ES2217556T3 - Procedimiento de produccion de una composicion detergente. - Google Patents

Procedimiento de produccion de una composicion detergente.

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ES2217556T3 ES98922805T ES98922805T ES2217556T3 ES 2217556 T3 ES2217556 T3 ES 2217556T3 ES 98922805 T ES98922805 T ES 98922805T ES 98922805 T ES98922805 T ES 98922805T ES 2217556 T3 ES2217556 T3 ES 2217556T3
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Abstract

Se presenta un procedimiento para formar pastillas detergentes que comprende la aplicación de presión a una composición detergente contenida dentro de la cavidad de un molde. La composición detergente del molde está en un estado básicamente fluido o semisólido y el molde estará básicamente lleno antes de que se aplique la presión.

Description

Procedimiento de producción de una composición detergente.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un proceso para conformar pastillas de detergente y a las pastillas de detergente formadas de esta manera. Se pretende que las pastillas de detergente sean para lavado personal o lavado de tejidos.
Antecedentes
Uno de los procedimientos convencionales para fabricar pastillas de detergente es el fundido. En el proceso de fundido, una composición de detergente en un estado calentado, móvil y que vierte con facilidad, se introduce por la parte superior de una cavidad cerrada con la forma deseada en el interior de un molde, y se disminuye la temperatura de la composición hasta que ésta solidifica, ya sea total o parcialmente, de forma que la pastilla se pueda manipular. El molde se compone generalmente por dos partes, y la pastilla puede retirarse abriendo el molde.
Para que pueda fundirse, la formulación de detergente debe ser móvil y vertible con facilidad a las elevadas temperaturas empleadas. El detergente fundido, una vez en el molde, tiende a enfriarse lentamente y de forma desigual. Esto puede ocasionar orientaciones estructurales indeseables y la segregación de ingredientes.
Puede desearse que las formulaciones de detergente se conformen en pastillas en una condición tal que no estén lo suficientemente fluidas para moldearse según procedimientos convencionales. En este caso, puede emplearse la presión para llevar la composición de detergente hasta el interior del molde, por ejemplo, un proceso de moldeado por inyección. La composición de detergente seguirá necesitando algún enfriamiento y solidificación adicional en el interior de la cavidad del molde.
Un problema importante con dichos procesos es que las composiciones de detergente se encogen en el molde a medida que se enfrían y solidifican. Esto es muy indeseable, ya que se pretende que la cavidad del molde comunique una forma distintiva a la pastilla, y a menudo, un logotipo determinado. El encogimiento puede dar como resultado hoyitos, arrugas o agujeros en la pastilla, o bien una depresión en el punto de llenado. Cuál de estas imperfecciones de la pastilla se producirá depende de factores tales como la naturaleza de la composición de detergente en el llenado, el mecanismo de enfriamiento empleado, y la forma y superficie del molde.
Un problema adicional que se asocia en particular con la deposición de composiciones de detergente semisólido en un molde es la formación de "líneas de soldadura" en las pastillas. Sin pretender quedar ligado a teoría alguna, se cree que a medida que el material se deposita en la cavidad del molde, se crean frentes de flujo del material en la cavidad, a medida que el material se añade y la cavidad se llena. Las líneas de soldadura en las pastillas finales son el resultado de las interfases entre los frentes de flujo del material detergente en el interior de la cavidad del molde que no se han mezclado entre sí. Dichas líneas de soldadura pueden ser visibles para el consumidor, y pueden llevar a la debilidad de la pastilla, que a su vez puede conducir a la rotura durante el uso.
Por tanto, existe necesidad de un proceso para conformar composiciones de detergente en pastillas de buena calidad que tengan apariencia y características físicas buenas. Dicho proceso debería evitar las imperfecciones asociadas desde siempre al encogimiento, y, debería permitir que la composición de detergente se alimentara al molde en cualquier estado físico deseado, y que la pastilla formada fuera de cualquier forma deseada, con un logotipo bien definido, si se necesita.
Los documentos WO96/25481 (Unilever) y US 2.813.078 (American Cynamid) describen procesos para preparar bloques sólidos o tabletas de composiciones de detergente mediante la compresión de material granulado o en briquetas, respectivamente, en una máquina de moldeo por presión.
El documento US 2987484 (Procter & Gamble) describe un proceso de moldeo en matriz cerrada en el que un fluido no jabonoso calentado fundido, mezcla de un detergente sintético con un ligante - vehículo, se inyecta rápidamente a través de un orificio pequeño en una matriz sustancialmente cerrada, siendo el fluido mezcla capaz de solidificar de manera que se conserve la forma.
Los presentes inventores han encontrado que si se aplica presión a una composición de detergente en un estado sustancialmente fluido o semisólido contenida en el interior de la cavidad de un molde, entonces, pueden reducirse los problemas asociados con el encogimiento de la composición de detergente a medida que se enfría.
Además, los problemas que se encuentran cuando se conformas pastillas a partir de material semisólido, por ejemplo, líneas de soldadura, pueden aliviarse y puede obtenerse una mejor definición del logotipo.
Resumen de la invención
De acuerdo con un primer aspecto, la presente invención proporciona un proceso para conformar pastillas de detergente que comprende aplicar presión a una composición de detergente contenida en el interior de la cavidad de un molde, caracterizado en que la cavidad de moldeo está sustancialmente llena cuando la presión se aplica, y que la composición de detergente está en un estado sustancialmente fluido o semisólido cuando la presión se aplica por vez primera.
Con el fin de mantener el volumen total de material detergente en la cavidad del molde y mejorar la reproducción de la forma, puede depositarse más composición de detergente en la cavidad del molde, a medida que el volumen de la composición de detergente en la cavidad del molde disminuye a medida que se enfría y encoge.
Así, de acuerdo con un segundo aspecto, la presente invención proporciona una proceso para conformar pastillas de jabón que comprende alimentar una composición de detergente al interior de la cavidad de un molde hasta que ésta está sustancialmente llena, y a continuación crear presión sobre la composición de detergente en el interior de la cavidad del molde aplicando presión a una alimentación de la composición de detergente en contacto fluido con el material contenido en el interior de la cavidad.
Si la composición de detergente que se está depositando en un molde contiene una cantidad de un material compresible, por ejemplo, un gas, entonces cuando se aplica presión a la composición de detergente contenida en el interior del molde, el volumen del material compresible se reducirá. Si la cavidad del molde se cierra con posterioridad, la consiguiente reducción de volumen del material detergente (por ejemplo, encogimiento al enfriarse) permite que el volumen del material compresible se incremente, manteniendo de esta manera la forma global y el volumen de
\hbox{la pastilla.}
Así, de acuerdo con un aspecto adicional, la presente invención proporciona un proceso para conformar pastillas de detergente que comprende aplicar una presión a una composición de detergente contenida en el interior de la cavidad de un molde, caracterizado en que la composición de detergente contiene un componente gaseoso compresible disperso en su interior.
A no ser que se especifique de forma más general, las referencias del presente documente respecto de la invención, o respecto de cualquier característica preferida, se aplican a todos los aspectos de la invención.
Descripción detallada de la invención
Las composiciones de detergente a suministrar al molde pueden estar en cualquier forma capaz de ser depositada en el molde. Por ejemplo, la composición puede estar en una forma sustancialmente fluida (por ejemplo, fundida, dispersión fundida, líquido), sustancialmente semisólida o forma casi sólida, siempre que la composición sea lo suficientemente plástica para permitir que el material se deposite en el molde, tal como lo entendería una persona experta en la técnica.
La presente invención pretende que las composiciones de detergente que no sean móviles ni puedan verterse con facilidad (es decir, que no den como resultado el moldeo en fundido) puedan alimentarse a un molde y conformarse en pastillas mediante técnicas tales como el moldeo por inyección.
De forma preferible, la composición de detergente que penentra en la cavidad del molde está en un estado sustancialmente fluido o semisólido. Puede considerarse que una composición de detergente está en estado semisólido si está presente suficiente estructura en la composición de forma que no se comporte ya como un líquido simple, tal como lo entendería una persona experta en la técnica. El término "fundido", tal como se usa a partir de ahora en este documento, puede incluir composiciones de detergente en un estado sustancialmente fluido o semisólido.
Cuando la presión que se aplica al molde se aplica sobre una sección de área pequeña, por ejemplo, en la entrada del molde, estará claro para la persona experta que no se obtendrán los beneficios de la presente invención si el material en la cavidad del molde se deja solidificar en una extensión excesivamente grande antes de que se aplique la presión. Por ello, el material en el molde está en un estado sustancialmente fluido o semisólido cuando la presión se aplica por primera vez.
El material debería ser tal que sea capaz de transmitir la presión aplicada, por ejemplo en la entrada del molde, a través del material en la cavidad.
De forma preferible, se aplica presión al material detergente contenido en el interior de la cavidad del molde mientras que al menos una parte del material detergente del interior se está solidificando.
El molde está sustancialmente lleno cuando la presión se aplica.
Los moldes usados en la fabricación de pastillas de jabón comprenden típicamente una cavidad definida por un material rígido. Típicamente, un molde comprende dos (o más) matrices rígidas complementarias, que con su ajuste definen una cavidad, correspondiente a la forma total del articulo a fabricar mediante moldeo en fundido o moldeo por inyección, así como una puerta. El detergente fundido se alimenta a la cavidad del molde a través de un orificio o "puerta" en el molde. La puerta se abre por un lado a la cavidad, y por otra parte a un cuello (por ejemplo, un canal pequeño) a través del cual se alimenta la composición de detergente a la cavidad del molde. Puede diseñarse el cuello para contener una cantidad relativamente grande de material detergente, por ejemplo, hasta un 20% del volumen de la cavidad del molde, si se desea.
Los moldes se construyen generalmente con materiales de elevada conductividad térmica, por ejemplo, aluminio. Esto es así para ayudar a enfriar el fundido y, de esta forma, acortar el tiempo de extracción de la pastilla. El molde se diseñara de forma que pueda soportar la presión aplicada prevista sin rezumar, por ejemplo, haciendo provisión de los medios de sellado adecuado tales como "labios" y muescas, juntas, etc. entre las partes del molde. Se podrá sellar también el molde en la puerta, tanto mediante la puesta en contacto con el medio de deposición del material detergente, o bien mediante un dispositivo de cierre separado, tal como una válvula o una pantalla.
En un proceso de moldeo convencional, un detergente fundido en un estado sustancialmente fluido o semisólido, y generalmente a temperatura elevada, se alimenta a un molde hasta que la cavidad del molde está llena. Si la composición de detergente a depositar no está en forma de fluido, puede aplicarse presión a la composición de detergente con el objetivo de depositarla en la cavidad del molde.
Una vez en el interior de la cavidad del molde, el material detergente se enfría, y esto tiene a producir una reducción del volumen del material detergente. Esto puede dar como resultado una de las siguientes incidencias: el material detergente se desprende de la pared del molde, a menudo de forma preferente sobre una parte de la superficie del molde; el material detergente se encoge retrocediendo a partir de una imperfección interna de la pastilla, dejando un "agujero" o hueco(s) en el interior de la pastilla; el material detergente se encoge en la puerta, dejando en ese punto una depresión (una "marca hundida"). La perdida de contacto con la pared del molde resulta visible como hoyuelos o arrugas sobre la superficie de la pastilla. Cualquier depresión en la puerta se observa también rápidamente. La presencia de imperfecciones internas en la pastilla puede demostrarse de forma no intrusiva mediante técnicas de transmisión de rayos X.
Un problema asociado en particular con la deposición en un molde de composiciones de detergente semisólidas es la formación de "líneas de soldadura" en los jabones. Sin estar limitados por la teoría, se cree que a medida que el material se deposita en la cavidad de un molde, se crean frentes de flujo del material en la cavidad a medida que se añade el material y la cavidad se llena. Las líneas de soldadura en las pastillas finales son el resultado de las interfases entre los frentes de flujo del material detergente en el interior de la cavidad del molde que no se han mezclado correctamente entre sí. Dichas líneas de soldadura pueden ser visibles para el consumidor, y pueden llevar a la fragilidad de la pastilla, que a su vez puede conducir a la rotura durante el uso. Estas líneas de soldadura también pueden detectarse mediante técnicas de rayos X.
El molde puede llenarse hasta la puerta (es decir, solamente puede llenarse la cavidad del molde) o bien puede añadirse más material que se asentará, por ejemplo, en el cuello del molde.
Cuando se rellena la cavidad de un molde y, a continuación, se desconecta inmediatamente del medio de alimentación, puede tener lugar cualquiera de los fenómenos anteriormente mencionados.
Si el material en la entrada de la cavidad del molde, o en el cuello del molde, solidifica muy deprisa, aparece el consiguiente encogimiento del material en el interior de la cavidad, que puede dar como resultado huecos internos y/o efectos en la superficie. Si el punto de entrada a la cavidad del molde permanece fundido, son posibles las depresio-
nes / imperfecciones en la posición punto de la puerta.
De acuerdo con el proceso de esta invención, se aplica una presión a la composición de detergente contenida en el interior de la cavidad del molde, una vez que la cavidad está llena. La presión puede aplicarse mediante cualquier dispositivo adecuado, por ejemplo, un pistón o émbolo actuado de forma hidráulica o neumática.
En una forma de realización preferida, puede aplicarse presión a una composición de detergente alimentada en contacto fluido con la composición de detergente en la cavidad del molde con el objetivo de forzar más material hacia el interior de la cavidad del molde, y así poner la composición de detergente en el molde bajo presión. La cavidad del molde puede sellarse o cerrarse a continuación, y el material contenido en su interior se deja enfriar y solidificar.
La alimentación de material detergente al que se aplica la presión puede ser una composición de detergente igual o diferente de la que se contiene en el interior de la cavidad del molde.
En lugar de cerrar o sellar el molde o la cavidad del molde una vez que se ha creado presión sobre el material del interior, la presión puede seguir aplicándose sobre la composición de detergente en la cavidad del molde continuando con la aplicación de presión a una composición de detergente alimentada en contacto fluido con la composición de detergente contenida en la cavidad del molde. Continuando con la aplicación de presión a la composición de detergente alimentada puede significar mantener la presión existente sobre el material en la cavidad del molde, o incluso incrementarla.
Por supuesto, si se está aplicando presión a una alimentación de detergente con el objetivo de crear presión en el material contenido en el interior de la cavidad de un molde, entonces el detergente alimentado debe ser capaz de transmitir dicha presión, es decir, debe estar preferiblemente en un estado fluido o semisólido. A este respecto, puede que sea necesario mantener la alimentación de detergente por encima de una temperatura mínima, mediante calentamiento. Por supuesto, cualquier procedimiento de calefacción no debería interferir en grado significativo con el proceso de solidificación que tiene lugar en el molde, es decir, no debe calentar el molde o el material en el molde en grado significativo, sino únicamente la alimentación del exterior del molde.
En una forma de realización preferida, se alimenta detergente fundido a un molde que comprende una cavidad, una puerta y un receptáculo para la composición de detergente al otro lado de la puerta (por ejemplo, un cuello o depósito), de forma que cuando la cavidad esté llena haya cierta cantidad "extra" de detergente en el receptáculo. Se aplica a continuación presión a la composición de detergente del receptáculo usando un medio adecuado para aplicar presión, por ejemplo un émbolo o pistón.
En el caso de un proceso de moldeo por inyección, en el que se aplica una presión a un alimento de composición de detergente con el objetivo de alimentar un molde, la presión aplicada al alimento de composición de detergente para depositarlo en el molde puede seguir aplicándose al alimento de composición de detergente una vez que la cavidad está llena.
La presión que se crea en la cavidad del molde mediante los procesos de la presente invención puede ser elevada. Por ejemplo, dichas presiones pueden ser de hasta 6,89 MPa, Típicamente, se pueden emplear presiones de
\hbox{0,34-5,52 MPa.}
La presión no necesita ser constante con el tiempo durante el que se aplica, es decir, puede aumentar o disminuir.
Todas las presiones vienen dadas en presiones manométricas, es decir, valor por encima de la presión atmosférica.
El tiempo durante el cual se aplica presión a la composición de detergente una vez que la cavidad del molde se ha llenado variará dependiendo de, entre otras cosas, las propiedades de la composición de detergente que está siendo depositada en el molde, y del régimen de enfriamiento utilizado. Por ejemplo, las composiciones que se depositan en un molde en un estado sustancialmente fluido y a temperatura elevada pueden necesitar un tiempo más largo que las composiciones que se depositan en un molde en un estado sustancialmente semisólido y a temperatura menor.
Típicamente, el tiempo es inferior a 2 minutos, preferiblemente inferior a 1 minuto, más preferiblemente menos de 30 segundos, y lo más preferible, menos de 10 segundos. El tiempo puede ser muy corto, por ejemplo inferior a
1 segundo.
El molde puede sellarse mientras se está aplicando la presión, por ejemplo, mediante una válvula o compuerta, o puede aplicarse la presión durante un periodo que sea al menos suficientemente largo para permitir que el material en el punto de entrada al molde (por ejemplo, la puerta) se solidifique de forma sustancial, es decir, para permitir que se forme un sello en la puerta de forma que cualquier presión adicional aplicada ya no se va a transmitir al material que está en el interior de la cavidad del molde.
Sin pretender quedar ligado a teoría alguna, se cree que cuando una composición de detergente entra en la cavidad de un molde, el material que está más cerca de las paredes de la cavidad del molde se enfriará y solidificará más rápidamente que el material que está en el centro de la cavidad del molde. Esto da como resultado la formación de una "concha" alrededor de un núcleo en estado mucho más fundido. Si la temperatura del molde es inferior a la temperatura de fusión cuando el molde se llena, esta concha se forma muy rápidamente.
Puesto que no hay ninguna pared metálica en la puerta, en este punto la concha tenderá a ser más fina, incompleta, o ni siquiera estará presente. Una vez se ha formado "la pared de la concha", y es rígida en relación con el resto del fundido, una reducción adicional en el volumen tenderá a actuar en la puerta. El fundido en la puerta se introducirá en la cavidad del molde. Si hay material fundido disponible fuera de la cavidad del molde en la puerta, por ejemplo, en el cuello, se introducirá en la cavidad del molde.
Otro procedimiento por el que se puede crear una presión sobre el material en la cavidad del molde es sellando o cerrando la cavidad una vez que esté sustancialmente llena y, a continuación, reducir el volumen de la cavidad. Esto puede conseguirse, por ejemplo, moviendo una pared de la cavidad del molde, o bien otra parte, por ejemplo el logotipo, puede introducirse más profundamente en el interior de la cavidad. Este último procedimiento tiene la venta adicional que puede mejorar la definición del logotipo. Como alternativa al sellado o cerrado del molde tras el llenado, puede mantenerse una presión externa sobre la composición de detergente en la cavidad en cualquier punto de entra-
da / salida de la cavidad del molde, tal como la puerta, con el objetivo de mantener o incluso incrementar la presión sobre el material contenido en el interior de la cavidad, a medida que se reduce el volumen de la cavidad.
La presente invención también proporciona un llenado parcial de la cavidad del molde con una composición de detergente, y a continuación, reducir el volumen de la cavidad del molde hasta que la composición de detergente llene el volumen de la cavidad, y se cree una presión en el material contenido en ella.
En una forma de realización preferida, la composición de detergente a conformar en pastillas contiene un componente o componentes compresible(s), tal como, por ejemplo, un gas. La composición de detergente puede airearse, o puede haber gas presente como resultado del proceso de fabricación (por ejemplo, una etapa de mezclado o como resultado de una reacción química). El volumen de gas en condiciones ambientales puede ser suficiente para crear pastillas flotantes, por ejemplo, o puede ser lo suficientemente pequeño para que no se pueda detectar por el consumidor, por ejemplo, inferior al 5% en volumen y preferiblemente inferior al 2% en volumen. La composición de detergente que contiene un componente gaseoso compresible se deposita en la cavidad de un molde hasta que la cavidad está sustancialmente llena, y a continuación se aplica presión a la composición de detergente alimentada que está en contacto fluido con el material contenido en el interior de la cavidad con el objetivo de forzar la entrada de más material en la cavidad del molde. El componente compresible (es decir, el gas) en la composición de detergente en la cavidad del molde se comprimirá y presurizará, y entrará más material detergente en la cavidad del molde. A continuación, el molde puede sellarse o cerrarse, o puede mantenerse la presión sobre la composición de detergente en contacto fluido con el material contenido en el interior de la cavidad durante un periodo de tiempo, tal como se ha descrito con anterioridad. A medida que el material "no compresible" del interior de la cavidad se enfríe y disminuya en volumen, se incrementará el volumen que ocupa el componente compresible.
En otro aspecto, la presente invención proporciona una pastilla de detergente que puede obtenerse según el proceso de la presente invención.
Por "pastilla de detergente" se define un objeto sólido con forma, tal como una tableta, torta o pastilla, en la que la cantidad de tensioactivo, que comprende jabón, tensioactivo sintético o una mezcla de los anteriores adecuada para lo mismo, es al menos del 5% en peso basado en la pastilla. La pastilla de detergente puede también incluir componentes beneficiosos para impartir o mantener propiedades deseables a la piel, por ejemplo, se puede incluir agentes hidratantes.
Las composiciones de detergente pueden comprender componentes homogéneos, o mezclas de componentes, o pueden comprender material en suspensión o dispersión en una fase continua.
Ejemplos Ejemplo
La formulación detergente A se conformó en pastillas de detergente mediante un proceso de moldeo por inyección. La composición de detergente se alimentó a la cavidad de un molde mediante un dispositivo de inyección que comprendía una cámara de inyección, un actuador y una boquilla.
La composición detergente A estaba en estado semisólido cuando penetró en la cavidad del molde, a una temperatura de 50-55ºC. En todos los ciclos, el molde estaba a temperatura ambiente antes del llenado, y el enfriado se llevó a cabo por empaquetamiento de CO_{2} sólido alrededor de la parte exterior del molde durante el tiempo especificado, manteniendo de forma adicional el molde a temperatura ambiente durante 5 minutos más.
La Formulación A fue como sigue: Ingrediente activo,
% en peso
Isetionato graso, esterificado directamente 27,8
Estearato de sodio 14,6
Propilén glicol 17,8
Ácido esteárico 12,8
PEG 8.000 9,7
Amidopropil betaína de coco 4,9
Cera de parafina 2,9
Isetionato de sodio 0,4
Agua 5,6
Aditivos menores (conservantes, perfume, color, etc.) 2,5
Total 100,0
El "tiempo de mantenimiento" al que se refiere la Tabla 1 es el periodo de tiempo durante el cual se continúa aplicando presión a la composición de detergente alimentada en la cámara de inyección una vez que se ha llenado la cavidad del molde. Transcurrido el tiempo de mantenimiento, se desconectó el molde del dispositivo de alimentación.
La presión medida en la cámara de inyección, en un punto justo por encima de la entrada de la boquilla se registró en la Tabla 1 como máxima presión de inyección. La presión medida en el interior de la cavidad del molde (es decir, en una pared lateral) durante el "tiempo de mantenimiento" se registró en la Tabla 1 como presión media en el molde.
Estos ciclos muestran que la calidad superficial de las pastillas puede mejorarse aplicando presión a una composición de detergente en un molde. No se observaron líneas de soldadura en ninguna de las pastillas.
TABLA 1
1

Claims (6)

1. Un procedimiento para conformar pastillas de detergente, que comprende aplicar presión a una composición de detergente contenida en el interior de la cavidad de un molde, caracterizado en que la cavidad del molde está sustancialmente llena cuando la presión se aplica, y la composición de detergente está en un estado sustancialmente fluido o semisólido cuando la presión se aplica por primera vez.
2. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 en el que se aplica presión a la composición de detergente contenida en el interior de la cavidad de un molde mientras que al menos parte de la composición de detergente se está solidificando.
3. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el que la presión sobre la composición de detergente contenida en el interior de la cavidad del molde se crea aplicando presión a una alimentación de la composición de detergente, estando la composición de detergente en contacto fluido con el material contenido en el interior de la cavidad.
4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la composición de detergente contenida en el interior de la cavidad del molde contiene un componente gaseoso comprimible disperso en la composición.
5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el molde está sellado mientras se está aplicando la presión.
6. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el tiempo durante el que se aplica la presión sobre la composición de detergente contenida en el interior de la cavidad del molde es inferior a 2 minutos.
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