Wet-coffee processing production wastes | Produktionsabfälle aus der Nasskaffeeverarbeitung

English. Countries processing raw coffee beans are burdened with low economical incomes to fight the serious environmental problems caused by the by-products and wastewater that is generated during the wet-coffee processing. The aim of this work was to develop alternative methods of improving the waste by-product quality and thus making the process economically more attractive with valorization options that can be brought to the coffee producers. The type of processing influences not only the constitution of green coffee but also of by-products and wastewater. Therefore, coffee bean samples as well as by-products and wastewater collected at different production steps of were analyzed. Results show that the composition of wastewater is dependent on how much and how often the wastewater is recycled in the processing. Considering the coffee beans, results indicate that the proteins might be affected during processing and a positive effect of the fermentation on the solubility and accessibility of proteins seems to be probable. The steps of coffee processing influence the different constituents of green coffee beans which, during roasting, give rise to aroma compounds and express the characteristics of roasted coffee beans. Knowing that this group of compounds is involved in the Maillard reaction during roasting, this possibility could be utilized for the coffee producers to improve the quality of green coffee beans and finally the coffee cup quality. The valorization of coffee wastes through modification to activated carbon has been considered as a low-cost option creating an adsorbent with prospective to compete with commercial carbons. Activation protocol using spent coffee and parchment was developed and prepared to assess their adsorption capacity for organic compounds. Spent coffee grounds and parchment proved to have similar adsorption efficiency to commercial activated carbon. The results of this study document a significant information originating from the processing of the de-pulped to green coffee beans. Furthermore, it showed that coffee parchment and spent coffee grounds can be valorized as low-cost option to produce activated carbons. Further work needs to be directed to the optimization of the activation methods to improve the quality of the materials produced and the viability of applying such experiments in-situ to bring the coffee producer further valorization opportunities with environmental perspectives. Coffee producers would profit in establishing appropriate simple technologies to improve green coffee quality, re-use coffee by-products, and wastewater valorization.

German. Produktionsabfälle aus der Nasskaffeeverarbeitung: Qualität, Potenziale und Verwertungsmöglichkeiten Die Länder, die Rohkaffee verarbeiten, haben nur ein geringes wirtschaftliches Einkommen, um die ernsten Umweltprobleme zu bekämpfen, die durch die bei der Nasskaffeeverarbeitung anfallenden Nebenprodukte und Abwässer verursacht werden. Ziel dieser Arbeit war es, alternative Methoden zu entwickeln, um die Qualität der Nebenprodukte zu verbessern und so den Prozess wirtschaftlich attraktiver zu machen, indem den Kaffeeproduzenten Valorisierungsoptionen geboten werden. Die Art der Verarbeitung beeinflusst nicht nur die Beschaffenheit des Rohkaffees, sondern auch die der Nebenprodukte und des Abwassers. Daher wurden Proben von Kaffeebohnen sowie Nebenprodukte und Abwässer analysiert, die bei verschiedenen Produktionsschritten gesammelt wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung des Abwassers davon abhängt, wie viel und wie oft das Abwasser bei der Verarbeitung recycelt wird. In Bezug auf die Kaffeebohnen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Proteine während der Verarbeitung beeinträchtigt werden könnten, und eine positive Auswirkung der Fermentation auf die Löslichkeit und Zugänglichkeit der Proteine scheint wahrscheinlich zu sein. Die Schritte der Kaffeeverarbeitung beeinflussen die verschiedenen Bestandteile der grünen Kaffeebohnen, die beim Rösten zu Aromastoffen werden und die Eigenschaften der gerösteten Kaffeebohnen zum Ausdruck bringen. Da diese Gruppe von Verbindungen an der Maillard-Reaktion während des Röstens beteiligt ist, könnte diese Möglichkeit von den Kaffeeproduzenten genutzt werden, um die Qualität der grünen Kaffeebohnen und schließlich die Qualität des zubereiteten Kaffees zu verbessern. Die Herstellung von Aktivkohle aus modifizierten Kaffeeabfällen wurde als kostengünstige Option zur Schaffung eines Adsorptionsmittels betrachtet, das mit handelsüblicher Aktivkohle konkurrieren könnte. Es wurde ein Aktivierungsprotokoll für gebrauchten Kaffee und Pergament entwickelt und vorbereitet, um deren Adsorptionskapazität für organische Verbindungen zu bewerten. Es zeigte sich, dass Kaffeesatz und Pergament eine ähnliche Adsorptionseffizienz aufweisen wie kommerzielle Aktivkohle. Die Ergebnisse dieser Studie belegen, dass die Verarbeitung von den entpulpten zu grünen Kaffeebohnen eine wichtige Information darstellt. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Kaffeepergament und Kaffeesatz als kostengünstige Möglichkeit zur Herstellung von Aktivkohle genutzt werden können. Weitere Arbeiten müssen sich mit der Optimierung der Aktivierungsmethoden befassen, um die Qualität der hergestellten Materialien zu verbessern, und mit der Durchführbarkeit solcher Experimente in-situ, um den Kaffeeproduzenten weitere Aufwertungsmöglichkeiten mit Umweltperspektive zu bieten. Die Kaffeeproduzenten würden von der Einführung geeigneter einfacher Technologien zur Verbesserung der Rohkaffeequalität, der Wiederverwendung von Kaffeenebenprodukten und der Aufwertung von Abwässern profitieren.