CN109417839B - 具有改进的烘脆功能的多重馈送式微波炉 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种微波炉，并且所述微波炉包括腔体。第一微波供应***构造为向所述腔体的底部供应微波以用于激励烘脆功能。第二微波供应***构造为向所述腔体供应微波以用于激发腔体模式。加热***构造为向所述腔体提供烘烤功能。控制单元构造为基于经由用户界面选定的操作模式来控制所述第一微波供应***、所述第二微波供应***和所述加热***。

Description

具有改进的烘脆功能的多重馈送式微波炉

背景技术

本公开总体上涉及一种烹饪装置，更具体地，涉及一种具有用于加热微波炉的腔体的多重馈送装置的微波炉。

微波加热技术涉及将微波能量馈送到腔体内。虽然微波炉的基本功能是通过电介质加热(dielectric heating)(即经由被食物吸收的直接作用的微波)来加热食物，但微波炉已经发展到包括其他种类的烹饪能力，诸如烘脆(或烘焦)功能，从而使得能够制备各种类型的食品并提供新的烹调效果。

许多现有微波炉的缺点是其设计可能被优化用于特定功能(通常是直接作用式微波)而损害另一功能(通常是烘脆功能)。例如，这些微波炉的烘脆功能往往经由用于直接作用式微波的同一馈送***而获得，因此，烘脆功能的性能可能受损。

发明内容

根据一个方面，提供了一种微波炉，并且所述微波炉包括腔体。第一微波供应***构造为向所述腔体的底部供应微波以用于激励烘脆功能。第二微波供应***构造为向所述腔体供应微波以用于激发腔体模式。加热***构造为向所述腔体提供烘烤功能。控制单元构造为基于经由用户界面选择的操作模式来控制所述第一微波供应***、所述第二微波供应***和所述加热***。

根据另一方面，提供了一种微波炉，并且所述微波炉包括具有底部托盘的腔体。烘脆板与所述底部托盘热接触。设置有第一微波供应***，并且所述第一微波供应***包括：用于生成微波的第一微波发生器，以及用于经由第一馈送端口接收所生成的微波并将所生成的微波供应到所述底部托盘下方、以用于将所述烘脆板的底部加热至居里点的可旋转天线。设置有第二微波供应***，并且所述第二微波供应***包括：设置在所述腔体的第一侧壁处的第二馈送端口；设置在所述腔体的第二侧壁处的第三馈送端口，其中所述第二侧壁与所述第一侧壁相对；以及用于生成经由所述第二馈送端口和所述第三馈送端口供应到所述腔体的微波的至少一个微波发生器。加热***构造为向所述腔体提供烘烤功能。控制单元构造为启动所述第一微波发生器、所述至少一个微波发生器和所述加热***，以向所述腔体提供烘脆功能。

根据又一方面，提供了一种在微波炉中烘脆食品的方法。所述方法包括以下步骤：在所述微波炉的腔体中设置底部托盘；设置与所述底部托盘热接触的烘脆板；向腔体的底部供应微波，以用于将所述烘脆板的底部加热至居里点；向所述腔体供应微波，以用于激发腔体模式；以及启动加热***，以向所述腔体提供烘烤功能。

通过研究下述说明书、权利要求书和附图，本领域技术人员将会理解并领会本公开内容的这些和其他方面、目的和特征。

附图说明

在附图中：

图1示出了具有用于提供烘脆功能的可旋转天线的微波炉；

图2是图1所示的微波炉和用于基于从用户界面接收的信息选择性地控制第一微波供应***、第二微波供应***和加热***的控制单元的示意图；以及

图3是烘脆食物的方法的流程图，该方法通过图1和图2所示的微波炉而实现。

具体实施方式

应理解，附图中示出的以及以下说明书中描述的具体装置和过程仅仅是所附权利要求限定的发明构思的示例性实施例。因此，除非权利要求另有明确说明，否则与本文中公开的实施例有关的其他物理特性不应被视为限制性的。

如本文中所使用的，当在两个或更多个项目的列表中使用时，术语“和/或”表示所列项目中的任一个项目可以单独使用，或者可以使用两个或更多个所列项目的任意组合。例如，如果组合物被描述为含有组分A、B和/或C，则该组合物可以仅含有A；仅含有B；仅含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或者含有A、B和C的组合。

参照图1，示出了具有根据一个实施例的特征和功能的微波烹饪装置，例如微波炉10。微波炉10包括柜体12，该柜体限定腔体14，以用于电磁加热和/或烹饪腔体14中的食物。门16可动地安装于柜体12，以允许用户接近腔体14的内部来将食物放入腔体14内部和从腔体14内部取回食物。腔体14配备有用于接纳食品或含有食品的配件的底部托盘18。底部托盘18示出为覆盖腔体14的整个截面的水平平面，并且其可以由玻璃或其他等效的透微波材料构造而成。但是，应理解，如果需要，底部托盘18可以小于腔体14的整个截面。

继续参照图1，微波炉10还包括可旋转天线20和第一微波发生器22。微波发生器22构造为用以生成经由馈送端口(未示出)供应到可旋转天线20的微波。可旋转天线20布置在腔体14的底部24处，以用于朝向底部托盘18供应所生成的微波。在操作中，可旋转天线20构造为产生指向底部托盘18的至少一个辐射波瓣，使得辐射波瓣与底部托盘18之间的交汇处形成热点26，从而因可旋转天线20的旋转而在底部托盘18中形成环形加热图案28。

有利地，可旋转天线20可以构造为产生辐射波瓣，使得环形加热图案28覆盖底部托盘18的约10％至50％。特别地，可旋转天线20可以构造为产生沿与底部托盘18形成一角度的方向指向的辐射波瓣，该角度在0度至90度范围，并且更优选地在30度至60度的范围。取决于相对于底部托盘18的大小而言的可旋转天线20的大小或取决于相对于底部托盘18的位置而言的天线开口—通过该天线开口微波在腔体14的底部处生成—的位置，辐射波瓣的方向可以垂直于底部托盘18或可以是倾斜的(included)，使得辐射波瓣指向底部托盘18的周边。由于电磁场集中在底部托盘18的特定点或热点26处，如果辐射波瓣不朝向底部托盘18的中心以避免局部过热，则是有利的。实际上，如果辐射波瓣太接近于底部托盘18的中心而指向，则加热图案的覆盖区域将受到限制，并且例如烘脆功能的均匀性将相对较差。因此，如果辐射波瓣是倾斜的并且指向底部托盘18的周边，则特别有利，因为这时在可旋转天线20旋转的情况下，可以在底部托盘18中形成相对较大的环形加热图案28。

在图1所描述的实施例中，可旋转天线20包括扇形面板30，该扇形面板布置成与腔体14的底部24相距一定距离，并提供至少一个开口32，所生成的微波穿过该开口而被供应至底部托盘18。特别地，腔体14的底部24与可旋转天线20的扇形面板30之间的距离与扇形几何形状一起限定了从可旋转天线20经由开口32供应至腔体14的微波功率的水平。因此，腔体14的底部24与扇形面板30之间的距离和扇形几何形状本身是可以用于设计可旋转天线20和改进微波炉10的烘脆功能的参数。特别地，可旋转天线20可以配备有至少一个(基本上水平的)侧翼34，该侧翼34经由(基本上竖直的)侧壁36与扇形面板30连接，以用于提供开口32。这样，侧壁36的高度可以决定由可旋转天线20供应的微波功率的水平。

参照图2，示出了根据一个实施例的微波炉10的示意图。特别地，图2示出了相对于腔体14的底部24成一角度地设置的扇形面板30。扇形面板30相对于腔体14的底部24的成角度定位限定了辐射波瓣离开开口32的方向。因此，扇形面板30可以定位成使得辐射波瓣指向底部托盘18的周边(或任何其他有利位置)。在替代实施例中，扇形面板30可以是弯曲的或者基本上水平的以与腔体14的底部24平行。就图2而言，箭头总体上代表所产生的微波的传播方向，并且提供这些箭头是为了进行说明。在该具体示例中，所生成的微波来自右手侧并且在传输线38中传播，该传输线与第一微波发生器22连接，并且被设置成经由形成于腔体14的底部24中的第一馈送端口40将由该第一微波发生器生成的微波传输至可旋转天线20。然后，微波从可旋转天线20处经由开口32而传输。传输线38可以是例如波导、同轴电缆和/或带状线。

取决于可旋转天线20的设计及其边界情况(例如，腔体14的底部24的布置)，开口32可能导致一个或若干个辐射波瓣沿相对于腔体14的底部24大体水平和/或倾斜的方向(例如，水平方向42、倾斜方向44)传播。因此，通过可旋转天线20供应的一部分微波可以设置为用以激励烘脆功能，同时其余部分的微波可以设置为用以在腔体的底部24处激发腔体模式。尽管可旋转天线20在本文中已经被示出并描述为具有单个开口32，但是应理解，可旋转天线20可以构造有多个开口。例如，附加的开口可以形成为穿过扇形面板30。这样做，可以在底部托盘18的其他位置处产生附加的热点和相伴随的环形加热图案，以改进烘脆功能的均匀性。

继续参照图2，烘脆板46设置在底部托盘18的顶上，并布置成在其上接纳食品。烘脆板46包括第一构件48和第二构件50，该第一构件48构造为吸收微波能量并将微波能量转换成热量，该第二构件50布置成与第一构件48热接触。第一构件48对应于烘脆板46的下侧，也称为底部，而第二构件50总体上对应于烘脆板46的上侧并且在其上接纳待进行烘脆的食品。通常，第二构件50可以由具有相对较小的热质量和良好导电性的铝板或钢板构造。在一些实施例中，第二构件50还可以包括不粘涂层。与钢相比，铝总体上具有热传导相对较高的优点。然而，钢通常是更经济的替代品。

第一构件48可以为诸如内嵌橡胶的铁氧体(例如，以约75％的铁氧体和25％的二氧化硅的比例)之类的陶瓷。铁氧体材料具有居里点，处于在该居里点时微波在其中的吸收停止。通过改变第一构件48的厚度和/或其组成，可以改变铁氧体材料中微波吸收的特性。总体上，烘脆板46的与食品接触的第二构件50的温度稳定在130摄氏度至230摄氏度的温度范围。尽管在图2中示出的烘脆板46大体上呈圆形，但应理解，烘脆板46可以呈矩形或某些其他形状，而不会对微波炉10的烘脆功能产生不利影响。此外，应理解，烘脆板46可以是可拆卸的或者以其他方式与腔体14和/或底部托盘18集成。

进一步参照图2，微波炉10包括第一微波供应***52，第一微波供应***52具有作为部件的微波发生器22、传输线38、馈送端口40以及可旋转天线20。如本文中所述，第一微波供应***52的上述部件可以构造为将微波供应到底部托盘18下方，以用于在腔体14中激励烘脆功能。第二微波供应***54构造为向腔体14供应微波，以用于激发腔体模式。第二微波供应***54包括与第二传输线58连接的第二微波发生器56，以用于经由设置在第一侧壁62的上部区域处的第二馈送端口60向腔体供应微波。第二微波供应***54还包括与第三传输线66连接的第三微波发生器64，以用于经由设置在与第一侧壁62相对定位的第二侧壁70的上部区域处的第三馈送端口68向腔体供应微波。例如，第二传输线58和第三传输线66可以各自对应于波导、同轴电缆和/或带状线。第二馈送端口60和第三馈送端口68可以以相似的或不同的高度设置在其各自的侧壁62、70上。在替代实施例中，可以使用单个微波发生器来经由第二馈送端口60和第三馈送端口68向腔体14供应微波。还可以设想，第二馈送端口60和/或第三馈送端口68可以向腔体14供应由第一微波发生器22提供的微波。因此，在替代实施例中，第一微波发生器22可以包括具有多个微波源的发生块。

在当前描述的实施例中，第一微波发生器22、第二微波发生器56和/或第三微波发生器64是固态基微波发生器，其有利地使得能够控制所生成微波的频率和相位、控制微波发生器的输出功率以及固有的窄带频谱。由固态基微波发生器发射的微波的频率通常包括窄的频率范围，如2.4GHz至2.5GHz。然而，应理解，其他频率范围也是可能的。

微波炉10还包括加热***72，加热***72具有加热元件74，加热元件74布置在腔体14的顶板76处，以用于向腔体14提供附加的加热源，从而增加微波炉10的烹饪能力。加热元件74可以构造为基于直接热量或强制对流向腔体14提供烘烤功能，并且可以包括例如烘烤管、石英管、卤素辐射源或红外线-辐射加热器。

如图2进一步所示，微波炉10包括用于控制第一微波发生器22、第二微波发生器56、第三微波发生器64和加热元件74的控制单元78。在操作中，控制单元78基于食品类型和/或操作模式确定待启动第一微波发生器22、第二微波发生器56、第三微波发生器64和加热元件74中的哪一个。例如，控制单元78可以构造为单独地选择和控制分别由第一微波发生器22、第二微波发生器56和第三微波发生器64供应的微波的一组启动(actuations)(例如，频率、幅值、相位和功率)，从而使得能够激发预定的电磁(EM)场，以便根据所选择的操作模式以均匀或不均匀的方式加热食品。附加地或替代地，控制单元78可以控制加热元件74和/或与其连接的任何电源的启动。在一些实施例中，控制单元78可以附加地构造为预测EM场图案分布和在第一微波发生器22、第二微波发生器56和第三微波发生器64以及微波炉10的其他部件(例如，底部托盘18、门16和烘脆板46)中耗散的相对功率。控制单元78可以包括存储器80，在存储器80上存储由处理器84执行的指令82。指令82可以使得能够确定操作模式，从而在微波炉10的不同能量源之间实现平衡。因此，控制单元78可以用作前述能量源之间的共享控制器。但是，可以设想，可以设置一个以上的控制单元，并且控制单元与第一微波发生器22、第二微波发生器56、第三微波发生器64和加热元件74或上述各项的任意组合可操作地耦合。

根据图2所描绘的实施例，设置有用户界面86，并且用户界面86与控制单元78通信。用户界面86可以包括使得用户能够向控制单元78输入信息的触摸屏显示器88或控制面板。该信息可以涉及微波炉10的操作模式的选择。相应地，控制单元78根据所输入的信息控制不同的能量源。如本文中所描述，可以经由在控制单元78的存储器80中存储的指令82来实施操作模式的确定。可以设想，指令82可以包括查找表，从而使得控制单元78能够基于用户经由用户界面86输入的信息容易地检索适当的操作模式。

参照下面的表1，示出了几种操作模式以便于说明。每种操作模式均可以经由用户界面86而进行选择并且通过控制单元78实施。如下面将描述的，包括第一微波供应***52、第二微波供应***54和加热***72使微波炉10具有更好的通用性，从而使得用户能够实现各种烹调效果。如所示的，微波炉10包括烘脆模式，将参照图3更详细地描述该烘脆模式，图3示出了烘脆食品的方法89。该方法89可以通过本文中参照图1和图2所描述的微波炉10来实施，并且可以表现为在控制单元78的存储器80上存储的指令82的子集。

表1：操作模式

参照图3，在步骤90，用户将食品诸如冷冻比萨装载到设置在位于微波炉10的腔体14中的底部托盘18的顶上的烘脆板46上。在步骤92，用户经由用户界面86输入用于选择烘脆模式的信息。所输入的信息还可以指定食品类型，例如冷冻比萨。作为响应，在步骤94，控制单元78控制第一微波供应***52以用于在腔体14的底部24中激励烘脆功能。例如，控制单元78可以启动第一微波发生器22以向可旋转天线20供应微波，可旋转天线20又将微波分配到底部托盘18下方，以用于将烘脆板46的底部加热至其居里点。在步骤96，控制单元78控制第二微波供应***54以在腔体14中激发腔体模式。例如，控制单元78可以启动第二微波发生器56和第三微波发生器64以经由其相应的馈送端口60、68将微波供应到腔体14内，以进行冷冻比萨饼芯的加热和制备。在步骤98，控制单元78控制加热***72以向腔体14提供烘烤功能。例如，控制单元78可以启动加热元件74以进行加热来熔化冷冻比萨顶部的配料。尽管本文中已经以分步的方式描述了步骤94至步骤98，但是应当理解，这些步骤可以同时或以任何顺序相继地执行。

返回参照表1，还可以通过综合利用第一微波供应***52、第二微波供应***54和加热***72中的一者或多者来实现其他操作模式。例如，可以经由用户界面86选择解冻模式，这提示控制单元78仅启动第二微波供应***54，使得第二微波发生器56和第三微波发生器64生成供应到腔体14的微波。相比而言，当经由用户界面86选择均匀加热模式时，控制单元78仅启动第一微波供应***52和第二微波供应***54二者，使得第一微波发生器22、第二微波发生器56和第三微波发生器64生成供应到腔体14的微波。又相比而言，当经由用户界面86选择受控加热模式时，控制单元78仅启动第二微波供应***54和加热***72，使得第二微波发生器56和第三微波发生器64生成供应到腔体14的微波，并且加热元件74向腔体14提供烘烤功能。进一步相比而言，当经由用户界面86选择底部加热模式时，控制单元78仅启动第一微波供应***52，使得第一微波发生器22生成供应到腔体14的微波。

出于方便描述本公开内容的目的，术语“联接”(以其全部形式、联接、联接有、联接至等)通常意味着两个部件(电气部件或机械部件)彼此直接地或间接地连结。这种连结可以在本质上是固定的，或者在本质上是可动的。这种连结可以通过两个部件(电气部件或机械部件)和彼此一体地形成为单一整体或与上述两个部件一体地形成为单一整体的任意附加的中间构件来实现。除非另有说明，这种连结可以在本质上是永久的，或者可以在本质上是可移除的或可释放的。

同样重要的是要注意，示例性实施例中所示的装置的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开内容中仅详细描述了本发明创造的少量实施例，但是查阅过本公开内容的本领域技术人员容易领会到可以进行许多修改(例如，改变各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)，而不实质性地偏离所记载的主题的新颖性教导和优点。例如，示出为一体地形成的元件可以由多个部分构成，或者示出为多个部分的元件可以一体地形成，界面的操作可以逆序或以其他方式改变，***的结构和/或构件或连接器或其他元件的长度或宽度可以改变，设置于元件之间的调节位置的性质或数量可以改变。应当注意，***的元件和/或组件可以由提供足够的强度或耐久性的各种不同的材料中的任意材料、以各种不同的颜色、纹理中的任意颜色、纹理以及它们的任意组合构造而成。因此，意在将所有这些修改包含于本发明创造的范围内。在所需的示例性实施例和其他示例性实施例的设计、操作条件和布置方面可以进行其他置换、修改、变更和省略而不脱离本发明创造的精神。

应理解，任何所描述的过程或所描述的过程中的步骤可以与其他公开的过程或步骤相结合，以形成落入本公开内容的范围内的结构。本文公开的示例性结构和过程出于说明性目的，而不应被解释为是限制性的。

还应理解，可以对上述微波炉10做出变型和修改，而不脱离本文中提供的构思，并且应进一步理解，这些构思旨在由下面的权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其语言而另外明确说明。

以上描述仅被认为是所图示的实施例的描述。本领域技术人员以及制造或使用该装置的人技术员可以想到该装置的改型。因此，应理解，附图中所示的和上面描述的实施例仅用于说明性目的，而非旨在限制装置的范围，该范围由所附权利要求限定，并且所附权利要求根据专利法原理、包括等同原则、进行解释。

Claims (16)

1.一种微波炉，所述微波炉包括：

腔体；

第一微波供应***，所述第一微波供应***构造为向所述腔体的底部供应微波，以用于激励烘脆功能，其中，所述第一微波供应***包括第一微波发生器，所述第一微波发生器构造为固态基微波发生器并与传输线连接以用于经由第一馈送端口向可旋转天线供应微波；

第二微波供应***，所述第二微波供应***构造为向所述腔体供应微波，以用于激发腔体模式；

加热***，所述加热***构造为向所述腔体提供烘烤功能；以及

控制单元，所述控制单元构造为基于经由用户界面选择的操作模式来控制所述第一微波供应***、所述第二微波供应***和所述加热***，

其中，所述操作模式包括烘脆模式，并且其中，所述烘脆模式的选择提示所述控制单元启动所述第一微波供应***、所述第二微波供应***和所述加热***。

2.根据权利要求1所述的微波炉，其中，所述第二微波供应***包括位于所述腔体的第一侧壁的上部区域的第一馈送端口、位于所述腔体的第二侧壁的上部区域的第二馈送端口、以及至少一个微波发生器，所述至少一个微波发生器构造为固态基微波发生器，以用于生成供应到所述第一馈送端口和所述第二馈送端口的微波。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的微波炉，其中，所述操作模式包括解冻模式，并且其中，所述解冻模式的选择提示所述控制单元仅启动所述第二微波供应***。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的微波炉，其中，所述操作模式包括均匀加热模式，并且其中，所述均匀加热模式的选择提示所述控制单元仅启动所述第一微波供应***和所述第二微波供应***二者。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的微波炉，其中，所述操作模式包括受控加热模式，并且其中，所述受控加热模式的选择提示所述控制单元仅启动所述第二微波供应***和所述加热***。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的微波炉，其中，所述操作模式包括底部加热模式，并且其中，所述底部加热模式的选择提示所述控制单元仅启动所述第一微波供应***。

7.一种微波炉，所述微波炉包括：

腔体，所述腔体具有底部托盘；

烘脆板，所述烘脆板与所述底部托盘热接触；

第一微波供应***，所述第一微波供应***包括：

第一微波发生器，所述第一微波发生器用于生成微波；以及

可旋转天线，所述可旋转天线用于经由第一馈送端口接收所生成的微波，并将所生成的微波供应到所述底部托盘下方，以用于将所述烘脆板的底部加热至居里点；

第二微波供应***，所述第二微波供应***包括：

第二馈送端口，所述第二馈送端口设置在所述腔体的第一侧壁处；

第三馈送端口，所述第三馈送端口设置在所述腔体的第二侧壁处，所述第二侧壁与所述第一侧壁相对；以及

至少一个微波发生器，所述至少一个微波发生器用于生成经由所述第二馈送端口和所述第三馈送端口供应到所述腔体的微波；

加热***，所述加热***构造为向所述腔体提供烘烤功能；以及

控制单元，所述控制单元构造为启动所述第一微波发生器、所述至少一个微波发生器和所述加热***，以向所述腔体提供烘脆功能。

8.根据权利要求7所述的微波炉，其中，所述第一微波发生器是固态基微波发生器。

9.根据权利要求7或8所述的微波炉，其中，所述至少一个微波发生器是固态基微波发生器。

10.根据权利要求7至9中的任一项所述的微波炉，其中，所述至少一个微波发生器包括用于生成经由所述第二馈送端口供应到所述腔体的微波的第二微波发生器、以及用于生成经由所述第三馈送端口供应到所述腔体的微波的第三微波发生器。

11.根据权利要求7至10中的任一项所述的微波炉，其中，所述加热***包括布置在所述腔体的顶板处的加热元件。

12.根据权利要求7至11中的任一项所述的微波炉，还包括用户界面，借助所述用户界面向所述控制单元输入信息。

13.一种在微波炉中烘脆食品的方法，所述方法包括以下步骤：

在所述微波炉的腔体中设置底部托盘；

设置与所述底部托盘热接触的烘脆板；

向腔体的底部供应微波，以用于将所述烘脆板的底部加热至居里点；

向所述腔体供应微波，以用于激发腔体模式；以及

启动加热***，以向所述腔体提供烘烤功能，

其中，所述供应到所述腔体的底部的微波经由第一馈送端口供应，并且由构造为固态基微波发生器的第一微波发生器生成，其中，使用可旋转天线将所述供应到所述腔体的底部的微波引导到所述底部托盘下方。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述供应到所述腔体的微波由构造为固态基微波发生器的至少一个微波发生器生成。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个微波发生器包括第二微波发生器和第三微波发生器，所述第二微波发生器构造为生成经由第二馈送端口供应到所述腔体的微波，所述第三微波发生器构造为生成经由第三馈送端口供应到所述腔体的微波，所述第二馈送端口位于所述腔体的第一侧壁的上部区域，并且所述第三馈送端口位于所述腔体的第二侧壁的上部区域，所述第二侧壁与所述第一侧壁相对。

16.根据权利要求13至15中的任一项所述的方法，还包括经由用户界面选择烘脆模式的步骤。

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