Pengolahan Limbah Kopi

Kopi adalah sejenis minuman, biasanya dihidangkan panas, dan dipersiapkan dari biji dari tanaman kopi yang dipanggang. Berikut adalah proses pengolahan kopi dimulai dari biji hingga siap dihidangkan panas-panas serta pengelolaan limbah kopi agar tak  berbahaya bagi lingkungan.

1. I. Proses pengolahan kopi

Biji kopi yang sudah siap diperdagangkan adalah berupa biji kopi kering yang sudah terlepas dari daging buah, kulit tanduk dan kulit arinya, butiran biji kopi yang demikian ini disebut kopi beras (coffea beans) atau market koffie. Kopi beras berasal dari buah kopi basah yang telah mengalami beberapa tingkat proses pengolahan. Secara garis besar dan berdasarkan cara kerjanya, maka terdapat dua cara pengolahan buah kopi basah men.iadi kopi beras, yaitu yang disebut pengolahan buah kopi cara basah dan cara kering. pengolahan buah kopi secara basah biasa disebut W.I..B. (West lndische Bereiding), sedangkan pengolahan cara kering biasa disebut O.I.B (Ost Indische Bereiding). Perbedaan pokok dari kedua cara tersebut diatas adalah pada cara kering pengupasan daging buah, kulit tanduk dan kulit ari dilakukan setelah kering (kopi gelondong), sedangkan cara basah pengupasan daging buah dilakukan ketika masih basah.
Metode Pengolahan Kopi secara kering
Metode ini sangat sederhana dan sering digunakan untuk kopi robusta dan juga 90 % kopi arabika di Brazil, buah kopi yang telah dipanen segera dikeringkan terutama buah yang telah matang. Pengeringan buah kopi dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu:

A. Pengeringan Alami
Pengeringan alami yaitu pengeringan dengan menggunakan sinar matahari, caranya sangat sederhana tidak memerlukan peralatan dan biaya yang besar tetapi memerlukan tempat pengeringan yang luas dan waktu pengeringan yang lama karena buah kopi mengandung gula dan pektin. Pengeringan biasanya dilakukan di daerah yang bersih, kering dan permukaan lantai yang rata, dapat berupa lantai plester semen atau tanah telanjang yang telah diratakan dan dibersihkan. Ketebalan pengeringan 30-40 mm, terutama pada awal kegiatan pengeringan untuk menghindari terjadinya proses fermentasi, Panas yang timbul pada proses ini akan mengakibatkan perubahan warna dan buah menjadi masak.

Pada awal pengeringan buah kopi yang masih basah harus sering dibalik dengan Blat penggaruk. Jenis mikroorganisme yang dapat berkembang biak pada kulit buah (exocarp) terutama jamur (fusarium sp, colletotrichum coffeanum) pada permukaan buah kopi yang terlalu kering (Aspergilus niger, penicillium sp, Rhizopus, sp) beberapa jenis ragi dan bakteri juga dapat berkembang. Lamanya proses pengeringan tergantung pada cuaca, ukuran buah kopi, tingkat kematangan dan kadar air dala,m buah kopi, biasanya proses pengeringan memakan waktu sekitar 3 sampai 4 minggu. Setelah proses pengeringan Kadar air akan menjadi sekitar 12 %.

1. B. Pengeringan Buatan(ArtificialDrying)

Keuntungan pengeringan buatan,dapat menghemat biaya dan juga tenaga kerja hal yang perlu diperhatikanadalah pengaturan suhunya. Menurut Roelofsen, pengeringan sebaiknya padasuhu rendah yaitu 55°C akan menghasilkan buah kopi yang bewarna merah dantidak terlalu keras. Untuk buah kopi kering dengan KA rendah dikeringkan dengansuhu tidak terlalu tinggi sehingga tidak akan terjadi perubahan rasa. Peralatan pengeringan yang biasa digunakan : mesin pengering statik dengan alat penggaruk mekanik, mesin pengering dari drum yang berputar, serta mesin pengering vertikal.

Metode pengolahan Basah

Proses metode pengolahan basah meliputi: penerimaan, pulping, klasifikasi, fermentasi, pencucian, pengeringan, pengawetan dan penyimpanan.

Proses Metode pengolahan basah meliputi ; penerimaan, pulping, Klasifikasi, fermentasi, pencucian, pengeringan, Pengawetan dan penyimpanan

1. a. Penerimaan
   Hasil panen harus secepat mungkin dipindahkan ke tempat pemerosesan untuk menghindari pemanasan langsung yang dapat menyebabkan kerusakan (seperti : perubahan warna buah, buah kopi menjadi busuk).
   Hasil panen dimasukkan kedalam tangki penerima yang dilengkapi dengan air untuk memindahkan buah kopi yang mengambang (buah kopi kering di pohon dan terkena penyakit (Antestatia, stephanoderes) dan biasanya diproses dengan pengolahan kering.Sedangkan buah kopi yang tidak mengambang (non floating) dipindahkan menuju bagian peniecah (pulper).

2. b. Pulping
   Pulping bertujuan untuk memisahkan kopi dari kulit terluar dan mesocarp (bagian daging), hasilnya pulp. Prinsip kerjanya adalah melepaskan exocarp dan mesocarp buah kopi dimana prosesnya dilakukan dilakukan didalam air mengalir. proses ini menghasilkan kopi hijau kering dengan jenis yang berbeda-beda. Macam-macam alat pulper yang sering digunakan : Disc Pulper (cakram pemecah), Drum pulper, Raung Pulper, Roller pulper dan Vis pulper. Untuk di Indonesia yang sering digunakan adalah Vis Pulper dan Raung Pulper. Perbedaan pokok kedua alat ini adalah kalai Vis pulper hanya berfungsi sebagai pengupas kulit saja, sehingga hasilnya harus difermentasi dan dicuci lagi. Sedangkan raung pulper berfungsi sebagai pencuci sehingga kopi yang keluar dari mesin ini tidak perlu difermentasi dan dicuci lagi tetapi masuk ke tahap pengeringan.
3. c. Fermentasi
   proses fermentasi bertujuan untuk melepaskan daging buah berlendir (mucilage) yang masih melekat pada kulit tanduk dan pada proses pencucian akan mudah terlepas (terpisah) sehingga mempermudah proses pengeringan. Hidrolisis pektin disebabkan, oleh pektihase yang terdapat didalam buah atau reaksinya bias dipercepat dengan bantuan jasad renik. proses fermentasi ini dapat terjadi, dengan bantuan jasad renik (Saccharomyces) yang disebut dengan proses peragian dan pemeraman. Biji kopi yang keluar dari mesin pulper dialirkan lewat saluran sebelum masuk bak fementasi.

   Selama dalam pengaliran lewat saluran ini dapat dinamakan proses pencucian pendahuluan. Di dalam pencucian pendahuluan ini biji kopi yang berat (bernas) dapat dipisahkan dari sisa-sisa daging buah yang terbawa, lapisan lendir, biji-biji yang hampa karena bagian ini terapung di atas aliran air sehingga mudah dipisahkan.

1. d. Pencucian

Pencucian secara manual dilakukan pada biji kopi dari bak fementasi dialirkan dengan air melalui saluran dalam bak pencucian yang segera diaduk dengan tangan atau di injak-injak dengan kaki. Selama proses ini, air di dalam bak dibiarkan terus mengalir keluar dengan membawa bagian-bagian yang terapung beupa sisa-sisa lapisan lendir yang terlepas.

Pencucian biji dengan mesin pencucidilakukan dengan memasukkan biji kopi tersebut kedalam suatu mesin pengaduk yang berputar pada sumbu horizontal dan mendorong biji kopi dengan air mengalir. Pengaduk mekanik ini akan memisahkan lapisan lendir yang masih melekat pada biji dan lapisan lendir yang masih melekat pada biji dan lapisan lendir yang telah terpisah ini akan terbuang lewat aliran air yang seterusnya dibuang.

1. e. Pengeringan

Pengeringan pendahuluan kopi parchment basah, kadar air berkurang dari 60 menjadi 53%. Sebagai alternatif kopi dapat dikeringkan dengan sinar matahari 2 atau 3 hari dan sering diaduk, Kadar air dapat mencapai 45 %. Pengeringan kopi Parchment dilanjutkan, dilakukan pada sinar matahari hingga kadar air mencapai 11 % yang pada akhirnya dapat menjaga stabilitas penyimpanan. Pengeringan biasanya dilakukan dengan menggunakan baki dengan penutupnya yang dapat digunakan sepanjang hari. Rata-rata pengeringan antara 10-15 hari. Pengeringan buatan (suhu tidak lebih dari 55°C) juga banyak digunakansejak pengeringan kopi alami menjadi lebih sulit dilakukan pada perkebunan yang lebih luas.

f.Curing

Proses selanjutnya baik kopi yang diproses secara kering maupun basah ialah curing yang bertujuan untuk menjaga penampilan sehingga baik untuk diekspor maupun diolah kembali.

g. Penyimpanan

Buah kopi dapat disimpan dalam bentuk buah kopi kering atau buah kopi parchment kering yang membutuhkan kondisi penyimpanan yang sama. Biji kopi KA air 11 % dan RH udara tidak lebih dari 74 %. Pada kondisi tersebut pertumbuhan jamur (Aspergilus niger, A. oucharaceous dan Rhizopus sp) akan minimal. Di Indonesia kopi yang sudah di klasifikasi mutunya disimpan didalam karung goni dan dijahit zigzag mulutnya dengan tali goni selanjutnya disimpan didalam gudang penyimpanan.

Gambar 1. Skema “wet processing” pada pengolahan kopi

1. II. Komposisi Limbah kopi yang dihasilkan

Limbah kopi  dibedakan menjadi dua macam, yaitulimbah pada pengolahan kopi merah (masak) dan limbah pengolahan kopi hijau (mentah). Pengolahan kopi merah diawali dengan pencucian, perendaman, dan pengupasan kulit luar.  proses ini akan menghasilkan 65 persen biji kopi dan 35 persen limbah kulit kopi. Biji kopi lalu dikeringkan dengan oven. Hasilnya adalah biji kopi kering oven (31 %), yang akan digiling untuk menghasilkan kopi bubuk (21 %). Sedangkan 10 persen lagi berupa limbah kulit dalam.

Proses pengolahan kopi hijau diawali dari penjemuran sampai bobotnya mencapai 38 persen dari bobot basah. kopi kering digiling dan menghasilkan kopi bubuk (16,5 %). Sisanya, 21,5 persen, berupa campuran limbah kulit luar dan kulit dalam.

Limbah cair hasil proses pengolahan kopi mengadung tingkat polusi yang tinggi. Komponen utama limbah cair adalah bahan-bahan organik, yang berasal dari depulping dan proses pengelupasan kulit kopi yang berlendir. Mayoritas dari material organik di dalam limbah cair tersebut mengandung nilai COD yang sangat tinggi sebesar 50000 mg/l, sedangkan BOD mencapai 20000 mg/l.

Table 1: Composition of coffee pulp

Contents Proportion (%)

Ether extract	0.48
Crude fibre	21.40
Crude protein	10.10
Ash	1.50
Nitrogen free extract	31.30
Tannins	7.80
Pectic substances	6.50
Non reducing sugars	2.00
Reducing sugars	12.40
Chlorogenic acid	2.60
Caffeine	2.30
Total caffeic acid	1.60

Source: GTZ-PPP, 2002

Table 2: Composition of mucilage

Contents Proportion (%)

Water	84.20
Protein	8.00
Sugars – Glucose (reduction) – Sucrose (non reducing)	2.50 1.60
Pectin	1.00
Ash	0.70

Source: GTZ-PPP, 2002

1. III. Upaya dan Tahap-tahap Minimasi Limbah Kopi

Upaya miinimasi limbah kopi dapat dibagi menjadi dua, upaya minimasi limbah pada kopi dan upaya minimasi limbah cair kopi.

1. A. Upaya minimasi limbah padat kopi

Berikut adalah beberapa cara untuk meminimalisasi limbah padat kopi yang banyak terdiri dari kulit luar dan kulit dalam kopi:

1. a. Limbah kopi untuk pengganti briket batubara

Limbah kopi dapat dijadikan sebagai pengganti briket batubara. Hal ini telah dilakukan oleh PT Sari Incoofood di Pematang Siantar, Sumatera Utara. Dari 1 kilogram ampas kopi yang dihasilkan dalam proses pengolahan biji kopi dapat dihasilkan sebanya 4 ons briket. Pengolahan itu dilakukan dengan mengambil ampas biji kopi. Proses pengolahan cukup sederhana yaitu  dilakukan dengan cara mengeringkan limbah kopi. Selanjutnya, limbah dijadikan arang dan kemudian dicetak. Briket dari limbah kopi itu siap dipakai dalam bentuk cetakan bulat, sebesar buah kemiri. Cara memanfaatkannya sama dengan briket batu bara.

1. b. Limbah kopi untuk biodiesel

Pengolahan limbah kopi untuk biodiesel ini diproses dengan cara meng-ekstraksi kandungan minyak biodiesel yang ada dalam limbah kopi. Limbah kopi mengandung biodiesel sebesar 10% sampai dengan 20%. Dari total kapasitas produksi kopi dunia yang hampir mencapai angka 16 milyar pon per tahun, diperkirakan berpotensi menghasilkan biodiesel sebesar 340 juta galon.

1. c. Limbah kopi untuk pakan ternak

Limbah kopi yang dipakai untuk pakan ternak berasal dari kulit kopi. Formula pakan seimbang dengan menggunakan limbah kulit kopi untuk penggemukan ada takarannya. . Cara pembuatannya adalah campurkan air dengan gula pasir, urea, NPK dan campur dengan Asperigillus Niger kemudian diaerasi 24-36 jam, dan setiap beberapa jam buihnya dibuang. Larutan Asperigillus siap dipakai. limbah kopi dicampur dengan larutan Asperigillus yang siap pakai lalu didiamkan selama 5 hari, maka jadilah limbah kopi terfermentasi. Kemudiaan limbah ini dikeringkan, setelah limbah tersebut kering giling sehingga menjadi tepung limbah kering yang siap menjadi makanan ternak. Hasil yang didapat dari penggunaan limbah kopi ini sangat baik yaitu dapat menghasilkan pertambahan bobot badan kambing dengan menggunakan terapan tehnologi itu rata-rata 108 gram per hari.

1. B. Upaya Minimalisasi Limbah Cair Kopi

Kandungan COD dan BOD yang tinggi dalam limbah cair kopi dapat dikurangi dengan penyaringan dan pemisahan pulp. Pada cara ini kandungan COD dan BOD menjadi jauh lebih rendah, yaitu mencapai 3429-5524 mg/l untuk COD dan 1578-3248 mg/l untuk BOD

Bahan-bahan organik padat yang berupa pektin dapat diambil langsung dari air. Jika pektin tidak diambil, maka akan ada kenaikan pH dan COD. Untuk memaksimalkan proses anaerobik pada limbah cair tersebut, maka diperlukan tingkat pH sebesar 6,5-7,5, sementara tingkat pH limbah cair kopi adalah 4, yang merupakan tingkat pH sangat asam. Hal ini bisa diatasi dengan penambahan kalsium hidroksida (CaOH₂) kepada limbah cair kopi. Hasilnya, tingkat solubilitas pektin dapat meningkat serta peningkatan COD dari rata-rata 3700 mg/l kepada rata-rata 12650 mg/l.

The Central Pollution Control Board (CPCB) India telah menyarankan sebuah solusi tekhnis yang berdasarkan desain National Environmental Engineering Research Institute (NEERI) untuk mengoolah limbah kopi. Saran dari CPCB ini terdiri dari 3 fase: fase pertama adalah fase netralisasi di mana limbah yang bersifat asam dinetralkan dengan kapur, lalu diikuti dengan pengolahan anerobik dalam laguna dan yang terakhir adalah fase aerobik. Tujuan pengolahan ini adalah untuk menyusaikan BOD dan COD sesuai dengan tingkat yang tingkat yang tak membahayakan.

Biogas reaktor atau bioreaktor juga bisa menjadi alternatif pilihan untuk mengolah limbah cair kopi dengan cara anaerobik.

Gambar 2: Skema  bioreaktor

Gambar 2 menunjukkan tingkatan-tingkatan pada pengolahan effluen dari kopi yang “dibersihkan” dan diatur oleh biogas. Tiga komponen utama pada bioreaktor adalah tanki penyamaan, digester, dan tanki daur ulang. Effluen dari unit pengolahan kopi ( dengan BOD/COD yang tinggi) ditambahkan dengan kapur pada tanki penyamaan. Tujuannya adalah untuk mengurangi asiditas dengan meningkatkan pH ke sekitar 6.5 sampai 7.5. Effluen tersebut kemudian dialirkan ke digester. 2 bulan setelah sesi pulping, kotoran sapi segar dan biomasa kemudian ditambahkan ke digester untuk memulai proses anaerobik. Hasilnya adalah biogas (campuran CH4 dan CO2 dengan rasio 3:2). Gas ini disimpan di gas bags untuk menjadi sumber bahan bakar gas. Air limbah kemudian menuju tanki daur ulang untuk dialirkan kembali ke digester selama 2-3 jam per hari untuk mencapai pengurangan BOD/COD yang lebih jauh. Setelah di daur ulang, air limbah dapat digunakan untuk sesi pulping serta dimanfaatkan untuk kegiatan lain tetapi tak bisa diminum langsung.

1. IV. Dampak limbah kopi

Seperti telah tertulis pada tabel 1, Limbah kopi mengandung beberapa zat kimia beracun seperti alkaloids, tannins, dan polyphenolics. Hal ini membuat lingkungan degradasi biologis terhadap material organik lebih sulit

Dampak lingkungan berupa polusi organik limbah kopi yang paling berat adalah pada perairan di mana effluen kopi dikeluarkan. Dampak itu berupa pengurangan oksigen karena tingginya BOD dan COD. Substansi organik terlarut dalam air limbah secara amat lamban dengan menggunakan proses mikrobiologi dalam air yang membutuhkan oksigen dalam air. Karena terjadinya pengurangan oksigen terlarut, permintaan oksigen untuk menguraikan organik material melebihi ketersediaan oksigen sehingga menyebabkan kondisi anaerobik. Kondisi ini dapat berakibat fatal untuk makhluk yang berada dalam air dan juga bisa menyebabkan bau, lebih jauh lagi, bakteri yang dapat menyebabkan masalah kesehatan  dapat meresap ke sumber air minum.

Meskipun kopi enak diminum, namun, limbahnya “tidak enak” bagi lingkungan lingkungan kita. Oleh karena itu, limbah kopi haruslah diolah agar tidak membahayakan kesehatan.

Daftar Pustaka

Wikipedia. 18 pebruari 2010. http://en.wikipedia.org/wiki/Coffee_wastewater (diakses mei 1, 2009).

“Direktori Artikel Aneka Ilmu Pengetahuan.” Blogger. 18 desember 2008. http://anekailmu.blogspot.com/2008/12/limbah-kopi-sebagai-bahan-baku.html (diakses mei 1, 2010).

“gayo oh gayo.” multiply. 22 pebruari 2009. http://winbathin.multiply.com/journal/item/43/Proses_Pengolahan_Kopi_secara_umum (diakses mei 1, 2010).

Murthy, K.V Narasimha, Antonette D’sa, dan Gaurav Kapur. “An effluent treatment-cum-electricity generation option at coffee estates: is it financially feasible?” Energy for Sustainable Development (ESD) journal.

nt-92j. “Suara Merdeka.” Suara Merdeka. 21 desember 2004. http://www.suaramerdeka.com/harian/0412/31/ked11.htm (diakses mei 1, 2010).

Rustimiaji, Tomi. “Chemistry.org.” Situs Kimia Indonesia. 15 januari 2009. http://www.chem-is-try.org/artikel_kimia/biokimia/ampas-kopi-sebagai-bahan-alternatif-bahan-biosolar/ (diakses mei 1, 2010).