CH616320A5 - - Google Patents
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Description
La présente invention concerne un extracteur de liquide, par exemple un extracteur qui permet d'extraire les jus naturels de produits alimentaires.
Dans l'industrie, il est souvent nécessaire d'extraire des liquides de matériaux. Un exemple typique est celui des procédés dans lesquels il faut déshydrater un produit. Divers autres usages peuvent être trouvés pour cet appareil dans des domaines tels que la production alimentaire, la conduite de procédés chimiques, etc.
Certains produits alimentaires comme les pommes, les oranges, les poires et semblables aux citrons et fruits à pépins,
ainsi que certains légumes, contiennent des jus qui sont consommés en grande quantité par le public.
Autrefois, c'était le consommateur qui extrayait les jus des produits alimentaires. Plus récemment, toutefois, s'est établie l'habitude d'acheter les jus, conditionnés dans un récipient, chez un fournisseur. Par suite de l'importance de la main-d'œuvre et de l'inflation, le coût de l'article manufacturé a augmenté jusqu'à un point tel qu'il est devenu nécessaire de réduire les coûts ou bien d'augmenter le prix de vente de cet article.
Certains fabricants ont entrepris de réduire leurs prix de revient en mécanisant certaines parties de leurs procédés de production, réduisant ainsi la main-d'œuvre nécessaire. Toutefois, les appareils proposés sont tous très proches de la presse hydraulique et ne peuvent donc être automatisés que jusqu'à un certain point. L'efficacité de la production ne peut être augmentée suffisamment pour faire face à la montée en spirale de l'inflation et à la demande toujours accrue de la main-d'œuvre pour des salaires plus élevés.
La production de produits alimentaires liquides du type décrit ci-dessus, requiert un nombre d'opérations du type général suivant:
1) Couper, au moins partiellement, le fruit de façon à assurer une faible résistance à l'écrasement.
2) Presser le fruit coupé afin d'en exprimer le jus.
3) Eliminer le moût indésirable du jus.
4) Conditionner le jus selon les désirs du fabricant.
5) Mettre le produit résultant dans des récipients.
6) Eliminer les résidus et s'en débarrasser.
La première opération est effectuée d'habitude dans une plantation, les fruits entaillés étant transportés à l'installation de pressée par des véhicules ou des convoyeurs.
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La deuxième opération est en général totalement séparée de la première. De même, les opérations suivantes sont généralement effectuées dans des endroits différents les uns des autres.
Il y a un problème fondamental à résoudre pour combiner toutes ces opérations de façon à obtenir un procédé continu, car les appareils disponibles ne permettent pas d'obtenir une production continue.
L'établissement d'un procédé continu est lié à un problème de base constitué par le type d'appareil disponible.
L'équipement connu fonctionne, d'habitude, selon le principe de la compression hydromécanique de produits alimentaires. Un exemple d'un tel équipement peut être trouvé dans le pressoir à vin. Ce pressoir comprend une enceinte dans laquelle on place le raisin. La compression est effectuée grâce à un plateau qui compacte le fruit de façon à exprimer le jus de la pulpe.
Ce type d'équipement ne permet pas d'appliquer une pression jusqu'à ce que le fruit et son jus occupent le plus petit volume possible. Ensuite, le jus doit pouvoir s'écouler dans une cuve ou un autre dispositif semblable d'écoulement.
Ce type d'équipement ne permet pas de séparer du fruit tout le jus disponible dans le fruit, et il ne se prête pas à une production continue.
Une autre méthode d'extraction de liquide utilise une presse hydraulique dans laquelle les fruits coupés sont comprimés dans une chambre de pression de façon à forcer, à travers des ouvertures, jusque dans un récipient, le jus qui s'en écoule. Ce type d'équipement, bien que plus efficace que le premier, est toutefois cyclique et est, par conséquent, limité en efficacité opérationnelle.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients.
A cet effet, l'extracteur de liquide selon l'invention comprend un ruban perméable sans fin, des moyens d'alimentation pour déposer le produit duquel on veut extraire le liquide sur le ruban, ces moyens étant situés en amont de la partie convoyeuse du ruban, un poste de compression circulaire situé en aval de cette partie convoyeuse et comportant un tambour rotatif muni d'un logement circonférentiel dans lequel passe le ruban, et des cylindres disposés à intervalles réguliers autour du tambour et appliquant une pression au ruban, le chemin de retour du ruban débutant au dernier cylindre où il quitte le logement du tambour, des moyens pour entraîner le tambour et le ruban, et un collecteur de liquide situé en dessous du poste de compression.
Une forme particulière de cet extracteur comprend en outre des moyens pour plier le ruban de façon à faire coïncider ses bords afin d'envelopper le produit duquel on veut extraire le liquide, situés vers l'avant de la partie convoyeuse du ruban, des moyens pour déplier le ruban après le poste de compression, et des moyens à l'écart du poste de compression et de collectage du liquide pour recueillir le résidu à partir de ce ruban.
Deux formes d'exécution de l'invention seront décrites, à titre d'exemple, en se référant aux dessins ci-joints :
la fig. 1 est une vue de côté de la première forme d'exécution de la présente invention;
la fig. 2 est une vue partielle de profil de l'appareil de la fig. 1 montrant les relations entre certaines de ses parties importantes;
la fig. 3 est une vue de côté d'une autre forme d'exécution de l'invention ;
la fig. 4 est une vue de l'autre côté de l'appareil de la fig. 3 ; la fig. 5 est une vue en perspective, montrant un transporteur de la forme d'exécution de la fig. 3 ;
la fig. 6 est une vue prise selon les lignes 6-6 de la fig. 4, et les fig. 7 et 8 illustrent une partie du transporteur en montrant avec plus de détails le guidage du ruban dans le transporteur.
Si nous nous référons à la fig. 1, l'extracteur comprend un tambour 9 monté sur un bâti 10 de façon à pouvoir tourner autour d'un essieu coaxial 11. L'essieu 11 est maintenu sur le bâti 10 par des coussinets (non dessinés) dont l'étanchéité est de préférence assurée vis-à-vis de l'intrusion de matières étrangères.
Le tambour 9 a une surface périphérique 12 (fig. 2) sur laquelle est monté un ruban flexible sans fin 13, perméable aux fluides. Le ruban 13 a une longueur suffisante pour lui permettre de passer au-dessus du guide 13' et du cylindre de tension 14, de façon à ménager une conduite ou partie convoyeuse 15 sur laquelle un produit coupé en morceaux peut être amené depuis une trémie 16.
A l'intérieur du guide 13' est monté un deuxième cylindre 17, conjoint à un troisième cylindre 18, et permettant ainsi à un deuxième ruban sans fin 19, élastique et perforé ou perméable aux fluides, d'être tendu autour du tambour 9.
Plusieurs cylindres 20 constituent le moyen par lequel un certain écartement est maintenu entre la partie en retour 21 du ruban 19 et la partie d'alimentation 22. Les cylindres 20 remplissent encore une autre fonction, car ils protègent la partie d'alimentation 22 du ruban 19 des déformations extérieures provoquées par le produit concassé qui passe sur la surface 12 du tambour 9 transporté par le premier ruban 13.
Un troisième ruban 23 est disposé autour du tambour 9 de manière à être superposé au ruban 19. Le ruban 23 est suffisamment long pour lui permettre de passer au-dessus du cylindre 17 et d'un cylindre supplémentaire 24 afin de former une partie transporteuse de décharge 25.
Sur son chemin de retour, le ruban 23 est de préférence orienté de façon à passer au-dessus des galets tendeurs 26 et 27 afin d'éviter des problèmes de coagulation. Cela peut être encore accentué en munissant l'appareillage de racloirs (non dessinés) placés entre les cylindres 24 et 26.
L'extracteur de liquide est actionné par un moteur électrique 27' couplé à une chaîne ou courroie 28 engagée dans une partie de poulie, dans les dents d'un pignon ou des chevilles (non dessinées), à la portion périphérique 29 du tambour 9.
Le tambour 9 est muni de parois latérales 30, comme illustré à la fig. 2, afin d'empêcher la pulpe du produit de suinter entre les rubans 19 et 23.
De plus, le cylindre 18 est muni, de préférence, de parois latérales divergentes 31, de façon à pousser la pulpe vers le centre des rubans 19 et 23 (fig. 2).
Dans un procédé d'extraction de liquide d'une grande quantité de produit, la vitesse à laquelle travaille le dispositif continu d'alimentation et de compression est importante. Il est plus facile d'extraire le jus d'un produit dur que de l'extraire d'un produit mou. Il en est ainsi particulièrement avec les pommes. Si la compression ou la tension exercée sur les cylindres et rubans est constante, le volume de pulpe de fruit par unité de longueur du ruban varie en fonction de la texture et de l'état du fruit.
Bien que le volume de pulpe alimentant la portion 15 du convoyeur (fig. 1) puisse varier selon l'état de la pulpe, il est préférable de faire varier la vitesse de rotation du tambour 9. Cela peut être effectué de nombreuses manières, par exemple grâce à un cylindre détecteur de poids, placé au-dessus de la partie convoyeuse 15, et capable d'être soulevé par la pulpe de fruit passant en dessous.
En vertu de son poids, ce cylindre a tendance à comprimer la pulpe passant sous lui. Cette action de compression sera sujette à une plus grande résistance dans le cas de fruits durs que dans le cas de fruits mous. Ainsi, si le cylindre est relié à un potentiomètre afin de contrôler la source d'énergie alimentant le moteur 27', la vitesse d'extraction peut être réglée en fonction de l'état du fruit.
Alternativement, le convoyeur peut être muni d'un détecteur de flexion 32 (fig. 1) couplé à un potentiomètre 33 par un moyen de liaison 34. En vertu du fait qu'il y a une différence de poids entre les fruits durs et mous, le potentiomètre règle la vitesse de l'extracteur.
Une autre méthode permettant de régler la vitesse de l'extracteur peut être de coupler les moyens de commande de la vitesse au
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plateau déflecteur 35 d'un pressoir de fruit 36, dispose à l'entrée de la trémie 16.
Le produit est introduit dans la trémie 16 depuis un convoyeur ou grâce à n'importe quel autre moyen approprié. Le produit 37, sous l'influence de son propre poids, passera vers le bas, à travers une ouverture 38, vers une zone de fragmentation. La zone de fragmentation contient un clapet 35 (ou plateau déflecteur) qui est articulé en 40 et décentré élastiquement contre un cylindre 41.
Le cylindre 41, monté de façon à pouvoir tourner autour de l'axe 42, a plusieurs éléments de coupe 43, disposés sur sa périphérie. Ainsi, lorsque le produit 37 passe dans la zone de fragmentation, il est poussé contre le cylindre 41 par le clapet 35, de telle sorte que, lorsque le cylindre 41 est mis en rotation, les éléments de coupe 43 coupent le produit afin de réduire sa résistance à la compression.
Le produit partiellement coupé 37 passe, en un flot sensiblement continu, de la zone de fragmentation sur la partie convoyeuse 15 du ruban 13 et, comme le ruban 13 se meut à une vitesse relativement constante, le produit se dépose à sa surface en une couche d'épaisseur constante. Par son mouvement, le ruban 13 transporte le produit sur le tambour 9 et sous le ruban 23.
Parce que la surface 12 du tambour 9 et les rubans 13, 21 et 23 sont perméables, les liquides extraits du produit coulent vers le bas, dans le baquet 43, hors duquel ils sont extraits vers le poste de traitement suivant.
Le second mode d'exécution, qui est le préféré, est illustré dans les fig. 3 à 7.
Comme illustré à la fig. 3, ce mode d'exécution de l'invention comprend un premier et un second bâti 44 et 45, Le bâti 44 contient une source d'alimentation 48 et un poste collecteur de pulpe 47, tandis que le bâti 45 contient le dispositif de commande 46, des éléments de transformation, généralement numérotés 49 et un poste collecteur de jus 50.
Dans ce mode d'exécution de l'invention, un seul ruban principal 51, sans fin, est monté autour d'un tambour 52; sa partie convoyeuse est située sur le premier bâti 44, sous la source d'alimentation 48.
Le tambour 52, dont la paroi périphérique 53 peut être perméable ou non, est monté de manière fixe sur un arbre 54 qui est supporté, de façon à pouvoir tourner, par des paliers situés sur les parois latérales du tambour. Ces parois latérales supportent également les paliers 57 dans lesquels sont fixés les arbres 58 des cylindres de compression 59.
Les arbres 54 et 58 dépassent suffisamment la paroi pour permettre à des pignons dentés, respectivement 59' et 60', d'y être montés de manière fixe. La commande 46, qui comporte un moteur à vitesse variable, est aussi munie d'un pignon denté 61 qui commande le pignon denté 59' du tambour 52 au moyen de la chaîne 62.
L'arbre 58' est muni d'un second pignon denté 63 qui est mis en prise par la chaîne 62 afin d'actionner les cylindres 59. Les pignons 60 sont engrenés dans une seconde chaîne 64 qui est tendue par un pignon libre denté, monté élastiquement, afin d'effectuer la transmission entre les cylindres 59.
Comme on le voit sur la fig. 5, l'appareil est muni d'un second ruban perméable qui est monté de manière continue sur les cylindres 59 afin de fournir une pression continue sur le ruban 51. Toutefois, ce second ruban n'est pas une caractéristique essentielle de la présente invention.
Comme pour le premier mode d'exécution, le tambour 52 est muni de bourrelets 67 qui définissent avec la paroi circulaire 53 un logement circonférentiel dans lequel passe le ruban 51. Ces bourrelets 67 ont comme unique fonction le guidage du ruban.
La largeur du ruban 51 est au moins une fois et demie celle de la paroi périphérique 53, et est constituée dans un matériau perméable à bords 68 renforcés par un fil métallique. Le ruban 51 a de préférence entre deux et trois fois la largeur de la paroi périphérique 53. Toutefois, cette largeur ne doit pas dépasser et est de préférence, inférieure à trois fois la largeur de cette paroi.
La portion du ruban 51, qui est située sur le tambour 52, est repliée de façon que ses bords 68 coïncident les uns avec les autres afin d'envelopper le produit et d'éviter effectivement que la pulpe ou le résidu ne s'échappe, ainsi que le montre la fig. 5.
Comme le ruban 51 est replié afin d'envelopper le produit avant la compression de ce dernier, certains moyens de guidage doivent être fournis afin de guider les bords 68 en permettant au ruban de se plier et de se déplier alors qu'il entre et quitte le poste de compression. Cela peut être effectué grâce à un ensemble de guidage 69 (fig. 3 et 4), illustré plus en détail dans les fig. 6, 7 et 8.
L'ensemble de guidage 69 comprend des roues de fin de guidage 70 et des roues de guidage supérieures et inférieures, respectivement 71 et 72. Chaque roue de guidage 70, 71 et 72 est munie d'une rainure circonférentielle 73 dans laquelle s'engagent les bords (68) renforcés par un fil métallique du ruban 51. Lorsque le ruban 51 quitte le tambour 52, les roues inférieures 72 guident les bords 68 le long d'un parcours divergent, tandis que les roues de fin de guidage 70 maintiennent les bords 68 écartés à une dimension transversale maximale lorsque le ruban retourne sur lui-même afin de passer devant la source d'alimentation 48.
Tandis que le ruban 51 est guidé en arrière, au-delà de la source d'alimentation 48, les roues de guidage supérieures guident les bords le long d'un parcours convergent, de sorte que le ruban forme une auge lorsqu'il passe devant la source d'alimentation 48, le produit étant ainsi maintenu convenablement. Pour assurer que le ruban 51 soit suffisamment tendu pour retenir les bords 68 dans le canal des roues de guidage, les roues de fin de guidage 70 sont montées sur les pivots de levier 74, qui permettent, grâce aux ressorts 75, de tendre le ruban sur les roues de guidage 71 et 72.
En plus des roues de guidage, l'appareil est muni de cylindres 76, qui poussent la partie centrale 77 (fig. 4) du ruban vers le bas, au poste 47, afin de libérer le ruban des résidus pulpeux.
Les roues de guidage supérieures 71 sont disposées de telle façon que, lorsque la partie centrale 77 du ruban 51 passe sous la sortie 78 de la source d'alimentation 48, elle est reçue sur un plateau de guidage 79 qui est monté en 80 de manière à pouvoir pivoter. Lorsque le produit tombe dans le ruban 51, il fait dévier le plateau de guidage 79 autour du pivot 80. En pivotant, le plateau de guidage 79 actionne un bras 81, qui, sous l'influence du poids du produit, fait tourner le bras de contrôle 82 autour du pivot 83 dans la direction contraire à celle des aiguilles d'une montre, afin de pousser vers le bas le câble de contrôle 84. Tandis que le câble 84 se meut vers le bas en résistant à la tension du ressort 85, il fait tourner la roue 86. L'état du produit déposé sur le ruban 51 détermine l'importance de la déviation de l'arbre de contrôle 82, qui commande à son tour la rotation de la roue 86. La roue 86 actionne un potentiomètre ou un rhéostat qui commande à son tour la vitesse opérationnelle du moteur de commande 46, réglant ainsi la quantité de produit déposée sur le ruban par unité de longueur.
Lorsque le produit à l'intérieur du ruban 51 est comprimé entre les cylindres 59, le ruban 66 et la paroi 53 du tambour 52, le jus naturel exprimé du produit s'écoule vers le bas, à travers les rubans 51 et 66, dans un réceptacle 50, dans lequel est disposée une pièce 87 en forme de flotteur.
Dans des circonstances normales, le réceptacle est fréquemment vidé ou le liquide en est pompé de manière continue par une pompe, centrifuge, à diaphragme ou à ailettes, puis est dirigé vers un poste de transformation, situé à l'écart. Toutefois, si la vitesse à laquelle le réceptacle 50 est rempli excède la vitesse à laquelle le liquide recueilli en est évacué, il est nécessaire de diminuer la vitesse de fonctionnement de l'appareil ou d'arrêter le fonctionnement jusqu'à ce que le réceptacle soit vidé ou jusqu'à ce que la quantité de liquide recueilli ait suffisamment baissé pour permettre à l'appareil de continuer de fonctionner.
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Cette dernière opération est effectuée par la pièce en forme de flotteur 87 qui, en se déplaçant vers le haut avec le niveau du liquide dans le réceptacle, pousse la roue 88 vers le haut, ce qui actionne l'unité de contrôle 89.
L'unité de contrôle 89 peut comporter un interrupteur isolant, dont la commande coupe le moteur 46 (fig. 4), ainsi que le moteur 90 commandant la coupe du produit (fig. 7) et que le moteur commandant le convoyeur d'alimentation 91 (fig. 4), jusqu'à ce que le niveau de liquide dans le réceptacle ait baissé. Alternativement, l'unité de contrôle 89 peut comporter une unité de contrôle de vitesse commandant la vitesse de fonctionnement des trois moteurs décrits, réglant ainsi la vitesse de production en fonction de la vitesse à laquelle le liquide est évacué du réceptacle 50.
Lorsque le ruban 51 quitte le tambour 52, il passe vers le bas, au-dessus du dernier cylindre 59, tandis que ses bords 68 accomplissent un chemin divergent, ouvrant ainsi le ruban, et permettant au produit pulpeux de tomber dans le collecteur de résidu 47. 5 Ce collecteur peut comporter un récipient ou un convoyeur approprié à l'évacuation du résidu par des pompes ou par un convoyeur.
La source de produit est, de préférence, la même que celle du premier mode d'évacuation, alors que le convoyeur 91 peut être io de n'importe quel type approprié.
Au cas où les bords renforcés du ruban 51 sortiraient des roues de guidage, les moteurs d'entraînement seraient isolés au moyen des interrupteurs isolants 92 qui perçoivent la tension correcte des bords 68 du ruban au moyen des bras 93.
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Claims (16)
1. Extracteur de liquide, caractérisé par le fait qu'il comprend un ruban perméable sans fin (13), des moyens d'alimentation (16) pour déposer le produit (37) duquel on veut extraire le liquide sur le ruban, ces moyens étant situés en amont de la partie convoyeuse (15) du ruban, un poste de compression circulaire situé en aval de cette partie convoyeuse et comportant un tambour rotatif (9) muni d'un logement circonférentiel, dans lequel passe le ruban, et des cylindres (20) disposés à intervalles réguliers autour du tambour et appliquant une pression au ruban, le chemin de retour du ruban débutant au dernier cylindre où il quitte le logement du tambour, des moyens (27', 28) pour entraîner le tambour et le ruban, et un collecteur de liquide (43) situé en dessous du poste de compression.
2. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le poste de compression comprend un second ruban perméable (19) qui est monté de manière continue sur les cylindres disposés à intervalles réguliers autour du tambour de compression (9), et des moyens pour entraîner ce ruban.
3. Extracteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'espacement entre les cylindres (20) disposés à intervalles réguliers autour du tambour et la paroi périphérique (12) du tambour diminue progressivement dans la direction de rotation du tambour.
4. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour couper partiellement le produit avant qu'il ne soit déposé sur le ruban.
5. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens pour régler la vitesse de déplacement du ruban en fonction de l'état du produit.
6. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (71) pour plier le ruban de façon à faire coïncider ses bords (68) afin d'envelopper le produit duquel on veut extraire le liquide, situés vers l'avant de la partie convoyeuse du ruban, des moyens (70, 72) pour déplier le ruban lorsqu'il quitte le poste de compression, et des moyens, à l'écart du poste de compression et de collectage du liquide, pour recueillir le résidu à partir de ce ruban.
7. Extracteur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les moyens pour déplier le ruban comprennent deux paires de roues de guidage (72) dans lesquelles s'engagent les bords (68) de ce ruban faisant accomplir à ces derniers un chemin divergent.
8. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens pour plier le ruban comprennent au moins une paire de roues de guidage (71), qui sont situées en aval des moyens d'alimentation (48), qui comportent une rainure circonfé-rentielle (73) dans laquelle vient s'engager l'un des bords (68) du ruban (51) et qui guident les bords de ce ruban le long d'un parcours convergent, de sorte que le ruban forme une auge lorsqu'il passe devant les moyens d'alimentation.
9. Extracteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens pour déplier le ruban comprennent également un cylindre (76) qui pousse la partie centrale du ruban vers le bas, afin de libérer des résidus pulpeux, un collecteur de pulpe (47) étant placé en dessous de ces moyens.
10. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (79, 81, 82, 84 à 86) commandés par la quantité de produit déposée sur le ruban, depuis les moyens d'alimentation, qui permettent de régler la quantité de produit déposée par unité de longueur sur le ruban.
11. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (87 à 89) commandés par le niveau de liquide dans le collecteur de liquide, qui permettent de régler la vitesse d'extraction du liquide en fonction de sa vitesse d'évacuation.
12. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (32 à 34) pour régler la vitesse de déplacement du ruban en fonction de la dureté des matériaux d'où le liquide doit être extrait.
13. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens de renforcement le long des bords (68) du ruban et des moyens pour tendre ce ruban.
14. Extracteur selon la revendication 13, caractérisé par le fait que les moyens pour tendre le ruban comportent des roues (70) mises en prise avec les bords (68) de ce ruban.
15. Extracteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la largeur du ruban (51) déplié est supérieure à deux fois et inférieure à trois fois la largeur du poste de compression circulaire.
16. Procédé de mise en action de l'extracteur de liquide selon la revendication 1, caractérisé par le fait que des moyens (16, 48) déposent le produit (37) dont on veut extraire le liquide sur un ruban perméable sans fin (13, 51), et plient ce dernier afin d'envelopper le produit que le ruban amène à travers un poste de compression circulaire où une pression augmentant progressivement lui est appliquée de façon que le liquide qu'il contient soit exprimé, que d'autres moyens (70, 72) déplient le ruban lorsqu'il quitte le poste de compression, que le liquide est recueilli dans un collecteur (43, 50), tandis que le résidu est collecté à partir du ruban et transporté vers un poste situé à l'écart du poste de compression et de collectage du liquide.
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