DE1567247A1

DE1567247A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des Feuchtigkeits-und Restzuckergehaltes einer einen Diffuseur durchlaufenden Bagasse

Info

Publication number: DE1567247A1
Application number: DE1966B0086377
Authority: DE
Inventors: Walter Dietzel; Willy Kaether
Original assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Current assignee: BMA Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG
Priority date: 1966-03-25
Filing date: 1966-03-25
Publication date: 1970-06-25
Also published as: DE1567247B2; AT260139B; GB1145784A; BE684218A; US3475214A

Description

Dr.-lng. G. Eichenberg Dipl.-lng. H. Sauerland

Patentanwälte

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Braunschweigische Maschinenbauanstalt, Braunschweig,

Am Alten Bahnhof 5

"Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung des ffeuchtig-

keits- und Restzuckergehaltes einer einen Diffuseur

durchlaufenden Bagasse"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verringerung des Feuchtigkeits- und Restzuckergehaltes einer einen Diffuseur durchlaufenden und anschließend in Bntwässerungsmühlen eintretenden Bagasse, deren Zuckergehalt in der Extraktionsζone des Diffuseurs durch Berieselung mit Extraktionsflüssigkeit nach dem Gegenstromprinzip ausgewaschen wirdo

Bei den bekannten Extraktionsverfahren gelangt das zerkleinerte Zuckerrohr über einen Fülltrichter auf den siebartig ausgebildeten Boden eines Diffuseurs, der mit einem feststehenden Siebboden und darüber hinweggleitenden !Transportmitteln oder mit einem umlaufenden Siebband ausgestattet sein kann,. Unterhalb des Siebbodens sind

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Zum Schreiben vom ...23..JuLaXZ. 1.9.6.6. an ...!.!Zar±a]ir.eiLJimd....^.Q.ia!ii2h±iuag....^ix._J^l^l. Blatt ...3

eine Reihe nebeneinanderliegender !Danks für die Aufnahme der von oben auf die Bagasseschicht rieselnden und diese durchdringenden Extraktionsflüssigkeit angeordnet» Die Extraktionsflüssigkeit wird dabei durch jedem Tank zugeordnete Zirkulationspumpen abgepumpt und zu über dem Bagassebett angeordneten Saftverteilern geleitet, die, in Transportrichtung der Bagasse gesehen, jeweils vor dem sie speisenden Tank angeordnet sind.

Am Auslaßende des Diffuseurs wird die Bagasse mit klarem Wasser bzw. mit der in den Entwässerungsmühlen abgepreßten Extraktionsflüssigkeit berieselt, die die Bagasseschicht durchdringt, sich dabei mit Zucker anreichert und im ersten, dem Auslaßende des Troges benachbarten Tank sammelte Von dort aus wird die mit Zucker angereicherte Extraktionsflüssigkeit durch eine Zirkulationspumpe abgepumpt und einem in Transportrichtung vor diesem Tank liegenden Saftverteiler zugeführt. Auf diese Weise durchdringt die Extraktionsflüssigkeit zyklisch im Gegenstrom von Tank zu Tank bzw. von Saftverteiler zu Saftverteiler die Bagasseschichto Auf ihrem Weg vom Auslaßende zur Beschickungsseite des Diffuseurs reichert sich die Extraktionsflüssigkeit mehr und mehr mit Zucker an, wobei sie an der Besohickungsseite ihre höchste Konzentration erreicht.

Die den Diffuseur verlassende Bagasse wird bei einem Restfeuohtigkeitsgehalt von etwa 8O3C Entwässerungs-

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mahlen mit "beispielsweise drei Entwässerungswalzen zugeführt, in denen die Restfeuchtigkeit- so weit verringert wird, daß die Bagasse für Feuerungszwecke verwandt werden kann. Derartige Entwässerungsmühlen erfordern sehr hohe AntriebsIeistungen von 1200 PS und mehr und arbeiten mit Preßdrücken von 400 kg/cm und mehr, um den Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse auf etwa 48 bis 52$ zu reduzieren. Die sehr hohen Arbeitsdrücke der Entwässerungsmühlen erklären sich aus der nur wenige Sekunden währenden Preßzeit der Bagasse im Spalt zwischen den Walzen_o V/egen der geringen Verweilzeit der Bagasse in der Preßzone zwischen den Y/alzen ist es zudem erforderlich, stets mehrere Entwässerungsmühlen hintereinander anzuordnen«, Bei den langsam laufenden Entwässerungsmühlen und den für ihren Antrieb erforderlichen Dampfturbinen hoher Leistung und Getriebe mit extremen Untersetzungsverhältnissen handelt es sich um sehr kostspielige Aggregate, die außerordentlich reparaturanfällig sind und eine ständige Wartung erfordern,. Dabei führen insbesondere die hohen Abpreßdrücke zu einer schnellen Abnutzung der Walzeno

: ■ Um die Anzahl der dem Diffuseur nachgeschalteten Entwässerungsmühlen zu verringern, ist bereits vorgeschlagen worden, eine Teilentwässerung der Bagasse am Ende des Diffuseurs, deh₀ vor dessen Auslaßende durchzufuhren„ Zur !eilentwässerung der Bagasse sind dabei am Ende des Diffu-

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seurs eine oder mehrere Druckwalzen angeordnet. Diese Walzen arbeiten mit verhältnismäßig niedrigen Drücken und im Vergleich zu den Walzen der Entwässerungsmühlen längerer Abpreßzeit ο Eine wirksame Teilentwässerung durch die Walzen am Auslaßende des Diffuseurs ist jedoch nur dann möglich, v/enn die Füllhöhe der Bagasseschicht verhältnismäßig gering ist. Man arbeitet in der Praxis mit einer Schichthöhe bis 1,5 Hi₅ doch ist man zur Erhöhung des Durchsatzes und damit der Wirtschaftlichkeit des Diffuseurs bestrebt, die Bagasseschicht so hoch wie möglich zu halten₀ Bei zu hoher Bagasseschicht sind die im Diffuseur liegenden Abpreßwalzen jedoch nicht mehr in der Lage, einen nennenswerten Teil der Feuchtigkeit aus der Bagasse herauszupressen,,

Aus Vorstehendem ergibt sich, daß die Forderung nach einer im Hinblick auf eine ausreichende Teilentwässerung geringen Höhe der Bagasseschicht der Tatsache entgegensteht, daß die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens mit steigender Durchsatzmenge, d_oh_o mit Vergrößerung der Höhe der Bagasseschicht, verbessert wird.

Ein weiterer Nachteil einer zu großen Schichthöhe im Bereich der Druckwalzen ergibt sich daraus, daß die Zuckerkonzentration der an der Bagasse haftenden bzw. unter dem Druck der Walzen durch die Bagasse perkolierenden Extraktionsflüssigkeit die sehr niedrige Zuckerkonzentra-

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tion der Bagasse am Auslaßende des Diffusionstroges "bereits in erheblichem Abstand vom Boden des Diffuseurs erreicht. Sobald die Bagasse dieselbe Zuckerkonzentration besitzt, wie die ihr anhaftende oder die perkolierende Extraktionsflüssigkeit findet wegen Fehlens eines Konzentrationsgefälles zwischen Bagasse und Extraktionsflüssigkeit während der weiteren Abwärtsbewegung der Extraktionsflüssigkeit keine weitere Extraktion von Zucker mehr statt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, die Nachteile der herkömmlichen Extraktionsverfahren und Vorrichtungen zu beheben und ein Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung zu entwickeln, mit denen es möglich ist, sowohl eine Verringerung des Peuchtigkeits-, als auch des Restzuckergehaltes der Bagasse vor Eintritt in die Entwässerungsmühlen zu erreichen_c Die Erfindung zielt also darauf ab, eine Entlastung der dem Diffuseur nachgeschalteten Entwässerungsmühlen zu erreichen und dabei gleichzeitig einen zusätzlichen Gewinn an Zucker durch eine wirksame Nachdiffusion ohne Berieselung mit Extraktionsflüssigkeit außerhalb der Extraktionszone zu erzielen,, Gelöst wird diese Aufgabe in der Weise, daß die Bagasse nach Verlassen der Extraktionsζone und vor Eintritt in die Entwässerungsmühlen bei im Vergleich zur Extraktionszone größerer Transportgeschwindigkeit in einem Abpreßgerät einer Nachdiffusion unterworfen und vorabge-

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preßt wirdο Infolge der sich plötzlich vergrößernden Iransportgeschwindigkeit verringert sich zwangläufig die Höhe der Bagasseschicht, so daß sich bei geringer Schichthöhe unter Anwendung eines geringen Abpreßdrucks ne"ben der Verringerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Bagasse eine wirksame Nachdiffusion ergibt, wobei die der Bagasse anhaftende bzw» perkolierende Extraktionsflüssigkeit infolge der geringen Schichthöhe niemals die Zuckerkonzentration der Bagasse erreichte

Versuche haben gezeigt, daß bei der sich infolge der Geschwindigkeitserhöhung verringernden Schichthöhe Abpreßzeiten von wenigen Minuten und geringe Preßdrücke von nur wenigen Atmosphären ausreichend sind, um sowohl den Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse zu verringern, als auch eine zeitabhängige günstige Naehdiffusion ohne Zuführung frischer Extraktionsflüssigkeit zu erreichen» Darüber hinaus ergibt sich beim Übergang von der Extraktionsζone mit geringerer Wanderungsgeschwindigkext zur erfindungsgemäßen Abpreßzone mit erhöhter Wänderungsgeschwindigkeit eine innere Umschichtung der Bagasse, die durch Auflösung der Grenzschichten an den einzelnen Partikeln der Bagasse eine Verbesserung der Entzuckerung bewirkt» Eine weitere Verbesserung der Fachdiffusion und der Vorabpressung läßt sich daduroh erreichen, daß erfindungsgemäß im Bereich des Übergangs vom Diffuseur zur Abpreßzone eine Schäl- und

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Schleuderwalze angeordnet ist, die die mehr oder minder kompakte Bagasseschicht aufreißt und die Bagasse gleichmäßig umgeschichtet einer Vorrichtung zuführt, in welcher die erwähnte Nachdiffusion und die Vorabpressung mit geringem Druck "bei niedriger Schichthöhe stattfindet.

Um eine wirksame Vorabpressung und Fachdiffusion der Bagasse in der Vorrichtung zu erreichen, sind dort mindestens eine, vorzugsweise aber mehrere schwenkbar "beispielsweise in -einem Rahmen gelagerte Abpreßv/alzen angeordnet, wobei der Rahmen zur Erhöhung des Abpreßdrucks mit einem vertikalen Druckstempel verbunden sein kann. Am Ende der Vorrichtung kann eine weitere Schäl- und Schleuderwalze zur Umschichtung der Bagasse angeordnet sein, welche die die Vorrichtung verlassende Bagasse auf einen zur Entwässerungsmühle führenden Förderer oder auf eine Rutsche wirft.

Am Auslaßende des Diffuseurs, d_oh, vor der im Übergang vom Diffuseur zur erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordneten Schäl- und Schleuderwalze kann eine Sohottwalze oder erfindungsgemäß ein mit einem vertikalen Druck stempel verbundener G-leitschuh angeordnet sein₀ Schottwal ze und Gleitschuh, dienen dazu, einerseits den Austritt von Extraktionsflüssigkeit am Auslaßende des Diffuseurs zu verhindern und können außerdem auch schon einen Teil der in der Bagasseschicht enthaltenen Extraktionsflüssigkeit bereits im Diffuseur abpressen.

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Da die Dichte der Bagasseschicht auf ihrem Weg durch den Diffuseur ständig zunimmt und die in der aufgegebenen Extraktionsflüssigkeit beispielsweise als Folge von Ρττ-ϊ/ertschwankungen suspendierten Peststoffteilchen die Durchlässigkeit der Bagasseschicht zum Auslaßende des Diffuseurs hin "immer mehr verringern, kann es vorkommen, daß insbesondere die am Auslaßende des Diffuseurs aufgegebene Extraktionsflüssigkeit nicht mehr in die Bagasseschicht eindringt, sondern auf der Oberfläche verbleibt ο Um diesen Nachteil zu beheben, ist erfindungsgemäß in Transportrichtung vor den von den Entwässerungsmühlen gespeisten Saftverteilern im Diffuseur mindestens eine mit Stacheln, Scheiben, Rillen od₀dgl₀ besetzte Aufreißwalze angeordnet, die den oberen Bereich der Bagasseschicht so weit auflockert, daß die anschließend aufgegebene Extraktionsflüssigkeit leicht in die Bagasseschicht eindringen kam.

Das Verfahren nach der Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen einer erfindungsgemäßen Extraktionsvorrichtung des näheren erläutert« In der Zeichnung zeigen:

Figo 1 die Seitenansicht eines Diffuseurs nach der Erfindung,

Figo 2 einen Vertikalschnitt durch das Abpreßgerät der Figo 1 nach der linie II-II, jedoch in größerem Maßstab,

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Fig. 3 die Teilansicht eines Diffuseurs mit nachgeschalteter Abpreßvorrichtung und

Figo 4 ein der Figo 3 ähnliches Ausführungsbeispiel der Erfindung .

Der Diffuseur 5 besitzt einen feststehenden Siebboden 6, der beschickungsseitig, d_oh_o unterhalb eines Einfülltrichters 7 zweckmäßigerweise nach oben abgewinkelt ist. Unterhalb des Siebbodens 6 sind mehrere, sich über die gesamte Länge und Breite des Diffuseurs erstreckende, Seite an Seite liegende Tanks 8 angeordnet, die zur Aufnahme der durch die Bagasseschicht perkolierenden Extraktionsflüssigkeit dienen. Jedem Tank 8 ist eine Zirkulationspumpe 9 zugeordnet, welche die sich im Tank sammelnde Extraktionsflüssigkeit kontinuierlich abpumpt und über Rohrleitungen 11 an Saftverteiler 12 abgibt«,

Die Saftverteiler 12 sind über die gesamte Länge des Diffuseurs verteilt und liegen jeweils in Transportrichtung vor den sie speisenden Zirkulationspumpen 9 bzw„ Tanks 8. Über den Siebboden 6 gleiten endlose Schleppketten 13, zwischen denen sich quer zur Förderrichtung eine Vielzahl von Förderlinealen 14 erstrecken (Fig. 3, 4). Die Sohleppketten 13 sind durch Umlenkrollen 15 geführt und bewegen zusammen mit den Förderlinealen die Bagasse mit konstanter Wanderungsgesohwindigkeit über den Siebboden 6 bis . zum Auslaßend.e des Diffuseurs, wo die Bagasse in eine Ab-

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preßvorrichtung 16 gelangt„ Die Abpreßvorrichtung besitzt ebenfalls einen Siebboden 17 mit darunter liegendem Tank 18 zur Aufnahme der abgepreßten Extraktionsflüssigkeit. Die in die Abpreßvorrichtung 16 gelangende Bagasse wird durch über Umlenkrollen 19 geführte Förderketten 21 mit querliegenden Förderlinealen 22 transportiert ο Die Fördereinrichtung 21, 22 besitzt einen separaten Antrieb und läuft mit wesentlich größerer Geschwindigkeit als die Schleppketten 13 des Diffuseurs 5 ο

Oberhalb der Fördereinrichtung 21, 22, die tiefer als der Siebboden 6 liegt, sind mehrere, in einem schwenkbaren Rahmen 23 befindliche Abpreßwalzen 24 angeordnet, die gegebenenfalls angetrieben sein und mit unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeit rotieren können,, Zur Erhöhung des auf die unter den Abpreßwalzen 24 liegende Bagasse wirkenden Abpreßdrucks ist der schwenkbare Rahmen 23 Eiit einem vertikalen Druckstempel 25 verbunden»

Wegen der im Vergleich zu den Schleppketten 13 des Diffuseurs größeren Umlaufgeschwindigkeit der Förderketten 21 wird die Höhe der Bagasseschicht beim Übergang vom Diffuseur 5 zur Abpreßvorrichtung 16 stark verringert, so daß die Abpreßwalzen 24 auf eine niedrige Bagasseschicht einwirken und eine entsprechend gute Entwässerung bewirken. Um eine sich auf die Nachdiffusion durch die den Bagasseteilchen anhaftende Extraktionsflüssigkeit vorteilhaft aus-

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wirkende Intensivierung der Umschichtung der Bagasse "beim Übergang vom Diffuseur 5 zum Abpreßgerät 16 zu erreichen, ist am Ende des Diffuseurs 5 eine Schäl- und Schleuderwalze 26 angeordnet, deren Schälarme 27 den aus dem Diffuseur 5 austretenden kompakten Bagassekuchen zerrupfen und gleichmäßig umgeschichtet auf die Fördereinrichtung 21, 22 werfen. Am Ende des Diffuseurs 5 ist eine Schottwalze 28 angeordnet, die den Austritt von Extraktionsflüssigkeit aus dem Diffuseur 5 verhindert und gleichzeitig eine gewisse Abpressung der Bagasse bewirkt. Vor der Schottwalze 28 liegen die mit der in der Entwässerungsmühle 29 abgepreßten Extraktionsflüssigkeit gespeisten Saftverteiler 10, denen eine mit Stacheln, Scheiben, Rillen od_odgl_o besetzte angetriebene Aufreißwalze 20 vorgelagert ist. Die Aufreißwalze 20 lokkert den oberen Bereich der Bagasseschicht so weit auf, daß die durch die Saftverteiler 10 aufgesprühte und mit feinen Feststoffteilchen beladene Extraktionsflüssigkeit leicht in die Bagasseschicht eindringen kann₀ Die Aufreißwalze 20 kann auch direkt unter den Saftverteilern 10 angeordnet sein, so daß sie von der austretenden Extraktionsflüssigkeit ständig abgewaschen wird.

Am Ende der Fördereinrichtung 21, 22 ist eine weitere Schäl- und Schleuderwalze 31 angeordnet, deren Schälarme 32 die Bagasse von der Fördereinrichtung 21, 22 auf einen zur Entwässerungsmühle 29 führenden Schrägförde-

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rer 33 werfen.

Bei dem in Pig, 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Übergang zwischen dem Siebboden 6 des Diffuseurs 5 und einem wenigstens im Abpreßbereich auf Stützrollen 34 liegenden umlaufenden Siebband 35 ebenfalls stufenförmig. Der Antrieb des schneller als die Schleppketten 13 umlaufenden Siebbandes 35 erfolgt über eine der Umlenkrollen 36. Anstelle einer Schottwalze ist bei diesem Ausführungsbeispiel am Ende des Siebbodens 6 bzw_o dem Auslaßende des eigentlichen Diffuseurs 5 erfindungsgemäß ein schwenkbarer und mit einem vertikalen Druckstempel 30 verbundener Gleitschuh 38 angeordnet, Der Gleitschuh 38 bewirkt sowohl eine Egalisierung der Bagasseschicht, als auch ein gewisses Abpressen der in ihr befindlichen Extraktionsflüssigkeit. Im übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel der Pig« 3 im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach E¹Ig₀ 1.

Das Ausführungsbeispiel der Figo 4 entspricht im wesentlichen der Figo 3, wobei die Fördereinrichtung 34, 35, 36 lediglich im Endteil des Diffuseurs 5 angeordnet ist, jedoch das obere Trum des Siebbandes 35 in einer Ebene mit dem Siebboden 6-bzw. den Schleppketten 13 des Diffuseurs 5 ο Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel anstelle der in einem schwenkbaren Rahmen 23 angeordneten und mit einem Druckstempel 25 verbundenen übpreßwalzen 24

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eine einzige Abpreßwalze 37 angeordnete Die Abpreßwalze 37 liegt in einer Schwenkgabel 39 und wird über einen Elektromotor 40 angetrieben» Zur Erhöhung ihrer Wirksamkeit ist der Mantel der Abpreßwalze 37 mit achsparallelen Rippen 41 besetzte

Seitlich Tom Schrägförderer 33 können Leitbleche 42 angeordnet sein, die verhindern, daß die von der Schäl- und Schleuderwalze 31 auf den Schrägförderer geworfene Bagasse nach außen fällt.

Da bei der erfindungsgemäßen Abpreßvorrichtung sowohl der auf die Bagasse wirkende Abpreßdruck, als auch in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit die Dicke der Bagasseschicht beliebig eingestellt werden können, ist durch Anpassung dieser G-rößen an die Konsistenz der jeweiligen Bagasse eine optimale Nachdiffusion (Restentzuckerung) und Torentwässerung in der Abpreßvorrichtung gewährleistet. So haben Versuche ergeben, daß es bei einer Verringerung der Höhe der Bagasseschicht in der Abpreßvorriohtung auf etwa 50$ der Höhe im Diffuseur bereits bei geringen Preßdrücken von wenigen Atmosphären zu einer Erhöhung der abgepreßten ITüssigkeitsmenge um etwa 20$ kommt„ Gleichzeitig zeigte sich, daß auch der RestZuckergehalt der Bagasse beträchtlich verringert werden konnte₀ Daraus ergibt sich nicht nur eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, sondern auoh die Möglichkeit, die Anzahl der Entwässerungsmühlen zu verringern. _ßA

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Braunschweigische Maschinenbauanstalt, Braunschweig,

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Patentansprüche;

ο Verfahren zur Verringerung des Feuchtigkeits- und Restzukkergehaltes einer, einen Diffuseur durchlaufenden und anschließend in Entwässerungsmühlen behandelten Bagasse, deren Zuckergehalt in der Extraktionszone des Diffuseurs durch Berieselung mit Extraktionsflüssigkeit nach dem Gegenstromprinzip ausgewaschen wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Bagasse nach Verlassen der Extraktionszone und vor Eintritt in die Entwässerungsmühlen "bei im Vergleich zur Extrakt ions ζ one größerer Transportgeschwindigkeit einer Nachdiffusion unterworfen und vorabgepreßt wird ο

ο Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Diffuseur (5) und der Entwässerungsmühle (29) eine Abpreßvorrichtung (16, 34, 35, 36) mit je einer Schäl- und Schleuderwalze (26, 31) am Vorrichtungsanfang und -ende angeordnet ist, in der mindestens eine schwenkbar gelagerte Abpreßwalze (37) liegt ο

ο Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet

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durch mehrere in einem gemeinsamen Rahmen (23) liegende und mit einem vertikalen Druckstempel (25) verbundene Abpreßwalzen (24)ο

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3? dadurch gekennzeichnet , daß am Ende des Diffuseurs (5) ein schwenkbarer und mit einem vertikalen Druckstempel (30) verbundener Gleitschuh (38) angeordnet ist«,

ο Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet ₉ daß das Abpreßgerät (16, 34, 35, 36) tiefer als der Siebboden (6) des Diffuseurs liegt ο

Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß das obere Trum des Transportelementes (34, 35, 36) in einer Ebene mit dem Siebboden (6) des Diffuseurs (5) liegt.

ο Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch g ekenn.z e i ohne t , daß in Transportrichtung vor einer Schottwalze (28) oder dem Gleitschuh (38) die mit der in der Entwässerungsmühle (29) abgepreßten und dekantierten Extraktionsflüssigkeit gespeisten Saftverteiler (1.0) angeordnet sind, denen mindestens eine im Diffuseur (5) liegende und mit Stacheln, Scheiben, Rillen od.dgl₀ besetzte, angetriebene Aufreißwalze (20) zugeordnet ist.

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