TWI510194B - 食品連續凍結裝置以及食品連續凍結方法 - Google Patents

食品連續凍結裝置以及食品連續凍結方法 Download PDF

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Description

食品連續凍結裝置以及食品連續凍結方法
本發明係有關於一種對作為被凍結物的食品進行液體凍結(鹽水(brine)凍結)的技術,尤其是有關於一種能夠高品質地進行食品的凍結的裝置以及方法。
近年來,作為食品的凍結手法,使用有對凍結媒體使用液體(鹽水)的液體凍結,根據該液體凍結,藉由使食品浸漬於例如-20℃~-35℃的液體(乙醇(ethanol)溶液等)中而凍結,能夠儘可能快地通過製作冰結晶的最大冰結晶生成溫度帶(約0℃~-5℃),從而於凍結時能夠幾乎不產生因冰結晶造成的細胞破壞而使食品凍結。
作為採用了此種液體凍結的凍結裝置,例如於下述專利文獻1中揭示有一種輸送機(conveyor)式凍結裝置,其具備:凍結槽,貯存有0℃以下的液狀乙醇(alcohol);輸送機,使食品浸漬於該凍結槽中而凍結之後取出至大氣中;以及吹風機(blower),配置於輸送機的下游側,於大氣中去除在凍結槽中浸於乙醇之食品上殘留的乙醇。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特願2007-267688號公報
然而,上述先前的輸送機式凍結裝置中,在藉由輸送機的搬送中,尤其在將食品投入凍結槽內時,食品會彼此重疊而互相接觸,從而存在會發生黏結凍結或變形、凍結不均、凍結時間的增大等的問題。鑒於此,亦可擴大輸送機上的食品與食品的間隔,以使得在搬送中食品不會彼此接觸,但如此操作時,單位時間的食品凍結處理量會減少,結果會導致凍結處理效率的大幅度的下降。
因此,本發明的目的在於提供一種不會使凍結處理效率下降而能夠高品質地進行食品凍結的裝置以及方法。
本發明是為了解決上述問題而完成者,本發明的食品連續凍結裝置一邊朝向排出部來搬送自投入部連續投入的作為被凍結物的食品且一邊使其凍結,此食品連續凍結裝置的特徵在於包括:篩網(mesh)狀的第一輸送機,一端位於上述投入部,沿自該一端朝向另一端的第一方向來搬送食品;第二輸送機,在上述第一輸送機的正下方沿著該第一輸送機而延伸,將自上述第一輸送機的另一端落下的食品朝向與上述第一方向為相反方向的第二方向予以搬送;冷卻液槽,配置於上述第二輸送機的正下方,貯存有使自該第二輸送機落下的食品凍結的冷卻液;第三輸送機,至少一部分淹沒於上述冷卻液槽內的冷卻液中,將自上述第二輸送機落下的食品一邊浸漬於上述冷卻液槽內的冷卻液中且一邊予以搬送;以及冷卻液噴灑機構,配置於上述第一輸送機的正上方,朝向該第一輸送機來噴灑冷卻液。再者,此處所述的「篩網狀」,是指具有使自冷卻液噴灑機構噴灑的冷卻液通過至下方的孔的形狀,並非限定於「網」本身。而且,「落下」是指重力落下。
該食品連續凍結裝置中,自投入口連續投入的食品由第一輸送機以及第二輸送機搬送至冷卻液槽為止,此時,自第一輸送機的正上方配置的冷卻液噴灑機構噴出的冷卻液不僅噴灑至第一輸送機上的食品,亦噴灑至第二輸送機上的食品,該食品的表面先行凍結。隨後,食品自第二輸送機落至冷卻液槽內,被直接浸漬於冷卻液槽內的乙醇溶液中。食品在由第三輸送機予以搬送的期間,藉由乙醇溶液而急速冷卻,從而凍結至內部為止。
因此,根據本發明的食品連續凍結裝置,在將食品投入冷卻液槽內的冷卻液中之前,可先使食品的表面凍結,因此在搬送途中,特別是在投入冷卻液槽時,即使食品彼此重疊,食品亦不會彼此黏結凍結,從而不會產生因重疊造成的形狀變化或凍結不均。而且,由於可在冷卻液槽內的凍結之前先使食品的一部分凍結,因此可使冷卻液槽小型化,並且可削減所使用的乙醇溶液量。而且,由於第一輸送機與第二輸送機是向反方向運轉,因此可減少裝置的全長。進而,並無先前的鼓風(air blast)式凍結裝置中因除霜導致的休止時間,而且,與鼓風式凍結裝置相比,可將凍結機(freezer)的長度縮短至約1/2。
再者,本發明的食品連續凍結裝置中,較佳為包括反轉機構,配置於上述第一輸送機的另一端與上述第二輸送機之間,使自該第一輸送機落下的食品反轉並導引至上述第二輸送機。
而且,本發明的食品連續凍結裝置中,較佳為第二輸送機的折返部分位於上述冷卻液槽內的冷卻液的液面或其更下方。
進而,本發明的食品連續凍結裝置中,較佳為包括冷氣噴附機構,配置於上述冷卻液槽與上述排出部之間,對自冷卻液槽內的冷卻液中取出的食品噴附冷氣。
進而,本發明的食品連續凍結裝置中,較佳為上述冷氣噴附機構構成為可噴附-35℃~-45℃的冷氣。
進而,本發明的食品連續凍結裝置中,較佳為上述冷卻液噴灑機構將上述冷卻液槽內的冷卻液作為供給源。
進而,本發明的食品連續凍結裝置中,較佳為上述第三輸送機的至少一部分位於第二輸送機的正下方。
為了解決上述問題,本發明的食品連續凍結方法一邊朝向排出部來搬送自投入部連續投入的食品且一邊使其凍結,此食品連續凍結方法的特徵在於包括下述步驟:藉由篩網狀的第一輸送機,沿第一方向來搬送自上述投入部所投入的食品;藉由在上述第一輸送機的正下方沿著該第一輸送機而延伸的第二輸送機,將自上述第一輸送機落下的食品朝向與上述第一方向為相反方向的第二方向予以搬送;以及藉由第三輸送機,將自上述第二輸送機落下的食品一邊浸漬於在第二輸送機的正下方延伸的冷卻液槽內的冷卻液中且一邊予以搬送,且,在藉由上述第一輸送機以及上述第二輸送機所進行的食品的搬送中,藉由配置於第一輸送機的正上方的冷卻液噴灑機構,對該些第一輸送機以及第二輸送機上的食品噴灑冷卻液。
再者,本發明的食品連續凍結方法中,較佳為在將自上述第一輸送機落下的食品藉由上述第二輸送機而朝向第二方向搬送之前,使自該第一輸送機落下的食品反轉。
本發明的食品連續凍結方法中,較佳為在上述冷卻液槽與上述排出部之間,對自冷卻液槽內的冷卻液中取出的食品噴附冷氣。
本發明的食品連續凍結方法中,較佳為在上述冷卻液槽與上述排出部之間,對自冷卻液槽內的冷卻液中取出的食品噴附-35℃~-45℃的冷氣。
【發明的效果】
根據本發明,不會使凍結處理效率下降而能夠高品質地進行食品的凍結。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
以下,參照圖式所示的實施形態,詳細說明本發明。再者,圖中,符號1是依據本發明的實施形態的食品連續凍結裝置(以下,簡稱作「凍結裝置」)。
如圖1所示,凍結裝置1在一端開設有投入作為被凍結物的肉食或魚肉等的食品F的投入口2a,並且在另一端開設有排出食品F的排出口2b,在內部具備用來劃分而形成凍結室2c的壁部2,凍結室2c內藉由公知的溫度調節劑(省略圖示)而保持為0℃以下,此處保持為-40℃。進而,於壁部2上,設有分別用來開閉投入口2a及排出口2b的蓋體3a、3b,當不使用裝置1時,關閉該些蓋體3a、3b而使凍結室2c內密封。
而且,凍結裝置1具備:第一輸送機4至第四輸送機7,將自投入部2a連續投入的食品F朝向排出部2b予以搬送;以及冷卻液槽8,貯存有浸漬食品F的作為冷卻液的例如乙醇(alcohol)溶液S(此處約-30℃)。
更具體而言,第一輸送機4的一端(上流側的端部)位於可自投入部2a進行存取(access)之處,沿自該一端朝向另一端(下游側的端部)的第一方向(圖1中,自右側朝向左側)搬送食品F。第二輸送機5位於第一輸送機4的正下方,並且沿著第一輸送機4而延伸,將自第一輸送機4的另一端落下的食品F朝向與上述第一方向為相反方向的第二方向(圖1中,自左側朝向右側)予以搬送。該些第一輸送機4以及第二輸送機5如圖2所示,為具有製作成篩網狀的金屬或樹脂製的帶(belt)的帶式輸送機。此處,第二輸送機5的折返部分5a位於冷卻液槽8內的乙醇溶液S的液面S1或其更下方(液中)(參照圖1)。
第三輸送機6的一部分位於第二輸送機5的正下方,並且淹沒於冷卻液槽8內的乙醇溶液S中,除此以外的部分(下游側的端部)以自冷卻液槽8的乙醇溶液S露出的方式而自行進方向的中途朝上彎曲。第三輸送機6的搬送方向與第一輸送機4的搬送方向(第一方向)相同。該第三輸送機的搬送速度以及搬送距離既可調整成利用冷卻液槽8來使食品F完全凍結,亦可調整成僅使各食品F的表層部凍結。
第四輸送機7的一端(上流側的端部)位於食品F自第三輸送機6的落下地點,並且另一端(下游側的端部)位於上述排出口2b,自該落下地點朝向排出口2b來搬送食品。再者,第三輸送機6以及第四輸送機7為帶式輸送機,但亦可為與第一輸送機4以及第二輸送機5同樣地,具有製作成篩網狀的金屬或樹脂製的帶的帶式輸送機,這樣,將食品F自冷卻液槽8取出後的、乙醇溶液S自食品的去除、回收變得容易。
凍結裝置1進而具備作為冷卻液噴灑機構的多個噴淋器(shower)9,該多個噴淋器9配置於第一輸送機4的正上方,朝向該第一輸送機4來噴灑乙醇溶液S。此處,噴淋器9構成為,將冷卻液槽8內的乙醇溶液S(約-30℃)作為供給源,將該乙醇溶液S上吸並朝向第一輸送機4噴灑,但亦可使自噴淋器9噴灑的乙醇溶液的供給源為冷卻液槽8以外的供給源。
凍結裝置1進而具備作為反轉機構的圓弧狀的反轉板10,該反轉板10在第一輸送機4的另一端與第二輸送機5之間,使自該第一輸送機4落下的食品F的表背反轉,亦即翻過來,並導引至第二輸送機5。
凍結裝置1進而具備作為冷氣噴附機構的2台冷卻器單元(cooler unit)11,各冷卻器單元11在冷卻液槽8與排出部2b之間,對自冷卻液槽8內的乙醇溶液S中取出的食品F噴附0℃以下的冷氣,較佳為噴附-35℃~-45℃的冷氣,此處為-45℃的冷氣(乾燥空氣)。
再者,圖2中,符號13表示冷卻液攪拌用的攪拌器(agitator),符號14表示冷卻液的冷卻用線圈(coil),均為公知者,因而不作詳細說明。
繼而,對使該凍結裝置1作動而使食品F凍結的流程進行說明。
首先,自投入口2a連續投入作為被凍結物的食品F,並載置於篩網狀的第一輸送機4上。藉此,食品F由第一輸送機4而沿上述第一方向予以搬送,此時,自配置於第一輸送機4正上方的多個噴淋器9噴灑約-30℃的乙醇溶液S,因此第一輸送機4上的食品F的表側的面(朝上的面)得到冷卻而凍結。繼而,食品F自第一輸送機4的下游側的端部落下,並由反轉板10翻過來之後,被導引至第二輸送機5。第二輸送機5上的食品F藉由通過篩網狀的第一輸送機4而落下的乙醇溶液S而使背側的面(朝上的面)得到冷卻而凍結。隨後,食品F自第二輸送機5落下至冷卻液槽8內,並直接浸漬於冷卻液槽8內的乙醇溶液S中。食品F在由第三輸送機6進行搬送的期間,藉由乙醇溶液S而急速冷卻,從而凍結至內部為止。
繼而,藉由第三輸送機6而自乙醇溶液S中取出食品F。自第三輸送機6的下游側的端部落下的食品F被搬送至排出口2b為止,此時,藉由冷卻器單元11來噴附例如-45℃的乾燥空氣,以去除食品F上殘留的乙醇溶液S,並且藉由殘留液成分的氣化,帶來更進一步的冷卻效果。
根據具備以上構成的凍結裝置1,在將食品F投入冷卻液槽8內的乙醇溶液S中之前,可使食品F的表面先行凍結,因此在搬送途中,尤其在投入冷卻液槽8時,即使食品F彼此重疊,食品F亦不會彼此黏結凍結或產生凍結不均。而且,由於在冷卻液槽8內的凍結之前,可先使各食品F的表層部凍結,因此可減輕冷卻液槽8內的冷卻負荷而使冷卻液槽8小型化,並且可削減所使用的乙醇溶液量。而且,由於第一輸送機4與第二輸送機5是反方向運轉,因此可減少裝置1的全長,並且可利用第一輸送機5的正上方配設的噴淋器9,亦對第二輸送機5上的食品F噴灑乙醇溶液S。進而,並無先前的鼓風式凍結裝置般的因除霜導致的休止時間,而且,與鼓風式凍結裝置相比,可將凍結機的長度縮短至約1/2。
而且,根據該凍結裝置1,在第一輸送機4的另一端與上述第二輸送機5之間,設有反轉板10,使自第一輸送機4落下的食品F反轉並導引至第二輸送機5,因此可利用簡單的構造,來確實地使食品F的表側的面以及背側的面這兩面先行凍結。
而且,根據該凍結裝置1,使第二輸送機5的折返部分5a位於冷卻液槽8內的乙醇溶液S的液面S1或其更下方,因此可利用該折返部分5a來按壓該冷卻液槽8內浮起的食品F,從而可實現食品F的均勻凍結。
進而,根據該凍結裝置1,在冷卻液槽8與排出部2b之間,設有對自冷卻液槽8內取出的食品F噴附冷氣的冷卻器單元11,因此可去除食品F上殘留的乙醇溶液S,並且可使食品F追加地凍結,從而可減輕冷卻液槽8內的冷卻負荷而使冷卻液槽8小型化,並且可削減乙醇溶液S的使用量。
進而,根據該凍結裝置1,在噴淋器9中,構成為將冷卻液槽8內的乙醇溶液S上吸並朝向第一輸送機4噴灑,因此可共用乙醇溶液S,從而可實現裝置整體的小型化、節能化。
並且,根據該凍結裝置1,將上述第三輸送機6配置於第一輸送機4以及第二輸送機5的下方,因此可進一步減小裝置1的全長,並且可使自噴淋器9噴灑的乙醇溶液S確實地返回冷卻液槽8。
再者,當使用該凍結裝置1來使食品凍結時,亦可將第一輸送機4以及第二輸送機5的搬送速度及搬送距離、乙醇溶液S的噴灑量調整成,藉由噴淋器9使食品F自其表面凍結至約30%的部分為止,並且在冷卻液槽8內使食品F的中心附近的非凍結部分得到凍結。據此,可縮短食品F的凍結所需的時間,並且可實現冷卻液槽8的小型化。具體而言,可將冷卻液槽8內的冷卻時間縮短至約50%,並且可將冷卻液槽8小型化至約30%。
而且,亦可利用噴淋器9以及在冷卻液槽8內而使食品F自其表面朝向內部凍結至約80%的部分為止,並且藉由冷卻器單元11來對自冷卻液槽8取出的食品F噴附例如-45℃的冷氣(乾燥空氣),藉此,利用冷卻液槽8來使食品F的中心附近的非凍結部分得到凍結。據此,藉由噴附冷氣,可同時進行食品F的凍結及食品F上殘留的乙醇溶液S的去除,因此可縮短食品F的凍結所需的時間,並且可實現冷卻液槽8的小型化。具體而言,可將冷卻液槽8內的冷卻時間縮短至約75%,並且可將冷卻液槽8小型化至約50%。
以上,根據圖示例進行了說明,但本發明並不限定於上述例,可在申請專利範圍的揭示範圍內進行適當變更,例如,亦可省略第四輸送機以及冷卻器單元,使第三輸送機的下游側的端部位於排出口。而且,對作為被凍結物的食品直接接觸冷卻液進行了說明,但亦可實施包裹(lap)或包裝(pack)等之後再浸漬於冷卻液中。
實例
繼而,以下說明為了確認本發明的效果,使用各種凍結裝置來使食品凍結並進行各種評價。實例1的凍結裝置以及比較例1~3的凍結裝置均為使用-30℃的乙醇溶液的液體凍結方式,與此相對,先前例1的凍結裝置為鼓風凍結方式(隧道式凍結機(tunnel freezer))。再者,本測試中,將由各凍結裝置所凍結的食品的量設為同等(約60kg)來進行凍結測試。
此處,實例1的凍結裝置具有圖1、2所示的構成,第一輸送機的寬度W1=1200 mm,長度L1=6000 mm,第二輸送機的寬度W2=1200 mm,長度L2=6000 mm,第三輸送機的寬度W3=1500 mm,長度L3=10000 mm。
比較例1的凍結裝置具備貯存有乙醇溶液的凍結槽、使食品浸漬於該凍結槽而凍結之後取出至大氣中的輸送機、及配置於輸送機的下游側的2台冷卻器單元,與實例1的凍結裝置的不同之處在於不具備第一輸送機、第二輸送機、反轉板以及噴淋器。
比較例2的凍結裝置與比較例1的凍結裝置的不同之處在於,取代輸送機而使用吊籃(gondola)來進行食品的搬送。比較例3的凍結裝置為批量(batch)式。
再者,評價是以優、良、不良這三階段來進行,表1中,用符號「◎」表示優,符號「○」表示良,符號「×」表示不良。而且,對於凍結後的食品形狀的評價,將破損、變形(包含黏結凍結)的食品相對於凍結後的食品整體的比例小於1%視為優,1%~10%視為良,超過10%視為不良。對於凍結不均,將凍結不均相對於凍結後的食品整體的比例小於1%視為優,1~5%視為良,超過5%視為不良。對於乙醇溶液的取出、濃度變化,將裝置使用前後的量、濃度的變化率小於1%視為優,1~5%視為良,超過5%視為不良。而且,表1中,所謂設置空間(space),是指裝置整體的設置空間,該設置空間越小,則表示使相同量的被凍結物凍結所需的裝置的大小越小。
由表1的結果可明確得知的是,藉由本發明的適用,不會產生黏結凍結(食品的形狀變化)或凍結不均,而可高品質地使食品得到凍結。而且,關於連續運轉性,先前的裝置一天僅能運轉8小時左右,與此相對,本發明的裝置能夠24小時使用。而且,就凍結時間而言,根據本發明,能以先前的20倍的速度來進行凍結。
產業上的可利用性
如此,藉由本發明,能夠提供一種不會使凍結處理效率下降而可高品質地進行食品的凍結的裝置以及方法。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1‧‧‧食品連續凍結裝置
2‧‧‧壁部
2a‧‧‧投入口
2b‧‧‧排出口
2c‧‧‧凍結室
3a、3b‧‧‧蓋體
4‧‧‧第一輸送機
5‧‧‧第二輸送機
5a‧‧‧折返部分
6‧‧‧第三輸送機
7‧‧‧第四輸送機
8‧‧‧冷卻液槽
9‧‧‧噴淋器
10‧‧‧反轉板
11‧‧‧冷卻器單元
13‧‧‧攪拌器
14‧‧‧冷卻用線圈
F‧‧‧食品
L1、L2、L3‧‧‧長度
S‧‧‧乙醇溶液
S1‧‧‧液面
W1、W2、W3‧‧‧寬度
圖1是依據本發明的實施形態的食品連續凍結裝置的圖2中的B-B剖面圖。
圖2是圖1中的A-A剖面圖。
1...食品連續凍結裝置
2...壁部
2a...投入口
2b...排出口
2c...凍結室
3a、3b...蓋體
4...第一輸送機
5...第二輸送機
5a...折返部分
6...第三輸送機
7...第四輸送機
8...冷卻液槽
9...噴淋器
10...反轉板
11...冷卻器單元
F...食品
L2、L3...長度
S...乙醇溶液
S1...液面

Claims (11)

  1. 一種食品連續凍結裝置,其一邊朝向排出部來搬送自投入部連續投入的作為被凍結物的食品且一邊使其凍結,此食品連續凍結裝置的特徵在於包括:篩網狀的第一輸送機,一端位於上述投入部,沿自該一端朝向另一端的第一方向來搬送食品;第二輸送機,在上述第一輸送機的正下方且沿著該第一輸送機而延伸,將自上述第一輸送機的另一端落下的食品朝向與上述第一方向為相反方向的第二方向予以搬送;冷卻液槽,配置於上述第二輸送機的正下方,貯存有使自該第二輸送機落下的食品凍結的冷卻液;第三輸送機,至少一部分淹沒於上述冷卻液槽內的冷卻液中,將自上述第二輸送機落下的食品一邊浸漬於上述冷卻液槽內的冷卻液中且一邊予以搬送;以及冷卻液噴灑機構,配置於上述第一輸送機的正上方,朝向該第一輸送機來噴灑冷卻液,其中,由上述冷卻液噴灑機構噴灑的上述冷卻液穿過上述篩網狀的第一輸送機並落下,而亦對上述第二輸送機上的食品噴灑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的食品連續凍結裝置,其中包括反轉機構,配置於上述第一輸送機的另一端與上述第二輸送機之間,使自該第一輸送機落下的食品反轉並導引至上述第二輸送機。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的食品連續凍 結裝置,其中上述第二輸送機的折返部分位於上述冷卻液槽內的冷卻液的液面或其更下方。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的食品連續凍結裝置,其中包括冷氣噴附機構,配置於上述冷卻液槽與上述排出部之間,對自冷卻液槽內的冷卻液中取出的食品噴附冷氣。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的食品連續凍結裝置,其中上述冷氣噴附機構構成為可噴附-35℃~-45℃的冷氣。
  6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的食品連續凍結裝置,其中上述冷卻液噴灑機構將上述冷卻液槽內的冷卻液作為供給源。
  7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的食品連續凍結裝置,其中上述第三輸送機的至少一部分位於上述第二輸送機的正下方。
  8. 一種食品連續凍結方法,其一邊朝向排出部來搬送自投入部連續投入的食品且一邊使其凍結,此食品連續凍結方法的特徵在於包括下述步驟:藉由篩網狀的第一輸送機,沿第一方向來搬送自上述投入部所投入的食品;藉由在上述第一輸送機的正下方沿著該第一輸送機而延伸的第二輸送機,將自上述第一輸送機落下的食品朝向與上述第一方向為相反方向的第二方向予以搬送;以及藉由第三輸送機,將自上述第二輸送機落下的食品一 邊浸漬於在第二輸送機的正下方延伸的冷卻液槽內的冷卻液中且一邊予以搬送,且在藉由上述第一輸送機以及上述第二輸送機所進行的食品的搬送中,藉由配置於第一輸送機的正上方的冷卻液噴灑機構,對該些第一輸送機以及第二輸送機上的食品噴灑冷卻液,其中,由上述冷卻液噴灑機構噴灑的上述冷卻液穿過上述篩網狀的第一輸送機並落下,而亦對上述第二輸送機上的食品噴灑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的食品連續凍結方法,其中在將自上述第一輸送機落下的食品藉由上述第二輸送機而朝向第二方向搬送之前,使自該第一輸送機落下的食品反轉。
  10. 如申請專利範圍第8項或第9項所述的食品連續凍結方法,其中在上述冷卻液槽與上述排出部之間,對自冷卻液槽內的冷卻液中取出的食品噴附冷氣。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的食品連續凍結方法,其中在上述冷卻液槽與上述排出部之間,對自冷卻液槽內的冷卻液中取出的食品噴附-35℃~-45℃的冷氣。
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