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EP3300497B1 - Dispositif de remplissage de boissons d'un contenant par son fond - Google Patents

Dispositif de remplissage de boissons d'un contenant par son fond Download PDF

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EP3300497B1
EP3300497B1 EP16722287.6A EP16722287A EP3300497B1 EP 3300497 B1 EP3300497 B1 EP 3300497B1 EP 16722287 A EP16722287 A EP 16722287A EP 3300497 B1 EP3300497 B1 EP 3300497B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
filling
nozzle
beverage
filling nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP16722287.6A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP3300497C0 (fr
EP3300497A1 (fr
Inventor
Olivier Jammes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Re Uz France
Original Assignee
Re Uz France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Re Uz France filed Critical Re Uz France
Publication of EP3300497A1 publication Critical patent/EP3300497A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3300497C0 publication Critical patent/EP3300497C0/fr
Publication of EP3300497B1 publication Critical patent/EP3300497B1/fr
Active legal-status Critical Current
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    • B67D2210/00028—Constructional details
    • B67D2210/00065—Constructional details related to the use of drinking cups or glasses

Definitions

  • the present invention relates to a method for filling beverages from a container through its bottom.
  • the process is based on the association of a supply device, the injection nozzle of which has a configuration and a particular geometric shape, and a specific design of the container, the whole bringing significant improvements compared to bottom filling systems for containers.
  • the device thus designed, due to a geometric and hydrodynamic approach, simultaneously makes it possible to limit the formation of a prohibitive foam cap on the surface of the gaseous liquid in the container, to avoid a rise in the temperature of the drink during filling, to guarantee better preservation of the drink, to obtain a repeatable filling process and to optimize the handling of the container while ensuring the safety of the operator.
  • the present invention overcomes these drawbacks. It provides a solution for significantly minimizing the formation of the foam cap on the surface of carbonated drinks when filling the container, or cup or any other type of container from the bottom. It concerns the combination of a nozzle for injecting the liquid from the filling device, which is introduced into the through a self-sealing member, or non-return valve, integrated into the wall of the bottom of the cup, characterized on the one hand by its specific geometry and on the other hand by that of the container itself whose non-return valve is ideally positioned to meet the fundamental principles of hydrodynamics favoring laminar flows.
  • a laminar jet the streamlines of which follow the wall of the container as tangentially as possible, leads to a very significant improvement in the result.
  • a laminar flow also has the advantage of being repeatable and predictable, which will result in obtaining fillings of containers under invariable and reproducible conditions.
  • the invention described relates to: An assembly for filling a beverage container, through its bottom, comprising a filling device and a beverage container having a circular bottom and a vertical central axis, the filling device comprising a solenoid valve and a presence sensor, whose filling nozzle is intended to be introduced through a self-sealing member, the filling nozzle comprising an internal duct and an inclined injection mouth curving progressively downwards by a negative angle Alpha between -5° to -30° degrees to direct the jet of the drink downwards in tangency with the inside of the bottom of the container.
  • the filling device including the filling nozzle, of a preferably cylindrical outer shape with a hemispherical or ogival head for penetration through the self-sealing member arranged in the bottom of the container, comprises an internal duct of variable section.
  • the filling device in which a filling nozzle, whose vertical axis is eccentric from the center of the bottom of the container and whose orientation of the outlet of the injection mouth follows an angle Teta, greater than 60° with respect to a plane comprising the vertical axis of the container and the vertical axis of the filling nozzle, directs the jet of the drink leaving the filling nozzle along a trajectory in tangency with the inside of the side wall.
  • the filling device the filling nozzle of which, or part of the frame of the filling device, has a shoulder stopping the insertion stroke of the container and thus creating a support surface positioning the injection mouth at a fixed distance by relative to the bottom of the container during filling.
  • the filling device whose sensor, due to its external shape, precisely guides the outer wall of the container during the introduction of the nozzle and is capable of detecting the presence of the container.
  • the filling device including a retention tank is intended to recover the drink when the solenoid valve releases the drink in the absence of the container.
  • the container capable of cooperating with the device, the self-sealing member of which is fixed to the bottom of the container by a sealing ring, which can be positioned either inside or outside the container, according to a mechanical assembly, chemical or assembly by welding to the container.
  • the container capable of cooperating with the device, the self-sealing member of which is fixed or embedded inside the same thickness of the material of the bottom of the container, with or without the presence of the sealing ring.
  • a device fixed or mobile, which includes at least two devices and which is intended to accommodate containers.
  • the actual filling device comprises a solenoid valve (2) conventionally directly connected by a pipe to the beverage supply circuit (not shown).
  • a solenoid valve (2) conventionally directly connected by a pipe to the beverage supply circuit (not shown).
  • the nozzle (1) filling and a sensor (3) presence.
  • the container (4) comprises at its bottom (11), a sealing ring (6) crimped or fixed in its lower part, in the orifice (7) of the container, which can be installed either inside or outside. the outside of the wall.
  • the sealing ring (6) is deliberately arranged as close as possible to the wall of the container (2).
  • the filling nozzle (1) is preferably cylindrical in shape with a hemispherical or ogival head (8) in order to facilitate its gradual penetration through the self-sealing member (5) without damaging the latter.
  • the self-sealing member (5) ensures permanent contact with the outer shape of the nozzle (1) during the three phases of insertion, filling and withdrawal, creating a permanent seal of the container (4).
  • the filling nozzle (1) also comprises in its lower part, a shoulder (10) or base, creating a support surface for the ideal positioning in height of the cup when it is filling phase.
  • the relative position in height of the injection mouth (9) is optimized so that the direction of the jet of the drink follows a gently sloping trajectory, tangent to the wall (12) and to the bottom (11) of the container (4 ).
  • THE figures 5 and 6 show the angular disposition in lateral orientation of the injection mouth (9), so that the direction of the jet of the drink follows a path tangent to the side wall (12).
  • geometric shapes of the container (4) and of the nozzle (1) are thus two inseparable characteristic elements of the present invention.
  • the filling nozzle (1) is introduced through the self-sealing member (5) until it comes into contact with the shoulder (10) of the nozzle or any other support base provided for this purpose.
  • the sensor (3) detects the presence of the container (4) in the filling position. He then gives the order to the solenoid valve (2) to open, allowing the passage of the pressurized drink into the container (4), the latter remaining sealed during its filling at the level of the member (5) self-sealing which encloses the nozzle (1) on its outer surface.
  • the solenoid valve (2) closes, stopping the filling, and the container (4) can then be extracted from the nozzle (1) with a movement from bottom to top.
  • the nozzle (1) is then no longer in contact with the self-sealing member (5) and the latter is naturally concealed, thus retaining the drink in the container (4).
  • the nozzle (1) always remains present inside the container (4) for as long as desired, the self-sealing member (5) achieving a very good seal on the outer wall of the nozzle (1). This possibility thus allows the user to be available to perform other tasks before extracting the container (4) from the nozzle (1) and ending the service.
  • the head of the nozzle (8) being positioned at the bottom of the container (4), the unidirectional jet leaving the nozzle is always in contact with the drink already present in the container from the first tenths of a second of filling : thus the drink does not undergo heating with the ambient air as observed during a conventional filling from the top of a glass or a carafe. This avoids an increase of the temperature within the liquid during filling, and further contributes to limiting the formation of beer foam sensitive to this parameter.
  • the injection mouth (9) of the filling nozzle (1) which directs the jet of drink at the bottom of the container, avoids any oxidation of the liquid with the ambient air, thus improving its preservation.
  • the present invention which ensures positioning and orientation of the filling nozzle (1) which is precise and always identical with respect to the container (4), makes it possible to obtain constant repeatability and quality of filling.
  • a safety advantage is also induced by this arrangement of the nozzle (1) which directs the jet of the drink downwards. Indeed in the event of an untimely opening of the solenoid valve (2) which can release a jet of drink, while the container (4) is not in the filling position, the liquid will be easily captured by gravity by a retention tank (not shown).

Landscapes

  • Filling Of Jars Or Cans And Processes For Cleaning And Sealing Jars (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un procédé de remplissage de boissons d'un contenant par son fond.
  • Le procédé se base sur l'association d'un dispositif d'alimentation, dont la buse d'injection a une configuration et une forme géométrique particulière, et d'un design spécifique du contenant, l'ensemble apportant des améliorations significatives par rapport aux systèmes de remplissage de récipients par le fond.
  • Le dispositif ainsi conçu, de part une approche géométrique et hydrodynamique, permet simultanément de limiter la formation d'un chapeau de mousse prohibitif en surface du liquide gazeux dans le contenant, d'éviter une élévation de la température de la boisson lors du remplissage, de garantir une meilleure conservation de la boisson, d'obtenir un processus de remplissage répétable et d'optimiser la manipulation du contenant tout en assurant la sécurité de l'opérateur.
    • ETAT DE LA TECHNIQUE
  • Il existe en effet des dispositifs basés sur le principe de remplir un contenant, comme un verre ou gobelet, en injectant la boisson par le fond même de celui-ci, mais ils ne résolvent finalement pas de façon simultanée et intégrale l'ensemble des difficultés que l'on rencontre lorsque l'on souhaite remplir un contenant de boisson par son fond, de manière répétable, sans verser des gouttes, sans produire un chapeau de mousse prohibitif en surface des boissons gazeuses tout en garantissant la meilleure sécurité pour l'opérateur. De tels appareils sont montrés, par exemple, dans les documents WO 2011/106259 , WO 2007/141719 , WO 03/045832 , US 2014/182744 , WO 2013/102130 , FR 2 975 671 et KR 2013 0125634 .
    • EXPOSE DE L'INVENTION
  • La présente invention permet de remédier à ces inconvénients. Elle apporte une solution pour minimiser significativement la formation du chapeau de mousse en surface des boissons gazeuses lors du remplissage du récipient, ou gobelet ou tout autre type de contenant par le fond. Elle concerne l'association d'une buse d'injection du liquide du dispositif de remplissage, qui est introduite au travers d'un organe auto-obturant, ou valve anti-retour, intégré en paroi du fond du gobelet, caractérisé d'une part par sa géométrie spécifique et d'autre part par celle du contenant lui-même dont la valve anti-retour est positionnée idéalement afin de répondre aux principes fondamentaux d'hydrodynamique favorisant les écoulements laminaires.
  • En effet il est bien connu que la production d'un écoulement turbulent génère automatiquement une émulsion importante de bulles de gaz et donc génère une grande quantité de mousse par exemple dans le cas de la bière.
  • Inversement, la production d'un jet laminaire, dont les lignes de courant suivent le plus tangentiellement possible la paroi du récipient, conduit à une amélioration très sensible du résultat. Un écoulement laminaire a aussi pour avantage d'être répétable et prévisible, ce qui aura pour conséquence d'obtenir des remplissages de contenants dans des conditions invariables et reproductibles.
  • En résumé, l'invention décrite porte sur :
    Un ensemble de remplissage d'un contenant à boisson, au travers de son fond, comportant un dispositif de remplissage et un contenant à boisson présentant un fond circulaire et un axe central vertical, le dispositif de remplissage comportant une électrovanne et un capteur de présence, dont la buse de remplissage est destinée à s'introduire au travers d'un organe auto-obturant, la buse de remplissage comportant un conduit interne et une bouche d'injection inclinée en s'incurvant progressivement vers le bas d'un angle Alpha négatif compris entre -5° à -30° degrés pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond du contenant.
  • Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, d'une forme extérieure de préférence cylindrique avec une tête hémisphérique ou ogivale de pénétration au travers de l'organe auto-obturant disposé dans le fond du contenant, comprend un conduit interne de section variable.
  • Le dispositif de remplissage dans lequel une buse de remplissage, dont l'axe vertical est excentré du centre du fond du contenant et dont l'orientation de la sortie de la bouche d'injection suit un angle Téta, supérieur à 60° par rapport à un plan comprenant l'axe vertical du contenant et l'axe vertical de la buse de remplissage, dirige le jet de la boisson sortant de la buse de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale.
  • Le dispositif de remplissage dont la buse de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement stoppant la course d'introduction du contenant et créant ainsi une surface d'appui positionnant la bouche d'injection à une distance fixe par rapport au fond du contenant pendant le remplissage.
  • Le dispositif de remplissage dont le capteur, de par sa forme extérieure, guide avec précision la paroi extérieure du contenant lors de l'introduction de la buse et est apte à détecter la présence du contenant.
  • Le dispositif de remplissage dont un bac de rétention est destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne libère la boisson en l'absence du contenant.
  • Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé au fond du contenant par une bague d'étanchéité, qui peut être positionnée soit à l'intérieur soit à l'extérieur du contenant, suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant.
  • Le contenant apte à coopérer avec le dispositif dont l'organe auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond du contenant, avec ou sans la présence de la bague d'étanchéité.
  • Un appareil, fixe ou mobile, qui comprend au moins deux dispositifs et qui est destiné à accueillir des contenants.
    • DESCRIPTION DETAILLE
    • La figure 1 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse, et d'un récipient ou gobelet quelconque appelé ici contenant, positionné en cours de remplissage.
    • La figure 2 montre une vue de l'ensemble du dispositif de remplissage de boisson, équipé d'une buse et de ce contenant, avant ou après remplissage.
    • La figure 3 montre une vue de dessus en coupe A.A suivant la figure 1, représentant le positionnement géométrique relatif de la buse dans son contenant.
    • La figure 4 est un détail B de la figure 2.
    • Les figures 5 et 6 illustrent l'écoulement au fond du contenant de la boisson en phase de remplissage.
    • La figure 7 illustre un exemple de l'intégration de deux procédés de remplissage sur un même appareil.
  • Le dispositif de l'invention qui permet d'assurer le remplissage de la boisson, d'un contenant par son fond, comprend :
    • une électrovanne (2) réalisant l'alimentation de la boisson dans la buse de remplissage d'injection (11) du contenant (4) une buse (1) de remplissage munie d'une tête (8) et d'une bouche (9)
    • un capteur (3) détectant la présence du contenant
    • un contenant (4) à boisson constitué d'une paroi (12) et d'un fond (11)
    • une bague (6) d'étanchéité, disposée dans l'orifice (7) et fixée au fond
    • un organe (5) auto-obturant qui peut être une membrane ou valve anti-retour souple ou un clapet anti-retour rigide, fixé entre la bague (6) d'étanchéité et le fond (11) du contenant (4)
    • un épaulement (10) ou embase
  • D'une manière plus détaillée, on peut voir sur les figures 1, 2, 3 la disposition et la constitution des divers éléments :
  • Le dispositif de remplissage à proprement parler comprend une électrovanne (2) directement reliée classiquement par une tuyauterie au circuit d'arrivée (non représenté) de boisson. En sa partie supérieure, au niveau de son orifice de sortie, est disposée la buse (1) de remplissage ainsi qu'un capteur (3) de présence.
  • Le contenant (4), comprend en son fond (11), une bague (6) d'étanchéité sertie ou fixée en sa partie inférieure, dans l'orifice (7) du contenant, pouvant être indifféremment installée à l'intérieur ou à l'extérieur de la paroi. La bague (6) d'étanchéité est volontairement disposée au plus près de la paroi du contenant (2).
  • Entre cette bague (6) d'étanchéité et le fond (11) du contenant (4) est fixé l'organe (5) auto-obturant.
  • La buse (1) de remplissage est d'une forme de préférence cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale afin de faciliter sa pénétration progressive au travers de l'organe (5) auto-obturant sans détériorer celui-ci. L'organe (5) auto- obturant assure un contact permanent avec la forme extérieure de la buse (1) pendant les trois phases d'introduction, de remplissage et de retrait créant une étanchéité permanente du contenant (4).
  • La figure 4 montre bien la forme de la sortie de la bouche d'injection (9) dont la partie interne s'incurve progressivement en inclinaison vers le bas d'un angle négatif compris entre 5 et 15°. La buse (1) de remplissage comprend également en sa partie inférieure, un épaulement (10) ou embase, créant une surface d'appui pour le positionnement idéal en hauteur du gobelet lorsqu'il est phase de remplissage.
  • La position relative en hauteur de la bouche d'injection (9) est optimisée de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire en pente douce, tangente à la paroi (12) et au fond (11) du contenant (4).
  • Les figures 5 et 6 montrent la disposition angulaire en orientation latérale de la bouche d'injection (9), de sorte que la direction du jet de la boisson suive une trajectoire tangente à la paroi (12) latérale. On comprend ainsi la complémentarité de la disposition d'ensemble de la buse (1) dans son contenant (4) permettant aux lignes de courant du jet sous pression sortant de la bouche (9) d'injection de suivre une trajectoire avec un écoulement le plus laminaire possible évitant toute turbulence émettrice d'émulsions gazeuses. Les formes géométriques du contenant (4) et de la buse (1) sont ainsi deux éléments indissociables caractéristiques de la présente invention.
  • Pour une meilleure compréhension de l'invention et des avantages qu'elle procure, on rappelle les phases du processus pour effectuer le remplissage du contenant (4) par son fond (11) avec le dispositif à buse (1) de remplissage et du contenant (4) associé.
  • Par un mouvement manuel de haut en bas du contenant (4), la buse (1) de remplissage est introduite au travers de l'organe (5) auto-obturant jusqu'à venir en contact avec l'épaulement (10) de la buse ou tout autre embase d'appui prévue à cet effet. Dans cette position de remplissage en butée, le capteur (3) détecte la présence du contenant (4) en position de remplissage. Il donne alors l'ordre à l'électrovanne (2) de s'ouvrir, permettant le passage de la boisson sous pression dans le contenant (4), celui-ci restant étanche pendant son remplissage au niveau de l'organe (5) auto-obturant qui enserre la buse (1) sur sa surface extérieure.
  • Après une certaine durée programmée de remplissage, l'électrovanne (2) se referme, stoppant le remplissage, et le contenant (4) peut alors être extrait de la buse (1) avec un mouvement de bas en haut. La buse (1) n'est alors plus en contact avec l'organe (5) auto obturant et ce dernier s'occulte naturellement, retenant ainsi la boisson dans le contenant (4). Lorsque l'utilisateur souhaite ne pas extraire le contenant (4) immédiatement après son remplissage, la buse (1) reste toujours présente à l'intérieur du contenant (4) autant de temps que souhaité, l'organe (5) auto-obturant réalisant une très bonne étanchéité sur la paroi extérieure de la buse (1). Cette possibilité permet ainsi à l'utilisateur d'être disponible pour effectuer d'autres tâches avant d'extraire le contenant (4) de la buse (1) et de terminer le service.
  • On remarquera que, la tête de la buse (8) étant positionnée dans le bas du contenant (4), le jet unidirectionnel sortant de la buse est toujours en contact avec la boisson déjà présente dans le contenant dès les premiers dixièmes de seconde de remplissage : ainsi la boisson ne subit pas de réchauffement avec l'air ambiant comme on l'observe lors d'un remplissage conventionnel par le haut d'un verre ou d'une carafe. Cela évite donc une élévation de la température au sein du liquide lors du remplissage, et contribue encore davantage à la limitation de formation de mousse de la bière sensible à ce paramètre.
  • On notera également que la bouche (9) d'injection de la buse (1) de remplissage, qui oriente le jet de boisson au plus bas du contenant, évite toute oxydation du liquide avec l'air ambiant, améliorant ainsi sa conservation.
  • En comparaison avec un remplissage d'un verre réalisé avec le bec d'une tireuse conventionnelle dont la position peut être aléatoire, la présente invention qui assure un positionnement et une orientation de la buse (1) de remplissage précis et toujours identiques par rapport au contenant (4), permet d'obtenir répétabilité et qualité constantes de remplissage.
  • Un avantage sécuritaire est également induit par cette disposition de buse (1) qui dirige le jet de la boisson vers le bas. En effet en cas d'une ouverture intempestive de l'électrovanne (2) pouvant libérer un jet de boisson, alors que le contenant (4) ne serait pas en position de remplissage, le liquide serait facilement capté par gravité par un bac de rétention (non représenté).
  • Dans un autre mode particulier de l'invention, il est tout à fait possible de dupliquer, le nombre de dispositifs de remplissage afin que l'opérateur puisse remplir plusieurs contenants en même temps.

Claims (8)

  1. Dispositif de remplissage d'un contenant (4) à boisson et contenant apte à coopérer avec ledit dispositif, le dispositif de remplissage de ce contenant au travers de son fond (11), comportant une électrovanne (2), une buse (1) de remplissage destinée à s'introduire au travers d'un organe (5) auto-obturant disposé dans le fond du contenant (4), la buse (1) de remplissage comportant un conduit interne et une bouche (9) d'injection, la buse (1) de remplissage présentant un axe excentré du centre du fond (11) du contenant (4) et dont l'orientation de la sortie de la bouche (9) d'injection suit un angle (θ), par rapport à l'axe dans un plan comprenant l'axe vertical du contenant (4) et l'axe du centre de la buse (1) de remplissage pour diriger le jet de la boisson sortant de la buse de remplissage suivant une trajectoire en tangence avec l'intérieur de la paroi latérale caractérisé en ce que ledit angle (θ) est supérieur à 60°, et en ce que la bouche d'injection de la buse est d'une part inclinée d'un angle α inclinée de -5 à -30° pour diriger le jet de la boisson vers le bas en tangence avec l'intérieur du fond (11) du contenant (4) et d'autre part positionnée à distance du fond (11) du contenant (4) lorsque ce dernier est en position de remplissage.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage présente une forme extérieure cylindrique avec une tête (8) hémisphérique ou ogivale, et en ce que la buse comprend un conduit interne de section variable.
  3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la buse (1) de remplissage, ou une partie du bâti du dispositif de remplissage, possède un épaulement (10) stoppant la course d'introduction du contenant (4) et créant ainsi une surface d'appui.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur (3) apte à détecter la présence du contenant, et à guider la paroi (12) extérieure du contenant (4) lors de l'introduction de la buse (1).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un bac de rétention destiné à récupérer la boisson lorsque l'électrovanne (2) libère la boisson en l'absence du contenant (4).
  6. Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé au fond (11) du contenant (4) par une bague (6) d'étanchéité associée au contenant (4) suivant un assemblage mécanique, chimique ou un assemblage par soudage au contenant (4).
  7. Contenant apte à coopérer avec un dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'organe (5) auto-obturant est fixé ou noyé à l'intérieur même de l'épaisseur de la matière du fond (11) du contenant (4).
  8. Appareil caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux dispositifs selon l'une des revendications 1 à 5 et destiné à accueillir chacun un contenant (4) selon l'une des revendications 6 ou 7.
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