 삽입홀들(440)이 예를 들어 120도 간격을 가지고 배열되며, 지지망 고정부(424)에 길이 방향으로 하여 홀(500)이 형성될 수 있다. 이 경우, 지지망(420)이 후술하는 바와 같이 하강하면, 하단의 영역 구분 부재(430)가 삽입홀(440)을 통하여 지지망 고정부(424)의 홀(500)로 삽입될 수 있으며, 그 결과 지지망(420)이 하부로 충분히 하강할 수 있다. 여기서, 지지망(420)의 승하강은 영역 구분 부재(430) 하부에 위치하는 제 2 모터에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 샤프트가 상기 제 2 모터와 지지망 고정부(424)를 연결시키면, 상기 제 2 모터의 회전에 따라 지지망 고정부(424)가 승하강하며, 그 결과 지지망(420)이 승하강할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 영역 구분 부재들(430)에 의해 구분된 영역들에는 각기 특정 물질이 채워질 수 있다. 따라서, 지지망(420) 위에 과일이 놓여진 상태로 지지망(420)이 하강하면, 지지망(420)이 망 구조를 가지므로 과일이 상기 채워진 물질에 담가지면서 상기 과일에 상기 물질이 코팅될 수 있다.
회전 부재(422)는 회전 부재 고정부(426)에 의해 고정되며, 회전 부재 고정부(426)는 상단의 제 1 모터(428)에 의해 회전될 수 있다. 결과적으로, 회전 부재 고정부(426)의 회전에 응답하여 회전 부재(422) 또한 회전될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 3개의 회전 부재들(422)이 예를 들어 120도 간격으로 배열되고, 지지망(420)의 상면 상에 배열될 수 있다. 따라서, 과일이 지지망(420)에 놓여진 상태에서 회전 부재(422)가 회전하면, 과일은 회전 부재(422)의 회전에 따라 다른 영역으로 이동하게 된다.
이러한 구조를 가지는 식품 포장 장치의 동작을 살펴보겠다. 영역 구분 부재들(430)에 의해 3개의 영역으로 분리되고, 제 1 영역에는 키토산 하이드로겔이 채워지고, 제 2 영역에는 알긴산 나트륨이 채워져 있으며, 제 3 영역에는 젖산 칼슘이 채워져 있다고 가정하겠다.
도 6에 도시된 바와 같이, 대상물(예를 들어, 과일)이 제 1 회전 부재(422a)와 제 3 회전 부재(422c) 사이에서 지지망(420) 위에 놓일 수 있다. 여기서, 제 1 회전 부재(422a)와 제 3 회전 부재(422c) 사이의 공간은 상기 제 1 영역에 대응한다.
이어서, 회전 부재(422)가 회전하면, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 대상물은 제 2 영역에 대응하는 영역으로 이동할 수 있다.
계속하여, 도 8에 도시된 바와 같이 지지망(420)이 하강하며, 그 결과 상기 대상물 상에 알긴산 나트륨이 코팅될 수 있다.
이어서, 도 9에 도시된 바와 같이 지지망(420)이 상승한 후 회전 부재(422)가 회전하면, 알긴산 나트륨이 코팅된 대상물이 제 3 영역에 대응하는 영역으로 이동한다.
계속하여, 지지망(420)이 하강하면, 상기 대상물에 젖산 칼슘이 코팅될 수 있다. 이 경우, 상기 알긴산 나트륨과 상기 젖산 칼슘이 혼합되면서 알긴산 하이드로겔이 형성된다. 즉, 상기 대상물에 알긴산 하이드로겔로 이루어진 제 1 막(102)이 형성될 수 있다.
이어서, 지지망(420)이 상승한 후 회전 부재(422)가 회전하면, 도 10에 도시된 바와 같이 알긴산 하이드로겔이 코팅된 대상물이 제 1 영역에 대응하는 영역으로 이동할 수 있다.
계속하여, 도 11에 도시된 바와 같이 지지망(420)이 하강하면, 알긴산 하이드로겔로 코팅된 대상물 위에 키토산 하이드로겔이 코팅될 수 있다. 결과적으로, 제 1 막(102) 위에 키토산 하이드로겔로 이루어진 제 2 막(104)이 형성될 수 있다.
이어서, 도 12에 도시된 바와 같이 지지망(420)이 상승한 후 대상물을 배출하면, 알긴산 하이드로겔로 이루어진 제 1 막(102)과 키토산 하이드로겔로 이루어진 제 2 막(104)이 순차적으로 형성된 대상물을 획득할 수 있다. 즉, 상기 대상물이 제 1 막(102) 및 제 2 막(104)으로 이중 코팅될 수 있다.
한편, 영역 구분 부재들(430)에 의해 구분되어진 영역들이 물질들이 채워지고 제 1 모터가 회전 부재(422)를 회전시킬 수 있고 제 2 모터가 지지망(420)을 승하강시킬 수 있는 한, 식품 포장 장치의 다른 구성요소들은 다양하게 변형될 수 있다.
위에서는, 코팅을 통한 식품 포장 방법을 언급하였으나, 예를 들어 알긴산 하이드로겔로 이루어진 제 1 막과 키토산 하이드로겔로 이루어진 제 2 막을 포함하는 포장재가 별도로 제작되고, 상기 포장재가 식품을 포장할 수도 있다.
한편, 전술된 실시예의 구성 요소는 프로세스적인 관점에서 용이하게 파악될 수 있다. 즉, 각각의 구성 요소는 각각의 프로세스로 파악될 수 있다. 또한 전술된 실시예의 프로세스는 장치의 구성 요소 관점에서 용이하게 파악될 수 있다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
102 : 제 1 막 104 : 제 2 막
400 : 자동 식품 포장 장치 410 : 하우징
412 : 제어부 420 : 지지망
422 : 회전 부재 424 : 지지망 고정부
426 : 회전 부재 고정부 428 : 제 1 모터
430 : 영역 구분 부재

Claims (10)

  1. 식품 상에 제 1 막을 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 제 1 막 위에 제 2 막을 코팅하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 막은 상기 식품의 부패 진행 속도를 늦추는 물질로 형성되며, 상기 제 2 막은 수분 증발을 억제하는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 식품 포장 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식품은 과일이되,
    상기 제 1 막은 알긴산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되고, 상기 제 2 막은 키토산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되며,
    상기 제 1 막과 상기 제 2 막은 서로 다른 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 식품 포장 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제 1 막은 알긴산 나트륨과 젖산 칼슘을 혼합함에 의해 형성되는 알긴산 하이드로겔로 형성되고, 상기 제 2 막은 상기 키토산 하이드로겔로 형성되되,
    상기 알긴산 나트륨, 상기 젖산 칼슘 및 상기 키토산 하이드로겔은 2 : 1: 2의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 식품 포장 방법.
  4. 하우징;
    상기 하우징 내에 배열되는 지지망;
    상기 지지망의 상단에 위치하는 회전 부재;
    상기 지지망의 하단에 위치하며 복수의 영역들로 구분시키는 영역 구분 부재;
    상기 회전 부재를 회전시키는 제 1 모터; 및
    상기 지지망을 승하강시키는 제 2 모터를 포함하되,
    식품이 상기 지지망 위에 놓여지고, 상기 영역들에는 다른 물질이 채워져 있으며,
    상기 지지망이 하강함에 따라 상기 식품 위에 해당 영역의 물질이 코팅되는 것을 특징으로 하는 자동 식품 포장 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 식품은 과일이되,
    상기 영역들 중 제 1 영역에 대응하는 위치에서 상기 지지망 위에 상기 과일이 놓여진 상태에서 상기 지지망이 하강함에 따라 상기 제 1 영역에 채워진 물질이 상기 과일 상에 코팅되어 제 1 막이 형성되고, 상기 제 1 막이 형성된 후 상기 지지망이 상승하며,
    상기 회전 부재에 의해 상기 지지망 위의 과일이 제 2 영역에 대응하는 위치로 이동하고, 상기 지지망이 하강함에 따라 상기 제 2 영역에 채워진 물질이 상기 제 1 막 위에 코팅되어 제 2 막이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 식품 포장 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제 1 막은 알긴산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되고, 상기 제 2 막은 키토산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동 식품 포장 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 식품은 과일이되,
    상기 영역들 중 제 1 영역에 대응하는 위치에서 상기 지지망 위에 상기 과일이 놓여진 상태에서 상기 지지망이 하강함에 따라 상기 제 1 영역에 채워진 알긴산 나트륨이 상기 과일 상에 코팅되고, 상기 제 1 막이 형성된 후 상기 지지망이 상승하며,
    상기 회전 부재에 의해 상기 지지망 위의 과일이 제 2 영역에 대응하는 위치로 이동하고, 상기 지지망이 하강함에 따라 상기 제 2 영역에 채워진 젖산 칼슘이이 상기 알긴산 나트륨과 혼합되어 알긴산 하이드로겔을 형성하며, 상기 알긴산 하이드로겔이 형성된 과일을 놓여진 지지망이 상승하며,
    상기 회전 부재에 의해 상기 지지망 위의 과일이 제 3 영역에 대응하는 위치로 이동하고, 상기 지지망이 하강함에 따라 상기 제 3 영역에 채워진 키토산 하이드로겔이 상기 알긴한 하이드로겔 위에 코팅되는 것을 특징으로 하는 자동 식품 포장 장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 지지망 상에는 폭 방향으로 삽입홀들이 형성되며, 상기 삽입홀들은 상기 영역 구분 부재들에 대응하는 위치에 형성되되,
    상기 지지망 하강시 상기 영역 구분 부재들이 상기 삽입홀들로 삽입되는 것을 특징으로 하는 자동 식품 포장 장치.
  9. 제 1 막; 및
    상기 제 1 막 위에 형성되는 제 2 막을 포함하되,
    상기 제 1 막은 알긴산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되며, 상기 제 2 막은 키토산 하이드로겔, 젤라틴 또는 한천으로 형성되는 것을 특징으로 하는 식품 포장재.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제 1 막은 알긴산 나트륨과 젖산 칼슘을 혼합함에 의해 형성되는 알긴산 하이드로겔로 형성되고, 상기 제 2 막은 상기 키토산 하이드로겔로 형성되되,
    상기 알긴산 나트륨, 상기 젖산 칼슘 및 상기 키토산 하이드로겔은 2 : 1: 2의 비율을 가지는 것을 특징으로 하는 식품 포장재.


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