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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Sojasoße, die
Verwendung eines Whirlpools zur Abscheidung von Trubstoffen, insbesondere
Heißtrub
aus Moromi zur Herstellung von Sojasoße und eine Sojasoße, hergestellt
unter Verwendung eines Whirlpools.
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Die
Sojasoße
wurde vor rund 5000 Jahren in China erfunden. Ursprünglich war
Sojasoße
die Flüssigkeit,
die bei der Herstellung von Hatcho-Miso, einer fermentierten Sojapaste,
anfiel. Man unterscheidet zwischen Thamari, eine traditionelle Sojasoße, die
nur aus Sojabohnen hergestellt wird (China) und Shoyu, bei der neben
Sojabohnen noch geröstetes Getreide,
meist Weizen, zum Einsatz kommt (Japan). Die Herstellung erfolgt
im Wesentlichen in den folgenden Schritten. Wie aus 3 hervorgeht,
werden in einem ersten Schritt ganze Sojabohnen erhitzt bzw. gekocht
und mit geröstetem,
geschrotetem Weizen trocken vermischt. Durch die Impfung mit Schimmelpilzen
(Aspergillus sojae, Aspergillus oryzae) entsteht eine Trockenmaische,
die Koji genannt wird. Die Körner
fermentieren in einer ersten Fermentation in etwa 2 bis 3 Tagen
zu einer gräulichen
Masse. Anschließend
wird dem fertigen Koji Salzwasser mit bis zu 20%igem Salzanteil
(NaCl) beigemischt. Diese Maische reift in großen Fässern oder Becken während eines
zweiten Fermentationsschrittes zum fertigen Moromi. Der zweite Fermentationsschritt
dauert 1 bis 4 Monate oder länger.
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Nach
der zweiten Fermentation kann der fertige Moromi nochmals kurz aufgekocht
werden. Da das Produkt nach dem Kochen wegen ausgefallenem Eiweiß nur schlecht
filtrierbar ist, wird es für
einige Tage in einen Absetztank gepumpt, um Feststoffe abzutrennen.
Die Sedimentation dauert dabei mindestens drei Tage. Im Anschluss
erfolgt dann eine Filtration und gegebenenfalls eine Pasteurisierung.
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Die
Soße kann
aber auch mit einer Hydrolyseanlage zur Umsetzung der wertgebenden
Inhaltsstoffe der Rohstoffe erzeugt werden.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
Trubstoffe, insbesondere den Heißtrub, aus dem Moromi in effizienterer
und schnellerer Art und Weise abzutrennen.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1, 10 und 12 gelöst.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
wertgebenden Inhaltsstoffe der Rohstoffe, mittels Fermentation und/oder
mittels Säurehydrolyse
umgesetzt werden.
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Bei
der Säurehydrolyse
werden Proteine, Öle
und Kohlehydrate chemisch gespalten. Anschließend können optional noch Milchsäurebakterien
und Hefen zugesetzt werden um zu fermentieren.
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Bei
der Fermentation wird vorzugsweise eine erste Fermentation zur Herstellung
von Koji und eine zweite Fermentation zur Herstellung von Moromi durchgeführt.
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Es
ist vorteilhaft, wenn nach dem Umsetzen der wertgebenden Inhaltsstoffe
der Rohstoffe die so gewonnene Flüssigkeit gekocht wird, wodurch
Trubstoffe ausfallen.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik werden nunmehr die Trubstoffe, insbesondere
der Heißtrub
aus der Flüssigkeit,
(insbesondere dem gekochten Moromi) nicht mehr durch tagelange Sedimentation,
sondern mit Hilfe eines Whirlpools abgetrennt. Somit kann die Feststoffabtrennung
deutlich beschleunigt werden. Darüber hinaus können mit
Hilfe des Whirlpools die Trubstoffe, insbesondere der Heißtrub, in
effizienter Weise abgeschieden werden, sodass im Anschluss die Flüssigkeit,
insbesondere der Moromi, gut filtrierbar ist, und z. B. mit einem
Anschwemmfilter filtriert werden kann. Durch die Verwendung des
Whirlpools ist darüber
hinaus keine große
Anzahl von Sedimentationstanks notwendig, wodurch die Anlage zur
Herstellung von Sojasoße weniger
Platz benötigt
und kostengünstiger
wird.
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Der
Vorteil der Heißtrubabscheidung
mittels Whirlpool liegt darin, dass der Heißtrub der Flüssigkeit,
insbesondere des Moromi, auch bei hohen Temperaturen von etwa 80°C bis 100°C abgetrennt
werden kann. Somit kann der Abtrennvorgang unmittelbar nach dem
Kochvorgang stattfinden.
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Es
ist auch möglich,
dass nach dem Abscheiden des Heißtrubs die Flüssigkeit,
insbesondere der Moromi, in einen Tank zur Sedimentation geleitet wird,
bevor diese filtriert wird. Jedoch kann durch den Einsatz des Whirlpools
die Sedimentationsdauer wesentlich verkürzt werden.
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Die
Zeitdauer nach dem Kochen bis zur Filtration kann demnach unter
2 Tagen liegen. Der Moromi kann demnach auch unmittelbar nach dem
Kochen von Heißtrub
befreit werden.
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Vorteilhafterweise
kann nach der Filtration die Sojasoße sterilisiert oder pasteurisiert
werden, insbesondere durch eine Kurzzeiterhitzung mittels einer
Kurzzeiterhitzungsanlage.
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Der
zur Trubabscheidung verwendete Whirlpool ist besonders einfach aufgebaut
und daher auch kostengünstig.
Dadurch, dass die bei der Herstellung der Sojasoße anfallende Flüssigkeit,
insbesondere der fertige Moromi, im Wesentlichen tangential in das zylindrische
Gefäß eingeleitet
wird, ergibt sich eine Drehströmung
im Gefäß, so dass
sich am Boden des Gefäßes ein
Trubkegel ausbilden kann und die geklärte Flüssigkeit aus dem Whirlpoolgefäß abgeleitet werden
kann. Der zuvor genannte Whirlpool eignet sich aber genauso für Herstellungsverfahren,
bei denen die Flüssigkeit
bzw. der fertige Moromi nach der Umsetzung insbesondere nach der
zweiten Fermentation nicht gekocht wird. Hier kann die Flüssigkeit, insbesondere
der fertige Moromi, nach der Umsetzung, insbesondere nach der zweiten
Fermentation der fertige Moromi durch den Whirlpool geleitet werden
und anschließend
gefiltert und pasteurisiert werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme der folgenden
Figuren näher
erläutert:
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1 zeigt
schematisch einen Längsschnitt durch
einen Whirlpool, wie er für
das erfindungsgemäße Verfahren
verwendet werden kann.
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2 zeigt
schematisch einen Schnitt durch einen Teil eines Whirlpools mit
Trubkegel.
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3 zeigt
schematisch den Ablauf der wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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4 zeigt
schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung von Sojasoße gemäß dem Stand
der Technik.
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Ein
Verfahren gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird im Zusammenhang mit 3 näher erläutert.
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Zunächst werden
die unterschiedlichen Rohstoffe bereitgestellt und verarbeitet.
Wie bereits erwähnt,
kann die Sojasoße
ausschließlich
aus Sojabohnen gefertigt werden oder aber auch aus einer Mischung
aus Getreide und Sojabohnen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden z. B.
Weizen (S1) und Sojabohnen (S4) in einem Gewichtsverhältnis von 1:1
verwendet. Der Weizen wird zunächst
geröstet (S2)
und schließlich
geschrotet (S3). Die Sojabohnen werden eingeweicht und erhitzt bzw.
gekocht (S5/S6). Die Sojabohnen können aber alternativ dazu auch
gedämpft
werden und dabei befeuchtet werden. So können die Bohnen beispielsweise
mit Dampf für
5 Minuten auf ca. 130°C
erhitzt werden wodurch sie auch weich werden. Bei einer Einmaischleistung
von 10 t/h werden 8 t/h Dampf verbraucht.
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Beide
Rohstoffe werden anschließend
trocken miteinander vermischt. Durch Impfen mit Schimmelpilzen (Aspergillus
sojae, Aspergillus oryzae) wird eine Trockenmaische erzeugt, die
Koji genannt wird. In der Trockenmaische bilden sich Enzyme, die
die nachfolgende Fermentation wesentlich beeinflussen. Insbesondere
entstehen Enzyme, die die Inhaltsstoffe des Weizens und der Sojabohnen hydrolysieren.
Während
der ersten Fermentation (S7) fermentieren die Körner zu einer gräulichen Masse.
Die Koji-Fermentation wird in einem Keimkasten durchgeführt. Dabei
werden Lufttemperatur, Luftfeuchte und Luftmassestrom durch den
Keimkasten geregelt. Die erste Fermentation dauert beispielsweise
2 bis 3 Tage (z. B. 72 Stunden) und kann bei Umgebungstemperaturen
durchgeführt
werden.
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Dem
fertigen Koji wird dann eine Salzlösung, insbesondere eine wässrige NaCl-Lösung, zugesetzt.
Die Salzlösung
weist einen Salzanteil bis zu 20%, insbesondere 16 bis 18% auf.
Diese Mischung wird dann in Fässer
oder Becken aufgeschichtet. Hier findet eine weitere Fermentation
für einige
Tage statt (S8).
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Die
Flüssigkeit
wird aus dem Becken abgezogen (S9) und in weitere Becken oder Fässer gepumpt.
Der zurückbleibende
Treber kann entnommen werden (S17). Während der zweiten Fermentation
(S10) reift der Moromi, wobei die in Schritt S7 entstandenen Enzyme
das Sojaeiweiß in
Aminosäuren
spalten, Stärke
abgebaut wird und Zucker entsteht, der in Milchsäuren und Alkohol umgewandelt wird.
Dieser Fermentationsprozess dauert 1 bis mindestens 4 Monate. In
dieser Zeit wird dem Moromi Luft zugeführt, damit sich keine unerwünschten
Mikroorganismen bilden können.
Die Temperatur liegt hier z. B. bei Umgebungstemperatur. Es besteht
die Möglichkeit
eine Zuckerlösung
von 60–80
Brix zuzuführen
(S19). Es gibt jedoch auch Rezepturen ohne die Zugabe von Zucker.
Der Zucker kann nach der 1. Fermentation (S7) und vor der zweiten
Fermentation zugegeben werden. Es ist auch möglich den Zucker später im Prozess
zuzuführen.
Je nach Rezept kann auch zusätzlich
zu Schritt S8 in verschiedenen Prozessschritten Salz zugefügt werden
(S20).
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Nach
Abschluss der zweiten Fermentation wird zur Eiweißausscheidung
der Moromi gekocht (S11). Insbesondere wird der Moromi über Rohrbündelwärmetauscher
bei Temperatu ren von > 90°C gekocht
und etwa 10 bis 30 min., insbesondere 20 min. lang heiß, bei z.
B, 70°C–97°C, insbesondere
bei 90°C
gehalten.
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Unmittelbar
nach dem Kochen wird der fertige Moromi zur Heißtrubabscheibung in einen Whirlpool 1 geleitet
(S12). In dem Whirlpool 1, der beispielsweise in 1 dargestellt
ist und nachfolgend noch näher
erläutert
wird, wird der Moromi im Wesentlichen tangential zu den zylindrischen
Gefäßwänden 4 eingeleitet,
so dass eine Drehströmung
im Gefäß hervorgerufen
wird. Somit kann sich der Heißtrub
als Trubkegel auf dem Boden 10 des Whirlpools 1 absetzen.
Der Heißtrub
kann aus dem Whirlpool (S16) ausgetragen werden Die aus dem Whirlpool gewonnene
Flüssigkeit/Soße (S13)
wird abgeleitet und kann direkt filtriert werden (S14). Es ist auch möglich, dass
die Flüssigkeit
aus dem Whirlpool 1 zunächst
einem Sedimentationstank zugeleitet wird, damit sich gegebenenfalls
noch vorhandene Trubteilchen absetzen können. Auf jeden Fall liegt
die Sedimentationszeit deutlich unter der Sedimentationszeit von
mehreren Tagen, da mit Hilfe des Whirlpools die Trubstoffe bereits
weitgehend beseitigt werden konnten. Die Zeitdauer nach dem Kochen
des Moromi bis zur Filtration (Zeitdauer zwischen S11 und S14) beträgt etwa
0 bis 2 Tage. Es ist auch möglich,
dass die Flüssigkeit
vor dem Whirlpool einem Sedimentationstank zugeführt wird.
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Als
Filtrationsverfahren eignet sich insbesondere eine Anschwemmfiltration.
Insbesondere kann hier ein Anschwemmkerzenfilter verwendet werden. Auch
Zentrifugen sind geeignet. Schließlich kann nach Schritt S14
noch eine Sterilisation der Soße (S15)
erfolgen, wobei die Sojasoße
insbesondere kurzzeiterhitzt, d. h. auf mindestens 75°C erhitzt
werden kann. Die Soße
kann dabei durch einen Wärmetauscher,
insbesondere Rohrbündelwärmetauscher geleitet
werden. Im Folgenden wird der Whirlpool 1, der zum Herstellen
von Sojasoße
verwendet wird, im Zusammenhang mit 1 und 2 näher erläutert. Der
Whirlpool 1 umfasst ein stehendes zylindrisches Gefäß 4 mit
einem Boden 10, der vorzugsweise eine Neigung zu einem
Ablauf 6 für
die geklärte
Flüssigkeit
aufweist. Der Whirlpool 1 weist einen im Wesentlichen tangentialen
Zulauf 5 auf, der im Wesentlichen tangential zu dem zylindrischen
Gefäß 4 angeordnet ist,
derart, dass die Innenwand des Gefäßes 4 so von der eintretenden
Flüssigkeit
angeströmt
wird, dass sich eine Drehströmung
um die Mittelachse M im Gefäß ausbilden
kann, wie durch die Pfeile in 1 und 2 dargestellt
ist. Der Whirlpool umfasst weiter vorzugsweise eine Isolierung 8 um
die Gefäßzarge, sowie
eine Dunstabzugshaube 2 mit einem Dunstabzug 3.
Vorteilhafterweise umfasst der Whirlpool auch eine Einrichtung 7 zur
CIP-Reinigung (cleaning in place) und Spüldüsen 9 zum Reinigen
und Austragen der Trubstoffe.
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Das
Verhältnis
Durchmesser des Gefäßes zur
Höhe des
Inhalts in dem Whirlpool kann von 1:1 bis 5:1 betragen, vorteilhafterweise
2,5:1.
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Der
Whirlpool weist beispielsweise einen Durchmesser von etwa 1–10 m auf.
Zusätzlich
zu dem in 1 gezeigten Whirlpool ist eine
Pumpe vorgesehen, um den fertigen Moromi nach dem Kochprozess in
den Whirlpool 1 zu pumpen. Die Eintrittsgeschwindigkeit
des Moromi sollte den Wert von 2 bis 4, insbesondere 3 bis 3,5 m/Sekunde
nicht überschreiten.
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Durch
die Zentripedalbeschleunigung und Bodenströmung entsteht, wie insbesondere
aus 2 hervorgeht, ein Trubkegel in der Mitte des Bodens
des Whirlpools, den die Restströmung
nicht mehr mitreißen
kann. Nachdem eine bestimmte Menge Moromi bis zu einem maximalen
Füllstand
in den Whirlpool 1 eingeleitet wurde, kann eine anschließende Rast
von etwa 5 bis 600 Minuten im Whirlpool erfolgen. Die geklärte Flüssigkeit
kann dann über
den Ablauf 6 abgeleitet werden. Der Whirlpool wird gereinigt
und steht dann erneut zur Verfügung.
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Die
Verwendung des Whirlpools wurde zuvor im Zusammenhang mit einem
Ausführungsbeispiel erläutert, bei
dem nach der zweiten Fermentation S10 ein Kochvorgang S11 stattfindet.
Ebenso kann der Whirlpool 1 auch verwendet werden für Verfahren,
bei denen nach der zweiten Fermentation nicht unmittelbar danach
ein Kochprozess stattfindet. Hier kann der Moromi aus dem Fermentationsbecken bzw.
Fässern
direkt in den Whirlpool gepumpt werden und anschließend gefiltert
und sterilisiert werden.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt
der Umsetzvorgang der wertgebenden Inhaltsstoffe mittels Fermentation.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
wertgebenden Inhaltsstoffe der Rohstoffe, mittels Fermentation und/oder
mittels Säurehydrolyse
umgesetzt werden.
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Bei
der Säurehydrolyse
werden Proteine, Öle
und Kohlehydrate chemisch gespalten. Anschließend können optional noch Milchsäurebakterien
und Hefen zugesetzt werden um zu fermentieren. Die daraus gewonnene
Flüssigkeit
kann dann ebenfalls wie zuvor beschrieben mittels Whirlpool behandelt werden.