CN115176853B - 一种多茶种杀青设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多茶种杀青设备，包括供热***、干青***和蒸青***，供热***、干青***和蒸青***三者通过管道连通，干青***包括干青外壳和设置于干青外壳内的干青导热外筒，蒸青***包括蒸青外壳和设置与蒸青外壳内的蒸青筒述干青导热外筒内设置有导热内筒，导热内筒和干青导热外筒内壁均设置有干青螺旋导板，导热内筒内贯穿设置有调温绞龙，调温绞龙一端伸出至蒸青筒内。导热内筒上设置有第一称重结构，干青导热外筒上设置有第二称重结构，第一称重结构和第二称重结构的称重信息汇聚于称重控制器。解决了现有杀青机单一功能，杀青效率低、杀青温度不易控制，质量差、体积较大、能源损耗较大的问题。

Description

一种多茶种杀青设备

技术领域

本发明属于茶叶加工设备领域，尤其涉及一种多茶种杀青设备。

背景技术

茶叶加工通常包括采摘、杀青、发酵和烘干，其中杀青是加工过程中的重要步骤，严重影响茶叶品质。杀青是通过高温破坏和钝化鲜茶叶中的氧化酶活性，抑制鲜叶中的茶多酚等的酶促氧化，蒸发鲜叶部分水分，使茶叶***，便于揉捻成形，同时散发青臭味，促进良好香气的形成的一种制茶步骤。杀青包括炒青、蒸青、晒青和烘青，在工业生产中炒青、蒸青和烘青上主要杀青方式，现有设备采用单功能式，炒青设备只能用于炒青，蒸青设备只能用于蒸青，也有部分厂家将炒青和烘青结合，但是效果难以保证，传统设备分体式设计，能耗较大、未能合理使用能源、占用使用车间，同时对温度控制精准性差，使得杀青质量难以保证。炒青主要为人工使用铁锅炒制，目前市场上常用设备为滚筒杀青机，集合炒青烘青于一体，进行高温杀青。

专利CN202110119205.1公开了一种茶叶杀青装置及杀青方法，包括底座、外筒和内筒，内筒活动连接在外筒的内部，且内筒两端的外壁上均焊接有凸沿，凸沿外侧壁的中心处开设有轮槽，且外筒靠近凸沿的内侧壁上焊接有外筒环，外筒环的内侧壁上通过转轴活动连接有等距离呈环形结构分布的定位轮，且定位轮滑动连接在轮槽的内部，内筒的一端开设有料口。采用滚筒式加工，通过在内筒外设置加热管，对内筒进行加热，通过内筒和搅拌杆转动的方式可以使得搅拌均匀。其主要介绍的是滚筒杀青方式。

专利CN202021094032.X公开了一种高效的蒸汽茶叶杀青机，包括杀青桶，杀青桶包括杀青桶外壳、杀青桶内胆、电机和蒸汽发生装置，其特征在于：杀青桶设置有杀青桶门，杀青桶门铰接于杀青桶，杀青桶外设置有电机安装台，电机台上设置有电机，电机转动连接有转轴，杀青桶内胆设置于杀青桶外壳内，杀青桶包括内胆侧壁和筛网，筛网上设置有内胆门，内胆门铰接于筛网，杀青桶内胆中设置有搅拌轴，杀青桶外壳内壁上设置有行星齿轮组，行星齿轮组包括太阳齿轮、行星齿轮和齿轮圈，述转轴固定连接太阳齿轮的一端，太阳齿轮的另一端固定连接搅拌轴，行星齿轮固定连接于杀青桶外壳，齿轮圈固定连接杀青桶内胆的一个侧壁，内胆的另一个侧壁转动连接于杀青桶外壳的内壁。相比传统古法屉式蒸青结构，该结构使得茶叶在蒸青过程中发生运动，避免了局部过热，热量不均的情况。

针对如何将二者结合，对于本领域技术人员而言最简单的是将热量发生器，也就是能源装置结合，并进行协调管理，以实现能源节约，但是如何合理利用能源，以及不同茶种温度段的控制、相关结构协调统一，对于本领域来说，还是空白，因此合理设置杀青设备以及杀青温度控制，对于茶叶工业化生产是举足轻重的。

专利CN201821879991.5公开了一种兼具蒸青和炒青的萎凋装置，筒体的两端转动设置在机架上；所述筒体的内壁上固定连接有导流板，筒体内穿设有空心轴，位于筒体内的空心轴上开设有多个通孔；所述空心轴上设置有支撑件，支撑件与筒体的内壁固定连接；所述空心轴的一端伸出筒体，并连接有驱动其转动的驱动装置；所述筒体外固定套设有夹套，夹套的一端设置有进口管，进口管连接至空心轴，夹套的另一端设置有出口管。该萎凋装置通过蒸汽进行蒸青和炒青处理，方便维持稳定的杀青温度，其采用蒸汽作为热源进行加热杀青，设计较为巧妙，其作为一机双用设备，在一定程度上具有进步意义，但是由于其是一机两用，仅能单作用使用，加工效率较低，并不利用生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多茶种杀青设备，以解决现有杀青机单一功能，杀青效率低、杀青温度不易控制，质量差、体积较大、能源损耗较大的问题。

为了实现本发明的目的，本发明提供了一种多茶种杀青设备，其中多茶种可视为两种茶叶加工，如蒸青杀青的名优绿茶和滚筒杀青的名优绿茶和大宗绿茶，此处名优绿茶指叶少，芽嫩的茶叶，大宗绿茶指叶多有芽头或者仅叶无芽头，芽头含水量较大，通常芽头的含水量是叶片的三倍，因此在杀青时需要合理控制时间和温度才能完成对茶叶的杀青。为了保证不同茶种可以同时干青，本发明提供了以下技术方案：

一种多茶种杀青设备，包括供热***、干青***和蒸青***，所述供热***、干青***和蒸青***三者通过管道连通，所述干青***包括干青外壳和设置于干青外壳内的干青导热外筒，干青外壳以及干青导热外筒在此处的结构与现有技术中的滚筒杀青机相同，为了便于能源的合理利用，在此增加有蒸青***，所述蒸青***包括蒸青外壳和设置与蒸青外壳内的蒸青筒，所述干青导热外筒内设置有导热内筒，所述导热内筒和干青导热外筒内壁均设置有干青螺旋导板，滚筒杀青的导板设置为本领域的常规设计，此处未详细描述，可以根据实际需要设计螺旋导板的形状以及尺寸，所述导热内筒内贯穿设置有调温绞龙，所述调温绞龙一端伸出至蒸青筒内，该调温绞龙是杀青机的主要热量传递机构，所述导热内筒上设置有第一称重结构，所述干青导热外筒上设置有第二称重结构，所述第一称重结构和第二称重结构的称重信息汇聚于称重控制器，所述供热***包括供热源、供热锅炉和供热控制器，所述干青导热外筒外设置有第一驱动结构，所述导热内筒外设置有第二驱动结构，所述调温绞龙一端设置有第三驱动结构，所述蒸青筒外设置有第四驱动结构，所述第一驱动结构、第二驱动结构、第三驱动结构和第四驱动结构的控制信息来自于驱动控制***，所述驱动控制***、供热控制器、称重控制器通过智能控制单元进行协调控制。通过以上结构，实现了对温度的控制，可以提高杀青质量。称重结构以及驱动结构的选择为本领域技术人员的常规手段，在知悉本申请的技术方案后，即可选择合适的结构，并对尺寸进行调节，以便放入进料设备以及出料设备。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述调温绞龙包括螺旋外罩、设置于螺旋外罩内的安装内罩和设置于安装内罩内的进水管、回水管、进气管和回气管，所述供热锅炉包括锅炉主体、回水箱和回气箱，所述进水管和锅炉主体相连，所述进气管和锅炉主体相连，所述回水管与回水箱相连，所述回气管与回气箱相连，所述进水管出口端和回水管进口端相连。杀青过程主要采用蒸气对调温绞龙进行加热，水管内的循环使用可认为是辅助加热方式。

所述干青外壳和蒸青外壳之间设置有连通管，所述连通管上设置有单向泵。干青***在杀青过程中会激发出大量水分，水分在高温仓内会气化，为了避免温度变化导致其液化落在干青茶叶表面，通过单向泵将蒸气泵入蒸气***内，以便蒸青***使用。

所述蒸青外壳内设置有气腔，所述气腔上设置有若干出气口，所述连通管与气腔相连，所述进气管一端通过均布管与气腔相连，所述回气管一端通过集气管与蒸青外壳相连，用于吸取蒸青外壳内的蒸气。

所述蒸青筒上设置有若干过气孔，所述蒸青筒内设置有蒸青导板。

所述智能控制单元包括称重检测模块、驱动调节模块和温度调节模块，所述称重检测模块实时监测茶叶重量，所述驱动调节模块用于调节转动速度，温度调节模块用于调节温度。温度调节模板包括设置有滚筒内的温度监测器和电控进水泵和电控进气泵的控制，通过对进水进气的控制，实现对滚筒内温度的调节。

本发明还公开了一种多茶种杀青设备的应用，包括以下步骤：

S1、通过供热源11对供热锅炉进行加热，使其达到所需温度，通过气泵和水泵将热水和高温蒸气分别泵入进气管和进水管中，对干青***和蒸青***进行预热；

S2、重复S1步骤，使得干青***和蒸青***达到所需温度；

S3、向干青***和蒸青***导入茶叶，通过称重检测模块对其称量已获得，相应的杀青时间；

S4、通过称重检测模块实时获取茶叶重量，根据称重协调方案进行转动速度调节和温度调节。

所述称重协调方案包括以下步骤：

A1、获取茶叶初始重量G₀，根据经验设定标准杀青后重量为G_C,执行标准温度标准时间T₀杀青,求得标准重量变化率u₀，

A2、间隔时间t获取最新重量G_t，并获取实时重量变化率u，

A3、比较标准重量变化率u₀和实时重量变化率u的大小，并通过驱动调节模块控制转动速度，同时通过温度调节模块控制温度。

所述驱动调节模块的调节方式包括以下两种状态：

B1、若u₀＞u，则处于未饱和状态，驱动调节模块控制减慢转动速度，即为延长杀青时间，即T_c＝t_c+t_d；

B2、若u₀＜u，则处于饱和状态，驱动调节模块控制加快转动速度，同即为缩短杀青时间，即T_c＝t_c-t_d；

其中，A表示干燥表面面积，R_C表示干燥速率，X₀表示初始含水量，X_C表示某时刻含水量，X表示含水量，t表示时间。杀青时间变化和滚筒转动速度相关，滚筒转动速度快，则可有效的杀青时间短，此处应注意需要将时间的变化转换为速度的变化，由于滚筒尺寸固定，茶叶在内部的行程也是可知的，因此速度的调整就是行程和时间的比值，由于其属于常规技术，因此未详细描述。

所述温度调节模块的调节方式为：当若u₀＞u时，通过温度调节模块给予升温，当达到u₀＜u时，停止升温，并给予降温。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的多茶种杀青设备，合理有机的将干青***和蒸青***协调结合，使得能源利用率得到显著提高，通过称重协调方案对杀青的时间和温度进行有效调节，通过该方法可以保证杀青的质量，显著的提高的杀青水平。在滚筒转动时，调温绞龙也转动，使得茶叶受热均匀，导热内筒内的名优绿茶即可在热氛围下加热，同时可通过与调温绞龙接触进行加热，在过程中蒸青筒内的茶叶受蒸青杀青，产生的液体会由于调温绞龙的高温进行气化蒸发，同时蒸青茶叶可以与调温绞龙接触，可以避免杀青叶表面含有液体，便于下一步的加工。

附图说明

图1为本发明多茶种杀青设备整体结构示意图之一；

图2为本发明多茶种杀青设备整体结构示意图之二；

图3为本发明多茶种杀青设备调温绞龙结构示意图。

附图标记：11、供热源；12、供热锅炉；121、锅炉主体；122、回水箱；123、回气箱；21、干青外壳；22、干青导热外筒；23、导热内筒；24、螺旋导板；25、调温绞龙；251、螺旋外罩；252、安装内罩；253、进水管；254、回水管；255、进气管；256、回气管；26、第一称重结构；27、第二称重结构；28、第一驱动结构；29、第二驱动结构；30、第三驱动结构；31、蒸青外壳；32、蒸青筒；33、第四驱动结构；34、连通管；35、单向泵；36、气腔；37、集气管；38、均布管；39、蒸青导板；321、过气孔；361、出气口；311、出水口。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例的多茶种杀青设备，包括供热***、干青***和蒸青***，供热***、干青***和蒸青***三者通过管道连通，干青***包括干青外壳21和设置于干青外壳21内的干青导热外筒22，蒸青***包括蒸青外壳31和设置与蒸青外壳31内的蒸青筒32，干青导热外筒22内设置有导热内筒23，导热内筒23和干青导热外筒22内壁均设置有干青螺旋导板24，导热内筒23内贯穿设置有调温绞龙25，调温绞龙25一端伸出至蒸青筒32内，导热内筒23上设置有第一称重结构26，干青导热外筒22上设置有第二称重结构27，第一称重结构26和第二称重结构27的称重信息汇聚于称重控制器，供热***包括供热源11、供热锅炉12和供热控制器，干青导热外筒22外设置有第一驱动结构28，导热内筒23外设置有第二驱动结构29，调温绞龙25一端设置有第三驱动结构30，蒸青筒32外设置有第四驱动结构33，第一驱动结构28、第二驱动结构29、第三驱动结构30和第四驱动结构33的控制信息来自于驱动控制***，驱动控制***、供热控制器、称重控制器通过智能控制单元进行协调控制。

如图3所示，调温绞龙25包括螺旋外罩251、设置于螺旋外罩251内的安装内罩252和设置于安装内罩252内的进水管253、回水管254、进气管255和回气管256，供热锅炉12包括锅炉主体121、回水箱122和回气箱123，进水管253和锅炉主体121相连，进气管255和锅炉主体121相连，回水管254与回水箱122相连，回气管256与回气箱123相连，进水管253出口端和回水管254进口端相连。

干青外壳21和蒸青外壳31之间设置有连通管34，连通管34上设置有单向泵35。

蒸青外壳31内设置有气腔36，气腔36上设置有若干出气口361，连通管34与气腔36相连，进气管255一端通过均布管38与气腔36相连，回气管256一端通过集气管37与蒸青外壳31相连，用于吸取蒸青外壳31内的蒸气。

蒸青筒32上设置有若干过气孔321，蒸青筒32内设置有蒸青导板39，蒸青外壳31上设置有出水口311，可将蒸气冷凝后产生的冷凝水排出。

智能控制单元包括称重检测模块、驱动调节模块和温度调节模块，所述称重检测模块实时监测茶叶重量，所述驱动调节模块用于调节转动速度，温度调节模块用于调节温度。

本发明的多茶种杀青设备的使用步骤如下：

S1、通过供热源11对供热锅炉12进行加热，使其达到所需温度，通过气泵和水泵将热水和高温蒸气分别泵入进气管和进水管中，对干青***和蒸青***进行预热。

S2、重复S1步骤，气泵和水泵由温度调节模块进行控制，使得干青***和蒸青***达到所需温度。

S3、向干青***和蒸青***导入茶叶，具体为名优绿茶送入导热内筒和蒸青筒，大宗绿茶导入干青导热外筒，此处茶叶导入机构图中未示出，其作为本领域的常用机构，未详尽，不影响本方案的实施，通过称重检测模块对其初始重量进行称量，已获得相应的杀青时间；可根据专业制茶人的经验设定杀青时间，或者采用智能控制模块进行自动控制。

S4、通过称重检测模块实时获取茶叶重量，根据称重协调方案进行转动速度调节和温度调节。茶叶杀青重量的变化大部分都是水分蒸发，因此可通过茶叶重量变化，来判定杀青的效果。由于传统定时杀青方案，无法准确保证茶叶杀青水平，导致茶叶杀青过度，使得制出的茶外观较差。或者时间过短，不利于后期的加工。基于上述原因，设计了一种称重协调方案，具体如以下步骤：

A1、获取茶叶初始重量G₀，根据经验设定标准杀青后重量为G_C,执行标准温度标准时间T₀杀青,此处的设定标准依据茶叶采摘时间，采摘季节，茶叶品种茶叶类型来给定，可根据高级制茶人的经验，设定相关程序，输入参数以获得最佳标准，标准时间是理想化情况下的时间，也可以按照经验进行数据处理以获得，通过给定标准数据求得标准重量变化率u₀，

该标准重量变化率是在标准时间标准重量的最理想化情况下，获得的最优质杀青质量的重量变化率，很难具备再现性，因此制定其为标准，以此向其靠近，即可获得最优质量。

A2、间隔时间t获取最新重量G_t，并获取实时重量变化率u，

由于实际杀青过程中的影响因素较多，因此实时重量变化率是不断变动的。

A3、比较标准重量变化率u₀和实时重量变化率u的大小，并通过驱动调节模块控制转动速度，同时通过温度调节模块控制温度。为了将实时重量变化率与标准重量变化率靠近，可通过温度和杀青时间进行调整。

其中杀青时间的调整是通过驱动调节模块进行实现，驱动调节模块的调节方式包括以下两种状态：

B1、若u₀＞u，则处于未饱和状态，驱动调节模块控制减慢转动速度，即为延长杀青时间，即T_c＝t_c+t_d；

B2、若u₀＜u，则处于饱和状态，驱动调节模块控制加快转动速度，同即为缩短杀青时间，即T_c＝t_c-t_d；

其中，A表示干燥表面面积，R_C表示干燥速率，X₀表示初始含水量，X_C表示某时刻含水量，X表示含水量，t表示时间。

温度调节模块的调节方式为：当若u₀＞u时，通过温度调节模块给予升温，当达到u₀＜u时，停止升温，并给予降温。温度调节的范围不宜过大，过大会对茶叶进行破坏，因此进行实时调整，即能使茶叶杀青效果达到最好。此处由于蒸青干青均是通过温度进行杀青，因此可以将二者共用，如此使得能源的利用达到较高水平，相比传统分体式或者混合式设备，能源利用率至少提高20％。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种多茶种杀青设备，包括供热***、干青***和蒸青***，所述供热***、干青***和蒸青***三者通过管道连通，所述干青***包括干青外壳（21）和设置于干青外壳（21）内的干青导热外筒（22），所述蒸青***包括蒸青外壳（31）和设置与蒸青外壳（31）内的蒸青筒（32），其特征在于：所述干青导热外筒（22）内设置有导热内筒（23），所述导热内筒（23）和干青导热外筒（22）内壁均设置有干青螺旋导板（24），所述导热内筒（23）内贯穿设置有调温绞龙（25），所述调温绞龙（25）一端伸出至蒸青筒（32）内,所述导热内筒（23）上设置有第一称重结构（26），所述干青导热外筒（22）上设置有第二称重结构（27），所述第一称重结构（26）和第二称重结构（27）的称重信息汇聚于称重控制器，所述供热***包括供热源（11）、供热锅炉（12）和供热控制器，所述干青导热外筒（22）外设置有第一驱动结构（28），所述导热内筒（23）外设置有第二驱动结构（29），所述调温绞龙（25）一端设置有第三驱动结构（30），所述蒸青筒（32）外设置有第四驱动结构（33），所述第一驱动结构（28）、第二驱动结构（29）、第三驱动结构（30）和第四驱动结构（33）的控制信息来自于驱动控制***，所述驱动控制***、供热控制器、称重控制器通过智能控制单元进行协调控制；

所述调温绞龙（25）包括螺旋外罩（251）、设置于螺旋外罩（251）内的安装内罩（252）和设置于安装内罩（252）内的进水管（253）、回水管（254）、进气管（255）和回气管（256），所述供热锅炉（12）包括锅炉主体（121）、回水箱（122）和回气箱（123），所述进水管（253）和锅炉主体（121）相连，所述进气管（255）和锅炉主体（121）相连，所述回水管（254）与回水箱（122）相连，所述回气管（256）与回气箱（123）相连，所述进水管（253）出口端和回水管（254）进口端相连；

所述干青外壳（21）和蒸青外壳（31）之间设置有连通管（34），所述连通管（34）上设置有单向泵（35）；

所述蒸青外壳（31）内设置有气腔（36），所述气腔（36）上设置有若干出气口（361），所述连通管（34）与气腔（36）相连，所述进气管（255）一端通过均布管（38）与气腔（36）相连，所述回气管（256）一端通过集气管（37）与蒸青外壳（31）相连，用于吸取蒸青外壳（31）内的蒸气；

所述蒸青筒（32）上设置有若干过气孔（321），所述蒸青筒（32）内设置有蒸青导板（39）。

2.根据权利要求1所述的多茶种杀青设备，其特征在于：所述智能控制单元包括称重检测模块、驱动调节模块和温度调节模块，所述称重检测模块实时监测茶叶重量，所述驱动调节模块用于调节转动速度，温度调节模块用于调节温度。

3.一种如权利要求2所述的多茶种杀青设备的应用，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过供热源11对供热锅炉进行加热，使其达到所需温度，通过气泵和水泵将热水和高温蒸气分别泵入进气管和进水管中，对干青***和蒸青***进行预热；

S2、重复S1步骤，使得干青***和蒸青***达到所需温度；

S3、向干青***和蒸青***导入茶叶，通过称重检测模块对其称量，以获得相应的杀青时间；

S4、通过称重检测模块实时获取茶叶重量，根据称重协调方案进行转动速度调节和温度调节。

4.根据权利要求3所述的多茶种杀青设备的应用，其特征在于，所述称重协调方案包括以下步骤：

A1、获取茶叶初始重量，根据经验设定标准杀青后重量为,执行标准温度标准时间杀青,求得标准重量变化率，

；

A2、间隔时间t获取最新重量，并获取实时重量变化率u，

；

A3、比较标准重量变化率和实时重量变化率u的大小，并通过驱动调节模块控制转动速度，同时通过温度调节模块控制温度。

5.根据权利要求4所述的多茶种杀青设备的应用，其特征在于，所述驱动调节模块的调节方式包括以下两种状态：

B1、若＞u，则处于未饱和状态，驱动调节模块控制减慢转动速度，即为延长杀青时间，即；

B2、若＜u，则处于饱和状态，驱动调节模块控制加快转动速度，同即为缩短杀青时间，即；

，

，

，

其中，A表示干燥表面面积，表示干燥速率，表示初始含水量，表示某时刻含水量，X表示含水量，t表示时间。

6.根据权利要求5所述的多茶种杀青设备的应用，其特征在于，所述温度调节模块的调节方式为：当若＞u时，通过温度调节模块给予升温，当达到＜u时，停止升温，并给予降温。

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