JP2003528380A - 連続的な液体の流出入システム - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
測定した流量の液体を処理装置に連続的に送り出すシステムであって、液体の大量供給を持続するための貯槽１０および中間容器１２を備えるシステムに関する。第１のポンプは、液体を中間容器から処理装置に一定の速度で送り出す。第２のポンプ１３は、液体を貯槽から中間容器にはるかに速い第２の速度で送り出す。モニタ装置１４は、連続的に容器の重量をモニタするとともに、それに応じて第１のポンプを制御することにより、必要な重量の液体を必要な速度で処理装置に送り出すようにする。モニタ装置は、中間容器内の液体の重量が最低位置に達する時を割り出して第２のポンプ１３の動作を開始させることにより容器を再充填する。また、更なる装置が、容器内の液体の水位が最高位置に達すると第２の手段の動作を終了させる。
Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、液体の流量を連続的に測定する方法に関する。液体をポンプで汲み
出すことにより泡が発生する原因となることがよくあるが、これにより、従来の
流量測定装置を用いて測定および制御することが困難となる。
出すことにより泡が発生する原因となることがよくあるが、これにより、従来の
流量測定装置を用いて測定および制御することが困難となる。
【０００２】
（背景技術）
気相殺菌の分野において、蒸気を発生させる最も一般的な方法は、高温の表面
上で殺菌剤の水溶液を蒸発させることによるものである。一般に、その溶液は、
過酸化水素を３５％（ｗ／ｗ）含むものである。このような溶液は、不安定であ
り気泡を放出する傾向があるが、これにより、従来の流量測定システムに支障を
来す。
上で殺菌剤の水溶液を蒸発させることによるものである。一般に、その溶液は、
過酸化水素を３５％（ｗ／ｗ）含むものである。このような溶液は、不安定であ
り気泡を放出する傾向があるが、これにより、従来の流量測定システムに支障を
来す。
【０００３】
この問題は、欧州特許第６６２８４４号（EPO662844B1）において認識されて
おり、殺菌溶液をコンテナからアキュムレータに引き込んだ上でコンテナ内の重
量の低下を測定することにより対処されていた。この手法は、既知の重量の液体
を蒸発器に送り出して蒸発させることができるが、２つの欠点を有する。第１に
、そのプロセスを開始する時点で液体の必要量を決定することが必要である。第
２に、計量供給できる液体の量が限られている。欧州特許第６６２８４４号に記
載の装置においては、蒸発器への液体の流量がアキュムレータを充填するための
流量を上まわることを必要とする。この流量における違いは、アキュムレータか
らの流出量が常にアキュムレータの流入量を上まわるので、アキュムレータがコ
ンテナから再充填できないことを意味する。
おり、殺菌溶液をコンテナからアキュムレータに引き込んだ上でコンテナ内の重
量の低下を測定することにより対処されていた。この手法は、既知の重量の液体
を蒸発器に送り出して蒸発させることができるが、２つの欠点を有する。第１に
、そのプロセスを開始する時点で液体の必要量を決定することが必要である。第
２に、計量供給できる液体の量が限られている。欧州特許第６６２８４４号に記
載の装置においては、蒸発器への液体の流量がアキュムレータを充填するための
流量を上まわることを必要とする。この流量における違いは、アキュムレータか
らの流出量が常にアキュムレータの流入量を上まわるので、アキュムレータがコ
ンテナから再充填できないことを意味する。
【０００４】
また、殺菌されることになっているチャンバに送り出されているガスの濃度を
制御できるということが、ガス殺菌プロセスにおいて重要である。その濃度は、
通常は空気であるキャリアガスの質量流量および液体が蒸発して気流に変わる速
度に左右される。本発明は、欧州特許第６６２８４４号に示された初めの２つの
難題に対処するだけでなく、蒸発器への液体の流量を測定するとともに制御する
方法も提供する。
制御できるということが、ガス殺菌プロセスにおいて重要である。その濃度は、
通常は空気であるキャリアガスの質量流量および液体が蒸発して気流に変わる速
度に左右される。本発明は、欧州特許第６６２８４４号に示された初めの２つの
難題に対処するだけでなく、蒸発器への液体の流量を測定するとともに制御する
方法も提供する。
【０００５】
（発明の開示）
本発明の目的の一つは、液体が不安定であり泡がその液体の流路内で自然発生
的に生じるおそれがある場合でも、測定した流量の液体を蒸発器のような処理装
置に連続的に送り出す方法を提供することにある。
的に生じるおそれがある場合でも、測定した流量の液体を蒸発器のような処理装
置に連続的に送り出す方法を提供することにある。
【０００６】
本発明は、測定した流量の液体を処理装置に連続的に送り出すためのシステム
を提供する。このシステムは、液体の大量供給を持続するための貯槽と、中間容
器と、液体を前記中間容器から処理装置に一定の速度で汲み出す第１の手段と、
液体を前記貯槽から前記中間容器に対し、はるかに速い第２の速度で汲み出す第
２の手段と、前記容器の重量を連続的にモニタして、前記中間容器からの液体の
質量流量を割り出して、それに応じて前記第１のポンプ手段を制御することによ
り、必要な重量の液体を必要な速度で前記処理装置に送り出すようにする手段と
、前記中間容器内の液体の重量が最低位置に達する時を割り出して、前記第２の
ポンプ手段の動作を開始させることにより、前記容器を再充填するようにする手
段と、前記容器内の液体の水位が最高位置に達すると前記第２のポンプ手段の動
作を終了させる手段を備える。
を提供する。このシステムは、液体の大量供給を持続するための貯槽と、中間容
器と、液体を前記中間容器から処理装置に一定の速度で汲み出す第１の手段と、
液体を前記貯槽から前記中間容器に対し、はるかに速い第２の速度で汲み出す第
２の手段と、前記容器の重量を連続的にモニタして、前記中間容器からの液体の
質量流量を割り出して、それに応じて前記第１のポンプ手段を制御することによ
り、必要な重量の液体を必要な速度で前記処理装置に送り出すようにする手段と
、前記中間容器内の液体の重量が最低位置に達する時を割り出して、前記第２の
ポンプ手段の動作を開始させることにより、前記容器を再充填するようにする手
段と、前記容器内の液体の水位が最高位置に達すると前記第２のポンプ手段の動
作を終了させる手段を備える。
【０００７】
本発明による１つの具体的な実施の形態において、そのシステムは、第１の液
体貯槽、測定チューブ、液体を貯槽から測定チューブに移すポンプ、および液体
を測定チューブから液体蒸発器に移すポンプからなる。更なるポンプを設けて、
殺菌サイクルの終了時に残留液があればそれを測定チューブから貯槽に取り除く
ようにしてもよい。液体を貯槽から測定チューブに供給するポンプの送り出し速
度が、液体を測定チューブから蒸発器に送り出すポンプの最高速度の約２０倍で
あるということが不可欠である。測定チューブから蒸発器に送り出されるときに
必要とされる液体の流量は、キャリアガスの質量流量および殺菌ガスの必要とさ
れる濃度に左右されるものである。
体貯槽、測定チューブ、液体を貯槽から測定チューブに移すポンプ、および液体
を測定チューブから液体蒸発器に移すポンプからなる。更なるポンプを設けて、
殺菌サイクルの終了時に残留液があればそれを測定チューブから貯槽に取り除く
ようにしてもよい。液体を貯槽から測定チューブに供給するポンプの送り出し速
度が、液体を測定チューブから蒸発器に送り出すポンプの最高速度の約２０倍で
あるということが不可欠である。測定チューブから蒸発器に送り出されるときに
必要とされる液体の流量は、キャリアガスの質量流量および殺菌ガスの必要とさ
れる濃度に左右されるものである。
【０００８】
まず第１に、液体は、貯槽から測定チューブにポンプで汲み出される。測定チ
ューブの下部における圧力は、液柱の高さに伴って増加するものであり、圧力変
換器を用いて測定される。
ューブの下部における圧力は、液柱の高さに伴って増加するものであり、圧力変
換器を用いて測定される。
【０００９】
十分な液体が測定チューブに送り出されると、液体を送り出すポンプは止めら
れて、そのシステムは、液体を蒸発器に送り出すことを開始する準備が整う。
れて、そのシステムは、液体を蒸発器に送り出すことを開始する準備が整う。
【００１０】
殺菌プロセスを開始することが求められるとすぐに、液体が測定チューブから
蒸発器にポンプで汲み出され、液柱の高さの変化の速度が圧力変換器を用いて測
定される。圧力の変化は、予め定められた測定チューブの直径に基づいて質量流
量に変換することが可能である。一旦、この流量が分かると、それを用いてポン
プの速度を調整することにより、設定された質量流量からのずれがあればそのず
れを補正することが可能である。これは純粋な質量流量に関する技術であるので
、泡の形成による影響は無視されている。
蒸発器にポンプで汲み出され、液柱の高さの変化の速度が圧力変換器を用いて測
定される。圧力の変化は、予め定められた測定チューブの直径に基づいて質量流
量に変換することが可能である。一旦、この流量が分かると、それを用いてポン
プの速度を調整することにより、設定された質量流量からのずれがあればそのず
れを補正することが可能である。これは純粋な質量流量に関する技術であるので
、泡の形成による影響は無視されている。
【００１１】
測定チューブ内の液体の水位が所定の低い水位まで下がると、充填ポンプが始
動して測定チューブが前と同じように再充填される。再充填プロセスの間を通じ
て、蒸発器に送り出すためのポンプは最後に調整された速度で動きつづけ、蒸発
器内の液体の質量流量は変わらないと仮定されている。
動して測定チューブが前と同じように再充填される。再充填プロセスの間を通じ
て、蒸発器に送り出すためのポンプは最後に調整された速度で動きつづけ、蒸発
器内の液体の質量流量は変わらないと仮定されている。
【００１２】
殺菌プロセスの終了時において、制御システムは、測定チューブを再充填する
ためにかかる時間の間の計算済みの質量流量に加えて、測定チューブから送り出
された液体の質量に基づいて、蒸発器に送り出された液体の合計質量を計算する
。
ためにかかる時間の間の計算済みの質量流量に加えて、測定チューブから送り出
された液体の質量に基づいて、蒸発器に送り出された液体の合計質量を計算する
。
【００１３】
（発明を実施するための最良の形態）
以下に、添付の図面を参照して、本発明のいくつかの具体的な実施の形態につ
いて説明する。
いて説明する。
【００１４】
まず最初に、図１を参照すると、蒸発器のような処理装置に向けて水のような
液体の流れを測定して連続的に発生させる装置が示されている。
液体の流れを測定して連続的に発生させる装置が示されている。
【００１５】
この装置は、ポンプ１３によって円柱形の測定チューブ１２にパイプ１１で流
体的に（fluidly）接続されたコンテナ１０を有する。測定チューブの基部に圧
力変換器１４が取り付けられており、測定チューブ内の液柱が及ぼす圧力を測定
する。ポンプ１５が、液体を測定チューブから蒸発器（図示せず）に送り出す。
排水チューブ１６が設けられており、測定チューブの上部をコンテナに接続する
ことにより、もしも故障が発生して測定チューブがあふれそうになった場合に、
過剰な流体をコンテナに戻す。ポンプ１７を用いることにより、測定チューブの
基部をコンテナに流体を介して接続するパイプ１８を通して、殺菌プロセス終了
時に過剰な液体を汲み出す。
体的に（fluidly）接続されたコンテナ１０を有する。測定チューブの基部に圧
力変換器１４が取り付けられており、測定チューブ内の液柱が及ぼす圧力を測定
する。ポンプ１５が、液体を測定チューブから蒸発器（図示せず）に送り出す。
排水チューブ１６が設けられており、測定チューブの上部をコンテナに接続する
ことにより、もしも故障が発生して測定チューブがあふれそうになった場合に、
過剰な流体をコンテナに戻す。ポンプ１７を用いることにより、測定チューブの
基部をコンテナに流体を介して接続するパイプ１８を通して、殺菌プロセス終了
時に過剰な液体を汲み出す。
【００１６】
一般にＰＬＣを用いた制御システムにより装置の動作が制御される。ポンプ１
５は、変速ポンプであり、一般に蠕動ポンプであるが、これを用いることにより
測定チューブから蒸発器への液体の流量を変化させることが可能である。ポンプ
１３は、定速ポンプであり、一般に質量流量がポンプ１５の最高送り出し量の約
２０倍である。ポンプ１７はサイクルの終了時に測定チューブを空にするために
用いられるものであるが、任意の適当な速度でよい。一般にポンプ１３およびポ
ンプ１７は蠕動ポンプであるが、液体と相性がいいものであれば他のどんな種類
のものでも適しているであろう。まず最初に、殺菌剤として蒸発させられる液体
を、コンテナから、ポンプ１３によってコンテナを測定チューブに流体を介して
接続するパイプを通じて汲み出し、圧力変換器により測定された液体が必要とさ
れる質量に達するまで移される。
５は、変速ポンプであり、一般に蠕動ポンプであるが、これを用いることにより
測定チューブから蒸発器への液体の流量を変化させることが可能である。ポンプ
１３は、定速ポンプであり、一般に質量流量がポンプ１５の最高送り出し量の約
２０倍である。ポンプ１７はサイクルの終了時に測定チューブを空にするために
用いられるものであるが、任意の適当な速度でよい。一般にポンプ１３およびポ
ンプ１７は蠕動ポンプであるが、液体と相性がいいものであれば他のどんな種類
のものでも適しているであろう。まず最初に、殺菌剤として蒸発させられる液体
を、コンテナから、ポンプ１３によってコンテナを測定チューブに流体を介して
接続するパイプを通じて汲み出し、圧力変換器により測定された液体が必要とさ
れる質量に達するまで移される。
【００１７】
測定チューブが満たされると、そのシステムは、液体を蒸発器にポンプ１５を
用いて送り出すことを開始する準備が整う。ポンプ１５の初期速度は、制御シス
テムにより任意の質量流量となるように設定される。ポンプの初期速度は、流量
およびポンプ速度の較正により、ＰＬＣに保存されたデータを参照して設定され
る。
用いて送り出すことを開始する準備が整う。ポンプ１５の初期速度は、制御シス
テムにより任意の質量流量となるように設定される。ポンプの初期速度は、流量
およびポンプ速度の較正により、ＰＬＣに保存されたデータを参照して設定され
る。
【００１８】
液体がポンプ１３により蒸発器に送り出されると、測定チューブ内の液体の水
位は下がり始めるとともに、これにより、圧力変換器により測定される静圧も同
様に下がる。圧力の低下量をモニタすることにより、ＰＬＣは、ポンプ１５によ
り完了した実際の送り出し量を計算することが可能である。さらに、ＰＬＣは、
ポンプ１５の速度を調整して、実際の質量流量が必要とする質量流量からずれて
いればそのずれに対して調整を施すことも可能である。
位は下がり始めるとともに、これにより、圧力変換器により測定される静圧も同
様に下がる。圧力の低下量をモニタすることにより、ＰＬＣは、ポンプ１５によ
り完了した実際の送り出し量を計算することが可能である。さらに、ＰＬＣは、
ポンプ１５の速度を調整して、実際の質量流量が必要とする質量流量からずれて
いればそのずれに対して調整を施すことも可能である。
【００１９】
もしも測定チューブ内の液体が最低水位まで下がったときに殺菌が完了してい
ない場合は、続いて、ポンプ１３がＰＬＣにより測定チューブを充填し始める。
ポンプ１３が測定チューブを充填するためにかかる時間の間、ポンプ１５は最後
に調整された速度で動きつづける。測定チューブが再び充填されるとすぐに、ポ
ンプ１５の自動的な速度調整が再開されて、必要とされる質量流量が維持される
。
ない場合は、続いて、ポンプ１３がＰＬＣにより測定チューブを充填し始める。
ポンプ１３が測定チューブを充填するためにかかる時間の間、ポンプ１５は最後
に調整された速度で動きつづける。測定チューブが再び充填されるとすぐに、ポ
ンプ１５の自動的な速度調整が再開されて、必要とされる質量流量が維持される
。
【００２０】
測定チューブを再充填することができる回数は、結局、コンテナ内にある液体
の量に限られる。もしも非常に長時間の殺菌プロセスが必要である場合は、手動
により、あるいはディップチューブを用いてコンテナ内の液体の水位を検知する
別の自動システムにより、コンテナ内の液体を補充することが可能である。
の量に限られる。もしも非常に長時間の殺菌プロセスが必要である場合は、手動
により、あるいはディップチューブを用いてコンテナ内の液体の水位を検知する
別の自動システムにより、コンテナ内の液体を補充することが可能である。
【００２１】
殺菌周期の終了時に、残った液体があれば、ポンプ１７により測定チューブか
らコンテナに戻される。装置故障時に測定チューブがすでに満たされた後もポン
プ１３が動作を継続するといった場合に備えて、測定チューブの上部をコンテナ
に流体を介して接続する排水パイプ１６が設けられる。
らコンテナに戻される。装置故障時に測定チューブがすでに満たされた後もポン
プ１３が動作を継続するといった場合に備えて、測定チューブの上部をコンテナ
に流体を介して接続する排水パイプ１６が設けられる。
【００２２】
更なる安全のためのしくみをＰＬＣにプログラムし、チューブが一定時間内に
確実に充填されるようにすることにより、ポンプ１３の故障やコンテナが空にな
るという問題を回避することが可能である。
確実に充填されるようにすることにより、ポンプ１３の故障やコンテナが空にな
るという問題を回避することが可能である。
【００２３】
全体の質量流量は、測定チューブ内の圧力変化に基づいて計算することが可能
である。また、必要であれば、測定チューブが再充填されている間に送り出され
る液体に対して調整を施すことも可能である。すでに知っているチューブを再充
填するための所要時間および再充填が開始される直前の流量に基づいて、この調
整を行うことが可能である。
である。また、必要であれば、測定チューブが再充填されている間に送り出され
る液体に対して調整を施すことも可能である。すでに知っているチューブを再充
填するための所要時間および再充填が開始される直前の流量に基づいて、この調
整を行うことが可能である。
【００２４】
測定チューブは何回でも再充填することが可能であり、これが行われる度に、
全体の質量流量に調整が加えられなければならない。
全体の質量流量に調整が加えられなければならない。
【００２５】
本システムは、特に、英国特許出願第９９２２３６４．６号において説明およ
び図示されている殺菌装置における使用に適している。
び図示されている殺菌装置における使用に適している。
【００２６】
代替となる配置が図２に示されており、ここでは、測定チューブおよび圧力変
換器が、電子はかり２１上に設けられた貯槽２０に置き換えられている。このよ
うな構成において、はかりからの信号が圧力変換器からの信号に置き換わるとい
うことを除いてそのプロセスは同一であり、貯槽に液体を供給するパイプおよび
貯槽から液体を抜き取るパイプが電子天秤を乱さないということが不可欠である
。排水パイプを取り除いて、ディップコンタクト（dip contact）２２に置き換
えることにより、確実に貯槽２０があふれないようにしてもよい。
換器が、電子はかり２１上に設けられた貯槽２０に置き換えられている。このよ
うな構成において、はかりからの信号が圧力変換器からの信号に置き換わるとい
うことを除いてそのプロセスは同一であり、貯槽に液体を供給するパイプおよび
貯槽から液体を抜き取るパイプが電子天秤を乱さないということが不可欠である
。排水パイプを取り除いて、ディップコンタクト（dip contact）２２に置き換
えることにより、確実に貯槽２０があふれないようにしてもよい。
【図１】 本発明による液体の送り出しシステムを示す線図である。
【図２】 改良した配置を示す線図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ
，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，
ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ
Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ
，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，
ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ
Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，
ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Ｆターム(参考） 3H045 AA01 AA14 AA16 AA22 AA39
BA02 BA19 BA28 CA06 CA23
CA25 CA28 DA32 DA43 DA45
EA04 EA14 EA22 EA34 EA42
5H307 AA15 BB05 DD10 EE22 ES02
FF12 FF16 GG13 GG15 JJ05
Claims (5)
- 【請求項１】 測定した流量の液体を処理装置に連続的に送り出すためのシ
ステムであって、 液体の大量供給を持続するための貯槽と、 中間容器と、 液体を前記中間容器から処理装置に一定の速度で汲み出す第１のポンプ手段と
、 液体を前記貯槽から前記中間容器に前記一定の速度よりはるかに速い第２の速
度で汲み出す第２のポンプ手段と、 前記容器の重量を連続的にモニタして、前記中間容器からの液体の質量流量を
割り出して、それに応じて前記第１のポンプ手段を制御することにより、必要な
重量の液体を必要な速度で前記処理装置に送り出すようにする手段と、 前記中間容器内の液体の重量が最低位置に達する時を割り出して、前記第２の
ポンプ手段の動作を開始させることにより、前記容器を再充填するようにする手
段と、 前記容器内の液体の水位が最高位置に達すると前記第２のポンプ手段の動作を
終了させる手段と、 を備えることを特徴とするシステム。 - 【請求項２】 請求項１に記載のシステムであって、前記中間容器が、前記
容器およびその中の液体の重量を割り出すための圧力変換器上に保持されている
ことを特徴とするシステム。 - 【請求項３】 請求項１に記載のシステムであって、前記中間容器が、前記
容器およびその中の液体の重量を割り出すための計量装置上に保持されているこ
とを特徴とするシステム。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれか一項に記載のシステムであって、
前記第２のポンプの動作を開始させて前記貯槽から前記中間容器に再注入する前
記制御手段が、前記中間容器からの液体の減少量に応じて、前記第１のポンプ手
段の制御を停止させ、前記第１のポンプ手段は、前記中間容器を補充する間を通
じて変わらない速度で動きつづけることを特徴とするシステム。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項に記載のシステムであって、
更なるポンプ装置が設けられており、前記中間容器内に使い残された液体があれ
ばそれを前記貯槽に戻すことを特徴とするシステム。
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| US10597513B2 (en) | 2013-07-17 | 2020-03-24 | Stephen B. Maguire | Cottonseed oil based additive compositions for plastics molding and extrusion |
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-
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