http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL

## SCALE UP DAN PENGEMBANGAN SISTEM KONTROL EXPERT BIOFERMENTOR BIJI KOPI

## A. MUSAWWIRUL MUNIR SYASMAR¹, ABDUL WARIS², MAHMUD ACHMAD³
Program Studi Keteknikan Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Hadanuddin, Makassar, Sulawesi Selatan. Indonesia email : musawwirul.munir96@gmail.com DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v7i1.4982
Abstrak: Fermentasi  biji  kopi  merupakan  salah  satu  rangkaian  proses  pasca  panen  yang  dapat mempengaruhu  kualitas  kopi.  Telah  dibuat  dan  di  teliti  biofermentor  dengan  kapasitas  1  kg  dan hasilnya mampu memberikan mutu yang baik pada biji kopi yang di fermentasi, untuk menghasilkan biofermentor yang lebih besar maka perlu dilakukan penelitian tentang scale up biofermentor sampai kapasitas 5 kg. Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan biofermentor biji kopi dengan kapasitas 5 kg yang dilengkapi sistem kontrol expert dengan kinerja yang sama atau lebih baik dari biofermentor kapasitas  1  kg.  Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah  rancang  bangun  yang  dimulai  dari perancangan ruang dan wadah fermentasi, kebutuhan energi listrik, sistem kontrol dan software , serta dilakukan  uji  kinerja  biofermentor  dengan  menfermentasi  biji  kopi  sebanyak  5  kg  dalam  waktu  12 jam dan ulangan dua kali. Selanjutnya dilakukan analisa data yang meliputi uji pH larutan fermentasi, kadar  pulp,  kadar  air,  warna  biji  kopi,  pH  bubuk  kopi  dan  total  asam  bubuk  kopi.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa biofermentor dapat bekerja dengan baik ditandai dengan tidak terjadi overshoot, error  steady  state kecil  dalam  range  2-5  %.  dan setting  time pendek  80  menit, suhu  stabil  disekitar setting  point (SP)  40°C.  Pada  pengujian  mutu  hasil  fermentasi  menggunakan  biofermentor  biji  kopi menunjukkan  bahwa  pH  larutan  fermentasi  5,56, pulp yang  terlepas  14,54%  hampir  sama  dengan penelitian  sebelum  di scale  u p  yaitu pulp yang  terlepas  13,3%,  kadar  air  11,7%,  warna  biji  kopi sebelum di scale up notasi L* 31,63 dan setelah di scale up L* 31,71, pH bubuk kopi sebelum di scale up 5,7 dan setelah di scale up 4,93, total asam tertitrasi sebelum di scale up 0,23% dan setelah di scale up 1,73%. Kata Kunci: Biofermentor Biji Kopi, Expert , Sistem Kendali, Infra Merah, Daya Listrik
Abstract: Coffee  bean  fermentation  is  one  of  a  series  of  post-harvest  processes  that  can  affect  the quality of coffee. A biofermenter with a capacity of 1 kg has been made and researched and the results are able to provide good quality to the fermented coffee beans. To produce a larger biofermenter, it is necessary  to  carry  out  research  on scaling  up the  biofermenter  to  a  capacity  of  5  kg.  This  research aims to produce a coffee bean biofermenter  with a capacity of 5 kg equipped with an expert control system with the same or better performance than a biofermenter with a capacity of 1 kg. The research method  used  was  design,  starting  from  designing  the  fermentation  space  and  container,  electrical energy  requirements,  control  system  and software ,  and  testing  the  performance  of  the  biofermenter by  fermenting  5  kg  of  coffee  beans  within  12  hours  and  repeated  twice.  Next,  data  analysis  was carried  out  which  included  testing  the  pH  of  the  fermentation  solution,  pulp  content,  water  content, color of coffee beans, pH of coffee grounds and total acidity of coffee grounds. The research results show that the biofermenter can work well, characterized by no overshoot , small steady state error in the range of 2-5% . and a short time setting of 80 minutes, stable temperature around the setting point (SP)  40°C.  In  testing  the  quality  of  the  fermentation  results  using  a  coffee  bean  biofermenter,  it showed that the pH of the fermentation solution was 5.56, the pulp released was 14.54%, almost the same as the research before the scale up , namely the pulp released was 13.3%, the water content was 11.7%, the color of the  coffee beans before scale up notation L* 31.63 and after scale up  L* 31.71, pH  of  coffee  grounds  before  scale up 5.7  and  after scale  up 4.93,  total  acid  titrated  before  scale  up 0.23% and after scaling up 1.73%.
Keywords: Coffee Bean Biofermenter, Expert , Control System, Infrared, Electrical Power
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL

## A. Pendahuluan
Fermentasi pada kopi merupakan bagian dari proses pengolahan pasca panen dengan metode pengolahan  basah  yang  bertujuan  untuk  menghilangkan  lendir  yang  masih  terdapat  dalam  biji  kopi. Fermentasi berpengaruh pada citarasa kopi yang terbentuk, jika terlalu lama maka akan menyebabkan citarasa  yang  menyimpang  karena over  fermented ,  sedangkan  jika  terlalu  cepat  akan  menyebabkan citarasa yang kurang terbentuk (Gardjito dkk 2011).
Fermentasi  cara  basah  pada  tingkat  petani  masih  menggunakan  bak  atau  kolam.  Fermentasi tersebut  memerlukan  waktu  cukup  lama,  suhu  tidak  dapat  dikendalikan,  dan  rentan  terkontaminasi dengan lingkungan sekitar sehingga mutu biji kopi yang dihasilkan petani masih kurang baik. Selain itu,  mutu  biji  kopi  yang  kurang  baik  akan  berpengaruh  pada  rendahnya  harga  jual  pada  biji  kopi. Untuk  meningkatkan  mutu  pada  biji  kopi,  diperlukan  pengelolaan  yang  baik  pada  petani  kopi  agar menghasilkan biji kopi yang beraroma dan citarasa yang baik (Ramanda dkk, 2016).
Telah  dirancang  bangun  biofermentor  tipe  laboratorium  (Kapasitas  1kg)  oleh  Nurhaya Kusmiah  dkk  tahun  2017  dengan  hasil  pengamatan, pulp dengan  menggunakan  biofermentor  lebih banyak  terlepas  daripada  tanpa  menggunakan  biofermentor, pulp yang  berkurang  setelah  fermentasi disebabkan  oleh  pemecahan  glukosa  oleh  mikroba,  pemecahan  komponen  ini  menandakan  bahwa proses fermentasi terjadi dengan sempurna. Pengujian warna L*a*b*, menunjukkan bahwa  warna biji kopi  pada  sampel  menggunakan  biofermentor  kendali fuzzy digital  agak  gelap,  warna  gelap  yang dihasilkan  ini  hampir  sama  dengan  nilai  L*  pada  biji  kopi  hasil  fermentasi  luwak.  Pengujian  aroma perlakuan  fermentasi  yang  dilakukan  dengan  menggunakan  biofermentor  kendali fuzzy digital, berpengaruh  terhadap  aroma  kopi  seduhan  yang  dihasilkan,  berdasarkan  uji  organoleptik menunjukkan bahwa fermentasi terkontrol memberikan aroma yang lebih khas dibandingkan dengan proses lainnya.
Dengan kapasitas 1 kg masih kurang untuk memenuhi kebutuhan produksi pada petani kopi. Oleh  karena  itu  biofermentor  tersebut  perlu  diperbesar  ( scale-up )  dan  penambahan  sistem  pengaduk yang  dilengkapi  sistem  kendali.  untuk  meratakan  suhu  saat  fermentasi  dengan  sistem  kontrol  yang relatif sederhana dan cukup presisi.
Salah  satu  sistem  kontrol  yang  sederhana  dan  presisi  adalah  sistem  kontrol expert .  Sistem kontrol expert adalah  Sistem  Pakar  ( Expert  System )  yang  dibuat  bertujuan  untuk  menyelesaikan masalah yang cukup rumit yang sebenarnya hanya bisa diselesaikan oleh para ahli.
Berdasarkan  uraian  diatas,  maka  perlu  dilakukan  penelitian  mengenai scale-  u p  dan pengembangan sistem kontrol e xpert alat fermentasi biji kopi. Dengan biofermentor yang lebih besar diharapkan mutu biji kopi dapat ditingkatkan dalam skala yang relatif besar.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  menghasilkan  biofermentor  kopi  yang  lebih  besar dengan kinerja yang sama atau lebih baik dari biofermentor sebelum di scale-up .
Kegunaan  dari  penelitian  ini  yaitu  dapat  dijadikan  sebagai  alternatif  alat  fermentasi  kopi dalam  menghasilkan  kopi  dengan  kualitas  yang  baik,  sebagai  informasi  dalam  merancang biofermentor kopi dengan menggunakan pemanas inframerah berbasis expert .

## B. Metode Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dari bulan Mei hingga Juni 2023. Tempat penelitian dilaksanakan di jalan Al-Kharismi blok Gi/3, Laboratorium Pusat Kegiatan Penelitian, Laboratorium Kimia Pakan Fakultas Peternakan dan Laboratorium Processing Fakultas Pertanian, Universitas Hasanuddin.
Pelaksanaan  penelitian  ini  terdiiri  dari  scale-up  dan  perancangan  sistem  kontrol  dan  IoT biofermentor. Scale-up meliputi penentuan kapasitas biofermentor, menghitung dimensi,  mengambar dan merakit. Perancangan sistem kontrol dan IoT meliputi penentuan jumlah input-output, penentuan model  sistem,  penentuan  komponen  sistem,  membuat  gambar,  konfigurasi,  merakit  dan  membuat software kontrol dan IoT. Kemudian dilanjutkan dengan uji fungsi dan kinerja, dan pengolahan data. Kapasitas  biofermentor  yang  dibuat  pada  penelitian  ini  didasarkan  pada  biofermentor  skala laboratorium  yang  diteliti  Kusmiah  (2017).  Berdasarkan  hasil  pengukuran  kapasitas  biofermentor
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
skala labolatorium yang digunakan kusmiah adalah 0,0112 m³. Scale up yang diterapkan adalah 5 kali kapasitas  skala  labolatorium,  sehingga  kapasitasnya  adalah  0,056  m³.  Dimensi  biofermentor  dibagi atas 2 yaitu dimensi wadah fermentasi dan ruang fermentasi. Dimensi wadah fermentasi adalah sama dengan  kapasitasnya  yaitu  0,056  m³.  Sedangkan  ukuran  dimensi  ruang  fermentasi  yang  dibangun adalah  10  kali  dari  wadah  fermentasi  yaitu  0,56  m 3 .  Penetapan  10  kali  bertujuan  untuk  menyiapkan ruang  pemanas  karena  lampu  butuh  jarak  0,1-0,2  m  dan  tinggi  lampu  0,17  m,  ruang  sistem  kontrol dan juga untuk mempermudah pengembangan biofermentor dikemudian hari.
Biji  kopi  sebanyak  5  kg  akan  dipanaskan  mulai  dari  suhu  28  °C  hingga  40  °C.  Berdasarkan perhitungan lampiran 1 yang telah dilakukan, diperoleh hasil bahwa untuk menaikkan panas 5 kg biji kopi diperlukan energi sebesar 143820 Joule dan untuk menaikkan panas air 10 kg maka diperlukan energi sebesar 502800 Joule.  Daya yang dibutuhkan untuk menaikkan suhu 5 kg biji kopi dan air 10 kg dari suhu mula-mula 28 °C sampai 40 °C dalam jangka waktu 80 menit atau 4800 detik yaitu 133 Watt.
Uji fungsi dilakukan  untuk mengetahui  apakah  komponen utama telah berjalan dengan baik. Untuk  mengetahui  tingkat  keberhasilan  maka  parameter  pengujian  yang  diamati  yaitu:  Uji  tenaga pemanas.  Parameter  uji  adalah Gain kriterianya  suhu  dapat  naik  melebihi  setting  point  yang  akan diterapkan . (suhu  biofermentor  40 ℃ ),  Uji  sensor  LM35,  kriteria  uji  bahwah  dapat  mengukur  suhu dengan presisi (eror +- 0,5°C), Uji pengaduk, kriterianya dimana ketika selisih antara suhu di bagian bawah dan atas adalah lebih besar atau sama dengan 1,5 ℃ (T ≥ 1,5 ℃ ) maka pengaduk akan on dan ketika selisih antara suhu di bagian bawah dan atas adalah kurang dari atau sama dengan 1 ℃ (T ≤ 1 ℃ ) maka pengaduk akan off. Uji Kontroler, suhu tidak overshoot, error steady state kecil , dan stabil, Uji IoT,  kriteria  ujinya:  data  dapat  tervisualisasi  dan  tersimpan  dalam  format  excel  dalam thengspeak , data dalam thengspeak sama dengan data yang tampil pada display arduino.
Uji kinerja bertujuan untuk mengetahui apakah kinerja dari sistem yang telah dibuat berjalan sesuai  yang  diharapkan.  Untuk  mengukur  tingkat  keberhasilan  digunakan  indikator  sebagai  berikut: Uji  Kontroler,  suhu  stabil ,  error  steady  state dalam  range 2-5%.  Setling  time  cukup  pendek, Mengamati  Daya  dan  energi  yang  dikonsumsi  sistem,  Pengamatan  pH  Larutan  biji  kopi  diamati perubahan pH sebelum dan setelah fermentasi, dimana pengujian dilakukan dengan menggunakan alat PH-009(I)A pen  type  pH  mete r.  Pengamatan  dilakukan  dengan  mencelupkan  alat  pH  meter  pada larutan fermentasi kemudian mencatat hasil yang ditampilkan pada layar, Kadar Lendir Analisis berat lendir  dilakukan  untuk  mengetahui  jumlah  lendir  yang  berkurang  setelah  diberikan  perlakuan fermentasi.  Analisis  dilakukan  dengan  menimbang  berat  awal  biji  kopi,  kemudian  menimbang  berat akhir biji kopi setelah proses fermentasi, setelah itu dilakukan perhitungan selisih dari kedua berat biji kopi  tersebut,  sehingga  diperoleh  berat  lendir  yang  terlepas  selama  proses  fermentasi.  Ditentukan dengan persamaan (Widyotomo dkk, 2009):
Keterangan: Kl= Kadar Lendir (%), Mi= Berat biji kopi berkualitas sebelum fermentasi (g) Mt= Berat biji kopi berkualitas setelah fermentasi pada waktu ke-t (g).

## Uji Mutu
Pengeringan  biji  kopi  setelah  difermentasi  dilakukan  menggunakan  mesin  pengering  hingga kadar air penyimpanan biji kopi (12 %). Pengeringan biji kopi yang difermentasi dengan biofermentor dan cara konvensional dilakukan pada waktu dan lama yang sama, Uji Kadar Air Kadar air biji kopi ditentukan dengan menggunakan metode gravimetri, pengeringan oven yang terkontrol pada suhu 105 °C, dan perhitungannya dilakukan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut (BSN, 2008):
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
Keterangan: Ka = Kadar Air (%), Wi =Berat Awal Biji (g), Wt = Berat biji pada waktu ke-t (g) Uji  warna  biji  kopi  Pengujian  warna  biji  kopi  hasil  sangrai  menggunakan  colorimeter.  Biji kopi  yang  telah  disangrai  dimasukkan  di  dalam  wadah  kemudian  ditambahkan  colorimeter  pada  biji kopi  sehingga  akan  terbaca  komponen  warna  L*a*b*.  Perubahan  warna  yang  terjadi  dihitung menggunakan metode Commision Internationale de l’Eclairage [CIE L*a*b*] dengan rumus:
Keterangan:
∆E* = Perubahan warna L* = Chroma / intensitas warna
a*  =  Mendeskripsikan  aksis  dari  warna  hijau-  merah,  hijau  jika  nilai  a  turun,  merah  jika  a naik.
b* =Mendeskripsikan aksis dari warna biru-kuning, biru jika nilai b turun, kuning jika b naik. Penyangraian  dan  Penggilingan  Biji  Kopi  Penyangraian  biji  kopi  dilakukan  dengan menggunanakan  alat  penyangrai  kopi  tipe  Lab,  dimana  suhu  sangrai  yang  digunakan  yaitu  190  ºC selama  20  menit,  hingga  menghasilkan  warna  coklat  kehitaman.  Biji  kopi  yang  telah  disangrai kemudian  digiling  untuk  menghasilkan  bubuk  kopi  yang  kemudian  akan  dilakukan  uji  kualitas produk. Pengujian pH kopi Menurut Day dan Underwood (2002), pH didefinisikan sebagai logaritma aktivitas  ion hidrogen (H+)  yang terlarut. Pengujian pH larutan dilakukan dengan menggunakan alat PH-009(I)A pen type pH meter.
Alat: Gelas ukur, Pengaduk, Timbangan, pH meter Bahan: Bubuk Kopi, Akuades Langkah kerja:
a) Melakukan kalibrasi alat menggunakan bubuk kalibrasi
b) Melarutkan 9 gr bubuk kopi dengan air 200ml
c) Mencelupan  elektroda  pada  larutan  kopi  dengan  kedalaman  sekitar  5  cm  hinggai  alat menunjukkan ph yang tetap
d) Mencatat hasil pembacaan skala atau angka pada tampilan dari pH meter. Analisis Total Asam Tertitrasi metode acidialkalimetri (Fardiaz,1992)
Total asam tertitrasi (TAT) merupakan salah satu indikator terjadinya fermentasi yang dinyatakan dalam persen asam laktat (Fauzi, 2008).
Alat:  Labu  takar,  Gelas  Ukur,  Batang  pengaduk,  Timbangan,  Saringan  Bahan:  Kopi  bubuk, Aquades, Fenolflatein, NaOH  Langkah Kerja:
a) Mengambil 5 gr sampel bubuk kopi
b) Dilarutkan dengan menggunakan aquadest 50 ml
c) Disaring dengan menggunakan kain sifon.
d) Sampel yang telah disaring dimasukkan ke dalam labu takar 100 ml dan diencerkan ke dalam aquades. Sampel yang diencerkan diambil sebanyak 5 ml
e) Ditambahkan 2 tetes fenolflatein 1%
f) Titrasi  dilakukan  dengan  menggunakan  larutan  NaOH  0,01N  sampai  timbul  menjadi  warna merah muda. perhitungan total asam dapat digunakan rumus seperti dibawah ini:
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL

## C. Hasil Dan Pembahasan Uji fungsional
Uji  fungsional  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  bahagian  utama  biofermentor  dapat berfungsi sesuai dengan fungsi  yang diharapkan atau belum. Bagian yang diuji adalah fungsi tenaga pemanas tanpa sistem kendali, uji pengaduk, uji kontroler dan uji IoT.

## Uji Fungsi Tenaga Pemanas
Uji  fungsional  pemenas  IR  dilakukan  untuk  mengetahui  apakah  sumber  panas  dapat menaikkan  suhu  melebihi setting  point yang  akan  diharapkan  atau  belum,  untuk  itu  dilakukan  uji fungsi  tenaga  pemanas  tanpa  sistem  kendali.  Pada  pengujian  ini  biofermentor  dijalankan  tanpa dikendalikan. Hasil pengamatan dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Hasil pengamatan suhu air biofermentor tanpa sistem kendali Gambar  1  menunjukkan  bahwa  daya  IR  yang  diberikan  sebesar  300  watt  mampu  menaikkan  suhu melebihi setting  point yang  akan  diterapkan.  Tampak  suhu  terus  meningkat  melebihi setting  point 40°C  yang  akan  diterapkan,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  biofermentor  membutuhkan  sistem  kendali agar proses fermentasi dapat berlangsung sesuai dengan setting point yang ditetapkan.

## Uji Pengaduk
Uji  pengaduk  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah  pengaduk  dapat  berfungsi  untuk menyeragamkan  suhu  bawah  dan  atas  air  fermentasi  atau  tidak.  Diharapkan  bahwa  setiap  terjadi selisih antara suhu dibagian bawah dan atas lebih besar atau sama dengan 1,5 °C maka pengaduk akan berputar.  Berdasarkan  hasil  pengamatan  bahwa  pengaduk  berputar  jika  terjadi  selisih  suhu  atas  dan bawah  besar  1,5  °C  dan  membutuhkan  waktu  rata-rata  4  menit  untuk  mencapai  seragam  hal  ini menunjukkan pengaduk berfungsi sesuai yang diharapkan

## Uji Pengontrol
Uji  pengontrol  dilakukan  untuk  melihat  bagaimana  respon  biofermentor  yang  dilengkapi dengan sistem kendali melakukan fermentasi biji kopi, hasil pengamatan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2 Hasil pengamatan suhu air biofermentor dengan sistem kendali Gambar  2  menunjukkan  bahwa  tidak  terjadi  lonjatan  suhu  air  (overshoot)  diawal  proses  dan  waktu yang dibutuhkan untuk mencapai setting point adalah 80 menit.

## Uji IoT
Pengujian iot bertujuan untuk melihat apakah data yang ditampilkan dalam server thingspeak sama  dengan  data  yang  ditampilkan  dalam display arduino.  diharapkan  sistem  IoT  dapat  membantu
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
dalam monitoring proses  fermentasi  biji  kopi  dari  jarak  jauh,  hasil  pengamatan  dapat  dilihat  pada Gambar 3.
Gambar 3 Hasil monitoring suhu menggunakan sitem iot Gambar  3.  menunjukkan  bahwa  data  yang  ditampilkan di server  thingspeak sama  dengan yang  ditampilkan  di display arduino, server  thingspeak yang  digunakan  mampu  menerima  dan menvisualisasikan  data  suhu  biofermentor  selama  koneksi  internet  terhubung  dengan server thingspeak .  Hal  ini  sesua  pernyataan  (Chwalisz,  2016)  yang  menyatakan thingspeak merupakan layanan  yang  berisi  aplikasi  dan  API  yang  bersifat open  source untuk  menyimpan  dan  mengambil data  dari  berbagai  perangkat  yang  menggunakan  HTTP  ( Hypertext  Transfer  Protocol )  melalui Internet atau melalui LAN ( Local Area Network ).

## Uji Kinerja Biofermentor
Uji  kinerja  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah  kinerja  kontrol  masih  konsisten  dan  melihat sejauh mana efek pengendalian terhadap mutu bahan serta kemampuannya dalam menghemat energi. Pada  pengujian  ini  dilakukan  pengamatan  suhu  air  selama  fermentasi,  daya  dan  energi  yang dikonsumsi  sistem,  pH  larutan  fermentasi,  setelah  itu  dilakukan  uji  mutu  biji  kopi  hasil  fermentasi diantaranya kadar lendir, uji kadar air, uji warna, analisis pH dan total asam tertitrasi.

## Suhu Air Fermentasi Biji Kopi
Uji  kinerja  selama  proses  fermentasi  dilakukan  pengamatan  suhu  air  fermentasi  dengan menggunakan biofermentor dan tanpa menggunakan biofermentor Gambar 4.
Gambar 4 Respon suhu air selama proses fermentasi biji kopi Gambar  4  menunjukkan  bahwa  selama  fermentasi  tanpa  menggunakan  biofementor  suhu  air tidak stabil dan tidak mampu mencapai suhu 40ºC, namun fermentasi menggunakan biofementor suhu air bawah dan atas stabil di 40°C selama proses fermentasi berlangsung. Hal ini menunjukkan bahwa sistem  kontrol expert yang  diterapkan  pada  biofermentor  mampu  mempertahankan  suhu  sesuai dengan suhu fermentasi yang diterapkan.
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL

## Daya Dan Energi Yang Dikonsumsi Sistem
Pengujian penggunaan daya listrik bertujuan untuk mengetahui sejauh mana biofermentor biji kopi  yang  dilengkapi  sistem kontrol expert mampu  menghemat  daya  listrik  selama  sistem  bekerja. Hasil pengamatan penggunaan daya listrik sistem kontrol expert ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Suhu dan daya inframerah yang diberikan selama fermentasi biji kopi Pada  Gambar  5  memperlihatkan  bahwa  daya  listrik  yang  diberikan  sistem  kontrol  ke  pemanas inframerah saat awal proses fermentasi sebesar 300 watt. Namun, ketika suhu mendekati setting point daya  turun  secara  bertahap  dan  nol  Watt  saat  mencapai  suhu setting  point ,  untuk  mempertahankan suhu  setting  point  maka  sesekali  daya  akan  naik  lagi  dan  begitu  seterusnya.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  pengendalian  daya  mampu  memberikan  efek  terhadap  penggunaan  daya  listrik  pada biofermentor.  Selama  fermentasi,  energi  listrik  yang  digunakan  untuk  fermentasi  biji  kopi  dengan menggunakan  biofermentor  dapat  dilihat  pada  Tabel  4.1.  Bila  energi  listrik  yg  digunakan Biofermentor  dikonversi  ke  biaya,  dimana  harga  listrik  per  kWh  adalah  Rp.  1.444,70 (https://web.pln.co.id/), maka biaya fermentasi per kg biji kopi adalah Rp. 268. Tabel. 1 Jumlah energi dan estimasi biaya fermentasi biji kopi
Perlakuan Jumlah energi (kWh) Estimasi biaya (Rp/Kg) 40°C 0,93 Rp. 268
pH Larutan Fermentasi
Derajat  keasaman  (pH)  merupakan  salah  satu  faktor  penting  yang  perlu  diperhatikan  pada proses  fermentasi  dimana  pH  mempengaruhi  pertumbuhan  Saccharomyces  cerevisiae  (Azizah dkk.,2019).

## Gambar 6 pH fermentasi biji kopi
Berdasarkan  pengamatan  yang  dilakukan,  pH  air  sebelum  fermentasi  pada  biji  kopi  arabika dengan  menggunakan  biofermentor  yaitu  sebesar  4.84  kemudian  setelah  dilakukuan  fermentasi didapatkan  nilai  pH  akhir  air  fermentasi  sebesar  4.28  dan  pH  awal  sebelum  fermentasi  tanpa menggunakan  biofermentor  yaitu  sebesar  4.79  kemudian  setelah  dilakukuan  fermentasi  didapatkan
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
nilai pH akhir sebesar 4.15. hal ini menunjukkan bahwa proses fermentasi telah tercapai yang ditandai dengan adanya pembentukan asam-asam organik terjadi akibat adanya aktivitas metabolisme mikroba yang ditambahkan terutama bakteri asam laktat dalam fermentasi tersebut sehingga hal tersebut dapat memicu  penurunan  pH  pada  biji  kopi.  Menurut  (Adrianto  dkk,  2020)  menyatakan  nilai  pH  yang menurun dipengaruhi oleh akumulasi asam-asam organik dan peningkatan jumlah proton H+ sebagai hasil dari metabolisme bakteri akibat penguraian asam-asam amino.
Kadar Pulp Kadar pulp merupakan  salah  satu  kriteria  berhasilnya  proses  fermentasi,  dimana pulp pada permukaan  biji  kopi  berkurang  setelah  proses  fermentasi  selesai.  Untuk  itu  dilakukan  pengamatan berat biji  kopi  sebelum  dan  setelah  proses  fermentasi,  kemudian  selisih  berat  dari  keduanya merupakan berat pulp akibat dari proses fermentasi dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7 Pulp biji kopi setelah fermentasi Pada  Gambar  7  dapat  dilihat pulp atau  lendir  pada  biji  kopi  sesudah  fermentasi  selama  12 jam, dimana endapan pulp hasil fermentasi konvensional tidak tampak sedangkan endapan pulp hasil fermentasi dengan biofermentor cukup jelas di dasar wadah.
Tabel 2 Hasil pengamatan berat sebelum dan setelah fermentasi Metode fermentasi Berat  biji kopi sebelum fermentasi (g) Berat  biji kopi setelah fermentasi (g) Berat pulp (g) Biofermentor 5.000,01 4.272,52 727,49 Konvensional  5.000,03 4.606,62 393,41
Berdasarkan  hasil  perhitungan,  diperoleh  bahwa  berat  biji  kopi  hasil  fermentasi  dengan biofermentor  berkurang  sebesar  14,54  %  sedangkan  biji  kopi  hasil  fermentasi  tanpa  biofermentor berkurang  sebesar  7,86  %  (Lampiran.  8),  hal  ini  menunjukkan  bahwa pulp yang  terlepas  selama fermentasi menggunakan biofermentor dengan sistem kendali expert lebih banyak dibandingkan tanpa biofermentor.  Sedangkan  hasil penelitian  sebelum  biofermentor  di scale  up yg  dilakukan  Kusmiah dkk  (2021)  diperoleh  hasil  bahwa  berat  biji  kopi  hasil  fermentasi  dengan  biofermentor  berkurang sebesar 13,3%, sedangkan berat biji kopi hasil fermentasi tanpa biofermentor berkurang sebesar 11,9 %  (Lampiran.  11).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  biofermentor  yg  di scale  up 5  kali  hasil  pelepasan pulp lebih  banyak  berkurang  dan  fermentasi  tanpa  biofermentor  hasil  pelepasan pulp lebih  sedikit. Menurut  Kusmiah  dkk  (2021) pulp yang  berkurang  disebabkan  oleh  pemecahan  glukosa  oleh mikroba,  pemecahan  komponen  ini  menandakan  bahwa  proses  fermentasi  terjadi  dengan  sempurna. Sedangkan  menurut  Ridwansyah  (2003)  bahwa  pada  saat  proses  fermentasi  terjadi  pemecahan Komponen  mucilage  atau  bagian  yang  tepenting  dari  lapisan  ber pulp (getah),  material  inilah  yang terpecah dalam proses fementasi.
Fermentasi Konvensional Fermentasi dengan Biofermentor
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL

## Kadar Air Biji Kopi
Hasil uji kadar air biji kopi yang dihasilkan dari metode biofermentor dan konvensional yang sama-sama  dikeringkan  selama  10  hari  diperoleh  nilai  kadar  air  yang  berbeda,  kadar  air  dengan menggunakan  biofermentor  yaitu  11,7%  sedangkan  kadar  air  tanpa  biofermentor  12,55%  (Lampiran 9).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa pulp pada  biji  yg  belum  larut  dengan  baik  pada  metode  fermentasi konvensional  mempengaruhi  pelepasan  air  pada  proses  pengeringan.  Oleh  karena  itu  salah  satu keuntungan  proses  fermentasi  dengan  metode  biofermentor  adalah  dapat  mempercepat  waktu pengeringan. Sedangkan hasil penelitian sebelum biofermentor di scale up yg dilakukan Kusmiah dkk (2021)  diperoleh  hasil  kadar  air  yang  sama  dengan  metode  biofermentor  dan  metode  konvensional dari masing-masing  sampel yaitu 12% (Lampiran. 11). Hal ini menunjukkan bahwa biofermentor yg di scale  up 5  kali  tidak  berpengaruh  besar  dengan  nilai  kadar  air  sebelum  di  scale  up. Sudah  sesuai dengan  SNI  01-2907-2008  dimana  kadar  air  biji  kopi  yang  optimal  yakni  <12,5%.  Hal  ini  sesuai dengan Novita dkk (2010) yang menyatakan bahwa kadar air 12 % dengan toleransi 1% telah mampu menjamin keamanan selama penyimpanan. Kadar air aman untuk penyimpanan adalah 11,62 % pada suhu 30 °C dan 11,24% pada suhu 35 °C, sebaliknya jika kadar air rendah dibawah 9% maka terlalu kering  dan  dapat  menyebabkan  kerusakan  cita  rasa  dan  warna,  maka  dari  itu  untuk  dapat  menjamin keamanan  penyimpanan  pada  biji  kopi  kering,  akan  lebih  baik  apabila  kadar  air  maksimum  sebesar 11%.
Warna Biji Kopi (L*a*b*) Pengujian warna dilakukan dengan alat colorimeter, dimana yang diamati adalah nilai L*  a* b*  dari  biji  kopi  yg  telah  dikeringkan.  Menurut  Winarno  (2002)  kecerahan  warna  (L)  menunjukkan warna gelap hingga putih terang dengan nilai berkisar 0-100. Selain sebagai faktor yang menentukan mutu,  warna  juga  dapat  digunakan  sebagai  indikator  kesegaran  atau  kematangan.    Berdasarkan pengujian  yang  dilakukan  diperoleh  hasil  bahwa  nilai  L*  biji  kopi  hasil  fermentasi  dengan biofermentor  adalah  31,71  dan  nilai  L*  biji  kopi  hasil  fermentasi  tanpa  biofermentor  adalah  41,75 (Lampiran  9),  hal  ini  menunjukkan  bahwa  warna  biji  kopi  dengan  menggunakan  biofermentor  lebih gelap  daripada  tanpa  menggunakan  biofermentor.  Sama  hasil  penelitian  sebelum  biofermentor diperbesar ( scale-up ) yang dilakukan Kusmiah dkk (2021) dimana nilai L* biji kopi hasil fermentasi dengan biofermentor adalah 31,63 dan untuk  nilai L* biji kopi fermentasi tanpa biofermentor adalah 44,87  (Lampiran.  11).  Hal  ini  sesuai  hasil  penelitian  Muzaifa  dkk  (2016)  bahwa  warna  biji  kopi  yg dihasilkan luwak adalah lebih gelap.

## pH Kopi Seduhan
Berdasarkan  pengujian  pH  yang  dilakuakan  setelah  kopi  disangrai,  hasil  menunjukkan  nilai pH  kopi  seduh  sampel  yg  difermentasi  degan  biofermentor  lebih  rendah  yaitu  4,93,  sedangkan  pH kopi  seduh  tanpa  biofermentor  diperoleh  nilai  pH  5,07  (Lampiran  9).  Hal  ini  menunjukkan  bahwa fermentasi  menggunakan  biofermentor  tingkat  keasamannya  sedikit  lebih  rendah  dibanding fermentasi  tanpa  menggunakan  biofermentor.  Nilai  pH  dengan  menggunakan  biofermentor  hampir mendekati  pH  kopi  luwak  Gayo  pada  penelitian  yang  dilakukan  Sutanto  dkk  (2016)  yaitu  nilai  pH kopi  seduhan  4,84.  Sedangkan  hasil  penelitian  sebelum  biofermentor  diperbesar  ( scale  up )  yang dilakukan  Kusmiah  dkk  (2021)  diperoleh  pH  bubuk  kopi  fermentasi  dengan  biofermentor  diperoleh nilai  pH  5,7,  dan  nilai  pH  kopi  seduh  tanpa  biofermentor  yaitu  5,9  (Lampiran.  11).  Hal  ini menunjukkan bahwa biofermentor yg diperbesar ( scale up ) 5 kali hasil pH kopi seduhan lebih rendah setelah  di scale  up dikarenakan  pembentukan  kandungan  asam-asam  salah  satunya  asam  laktat  pada biji  kopi  pada  saat  fermentasi  lebih  cepat  karena  adanya  penambahan  pengaduk  pada  biofermentor dan  juga  adanya  perbedaan  jenis  kopi  yang  digunakan.  Sesuai  dengan  hasil  penelitian  Ginz  dkk (2000) kopi arabika juga memiliki pH yang lebih rendah, yaitu sekitar 4,85-5,15.
Menurut  Kusmiah  dkk  (2021)  Nilai  pH  yang  diperoleh  ini  terbentuk  dari  kandungan  asam yang  terdapat  pada  biji  kopi  yang  salah  satunya  adalah  asam  laktat,  sebagai  salah  satu  indikator berhasilnya  proses  fermentasi.  Hal  ini  sesuai  dengan  penelitain  Widyotomo  dkk  (2009)  yang menyatakan bahwa nilai pH biji kopi dipengaruhi oleh kandungan asam biji kopi seperti asam format,
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
asam  asetat,  asam  oksalat,  asam  sitrat,  asam  laktat,  asam  malat  dan  asam  quinat,  asam  ini  yang berperan dalam pembentukan citarasa asam pada kopi.

## Total Asam Tertitrasi Bubuk Kopi
Total  asam  tertitrasi  merupakan  salah  satu  indikator  terjadinya  fermentasi  yang  dinyatakan dalam  persen  asam  laktat.  Berdasarkan  pengujian  yang  dilakukan,  diperoleh  jumlah  asam  tertitrasi pada sampel bubuk kopi fermentasi dengan biofermentor yaitu 1,73% dan sampel tanpa biofermentor 1,43%  (Lampiran  9).  Sedangkan  hasil  penelitian  sebelumnya  yang  dilakukan  Kusmiah  dkk  (2021) diperoleh jumlah asam tertitrasi pada sampel bubuk kopi fermentasi dengan biofermentor sedikit lebih rendah  yaitu  0,23%  dan  sampel  tanpa  biofermentor  0,20%  (Lampiran.  11).  Hal  ini  menunjukkan bahwa  biofermentor  yg  diperbesar  ( scale  up )  5  kali  hasil  total  asam  tertitrasi  lebih  tinggi  dibanding sebelum di scale up dan paling mendekati nilai total asam tertitrasi kopi luwak hasil penelitian Fauzi dkk  (2017)  yaitu  2,05%.  Menurut Kasim  dkk  (2020)  Nilai  total  asam  tertitrasi  memiliki  korelasi terhadap nilai pH bubuk kopi, semakin tinggi nilai total asam, maka nilai pH akan semakin rendah.

## D. Penutup
Berdasarkan  penelitian  yang  telah  dilakukan,  dapat  disimpulkan  bahwa:  Telah  diperbesar (scale-up)  dan  diterapkan  sistem  kontrol  expert  pada  biofermentor  biji  kopi  dan  mampu  bekerja dengan kinerja yang baik yaitu suhu fermentasi tidak overshoot, settling time cukup pendek, ess masih dalam  range  2-5%,  dan  cukup  stabil. Pulp yang  berkurang  pada  fermentasi  biji  kopi  dengan biofermentor setelah diperbesar ( scale-up ) lebih banyak yaitu 14,54% dan sebelum diperbesar 13,3%. Warna biji kopi dengan fermentasi menggunakan biofermentor sebelum diperbesar (scale-up) sedikit lebih  gelap  yaitu  L*  31,63  dan  setelah  diperbesar  L*31,71.  pH  kopi  seduhan  dengan  fermentasi menggunakan  biofermentor  sebelum  diperbesar  (scale-up)  lebih  tinggi  yaitu  pH  5,7  dan  setelah diperbesar  pH  4,93  mendekati  pH  kopi  luwak  Gayo  4,48.  Total  asam  tertitrasi  bubuk  kopi  dengan fermentasi  menggunakan  biofermentor  sebelum  diperbesar  (scale-up)  lebih  rendah  yaitu  0,23%  dan setelah diperbesar 1,73% mendekati total asam tertitrasi kopi luwak asli 2,05%.

## Daftar Pustaka
Adrianto,  R.,  Wiraputra,  D.,  Agrippina,  F.  D.,  &  Andaningrum,  A.  Z.  (2020).  Penurunan  Kadar Kafein  Pada  Biji  Kopi  Robusta  Menggunakan  Fermentasi  Dengan  Bakteri  Asam  Laktat Leuconostoc  Mesenteroides  (B-155)  Dan  Lactobacillus  Plantarum  (B-76)  Decrease  in  Caffeine Levels  in  Robusta  Coffee  Beans  Using  Fermentation  With  Lactic  Acid.  Jurnal  Dinamika Penelitian Industri, 31(2), 163–169
Azizah,  M.,  Sutamihardja,  R.  M.,  &  Wijaya,  N.  2019.  Karakteristik  Kopi  Bubuk  Arabika  (Coffea arabica  L)  Terfermentasi  Saccaromyces  cerevisiae.  Jurnal  Sains  Natural  Universitas  Nusa Bangsa, 9(1), 37-46.
Badan  Standardisasi  Nasional  .2008.  Standar  Nasional  Indonesia  Biji  Kopi 2907:2008 .  Badan Standarisasi Nasional.
Day, R. A. dan Underwood, A. L. 2002. Analisa Kimia Kuantitatif, Edisi Keenam, Alih Bahasa oleh Dr. Ir. Iis Sopyan, M. Eng: Penerbit Erlangga Jakarta.
Fardiaz, S. 1992. Mikrobiologi Pangan, Jakarta: Gramedia Pustaka Utama,
Fauzi,  M.,  Choiron,  M,  &  Astutik,  Y.  D.  P.  (2017).  Karakteristik  Kimia  Kopi  Luwak  Robusta Artifisial  Terfermentasi  oleh  Ragi  Luwak  dan  A-Amilesa.  Jurnal  Penelitian  Pascasarjana Pertanian. 14 (3) : 144-153.
Fauzi,  Muhammad  .2008.  Isolasi  Dan  Karakterisasi  Bakteri  Asam  Laktat  Biji  Kopi  Luwak  (Civet Coffee). Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian Universitas Jember Gardjito,  Murdijati,  &  Dimas  Rahadian  A.  M.  2011.  Kopi:  Sejarah  dan  Tradisi  Minum  Kopi,  Cara Benar Mengekstrak dan Menikmati Kopi, Manfaat dan Risiko Kopi bagi Kesehatan. Yogyakarta: PT Kanisius.
http://jurnal.umsb.ac.id/index.php/RANGTEKNIKJOURNAL
Kasim, S. et al. (2020) ‘Penurunan Kadar  Asam dalam Kopi Robusta (Coffea canephora) dari Desa Rantebua Kabupaten Toraja Utara dengan Teknik Pemanasan’, KOVALEN: Jurnal Riset Kimia, 6(2), pp. 118–125. doi: 10.22487/kovalen. 2020. v6.i2.15133.
Kusmiah,  N.,  Waris,  A.,  dan  Manggabarani,  I.  (2021)  Efektifitas  Fermentor  Fuzzy  Digital  terhadap Kualitas Biji Kopi. Jurnal Ilmu Teknologi Pertanian. Polewali Mandar. Vol 6:80-84.
Muzaifa,  M.,  Patria,  A.,  Febriani,  Abubakar,  A.,  Hasni,  D.,  Rahmi,  F.,  &  Sulaiman,  I.  (2016). Kopi luwak: produksi, mutu, dan permasalahannya (Y. Abubakar & H. Mutaqin (eds.); 1 st ed.). Syiah Kuala University Press.
Ogata  K.  (1984).  Teknik  Kontrol  Automatik  (Sistem  pengukuran)  Jilid  II . Teknik  Fisika  Insititut Teknologi Bandung. Erlangga, Bandung.
Pratiwi,  Nadhea  Dwi,  and  Ringga  Novelni.  "Kelayakan  Sediaan  Lipstik  Menggunakan  Biji  Kopi Arabika  (Coffea  Arabica  L)  sebagai  Pewarna  Alami." Jurnal  Pendidikan  Tambusai 7.2  (2023): 13114-13119.
Ramanda,  E.,  Hasyim,  A.  I.,  Lestari,  D.  A.  H.2016.  Analisis  Daya  Saing  dan  Mutu  Kopi  di Kecamatan Sumberjaya Kabupaten Lampung Barat. JIIA, 4 (3): 253–261.
Ridwansyah.  2003.  Pengolahan  Kopi.  Departemen  Teknologi  Pertanian.  Fakultas  Pertanian. Universitas Sumatera Utara. Medan.
Sutanto, J., Musbach, M., & Suntoro, A. (2016). Komparasi tingkat keasaman pada kopi arabika, kopi luwak dan kopi hasil iradiasi batan. V,31-36.
Widyotomo,  Sukrisno,  S.  Mulato,  H.  K.  Purwadaria  dan  A.  M.  Syarief.  2009.  Karakteristik  Proses Dekafeinasi  Kopi  Robusta  dan  Reaktor  Kolom  Tunggal  dengan  Pelarut  Etil  Asetat.  Available from: http://www.isjd.pdii.lipi.go.id.
Widyotomo,  Sukrisno,  S.  Mulato,  H.  K.  Purwadaria  dan  A.  M.  Syarief.  2009.  Karakteristik  Proses Dekafeinasi  Kopi  Robusta  dan  Reaktor  Kolom  Tunggal  dengan  Pelarut  Etil  Asetat.  Available from: http://www.isjd.pdii.lipi.go.id.
Winarno, F. G. 2002. Kimia Pangan dan Gizi. Jakarta: Gramedia Utama.