Mengubah Ampas Kopi untuk Penyaring Logam Berat di Air

Seiring dengan semakin tingginya konsumsi kopi, demikian pula ampasnya. Selama ini ampas kopi ini kerap dibuang begitu saja, padahal riset terbaru menunjukkan limbah ini dapat digunakan untuk membersihkan air, bahkan menyaring sejumlah logam berat dengan cukup efektif.

Dua publikasi penelitian baru telah menunjukkan bagaimana limbah kopi dapat digunakan untuk membersihkan air. Diterbitkan terpisah dalam jurnal Biomass and Bioenergy dan Clean Technologies, studi-studi tersebut menunjukkan bagaimana limbah kopi dapat digunakan secara efektif untuk menyaring logam berat, seperti timbal, tembaga, dan seng, dari air.

Laporan pertama di Biomass and Bioenergy ditulis Monika Mahajan dari Department of Chemical Engineering, Loughborough University, Inggris dan tim. Sedangkan laporan di Clean Technologies ditulis Basman Busrha, juga dari Loughborough University.

Penelitian dilatari oleh tren peningkatan konsumsi kopi di dunia. Pada tahun 2021–2022, konsumsi kopi global melebihi 176 juta kantong (sekitar 60 kg per kantong), menandai peningkatan yang signifikan dari sekitar 167 juta kantong pada tahun sebelumnya.

Konsumsi global kopi yang terus meningkat ini menghasilkan limbah yang cukup besar, terutama ampas kopi, produk sampingan yang kaya akan bahan organik. Ampas kopi adalah bahan berpori yang berasal dari tumbuhan yang memiliki potensi luar biasa sebagai adsorben yang dapat mencegah kopi terbuang sia-sia.

Berbagai bahan adsorpsi lainnya juga telah diuji untuk penyaringan air dan penghilangan ion logam, termasuk resin, tanah liat, sekam padi, kulit pisang, dan daun teh. Namun, penggunaan ampas kopi untuk. menyaring logam berat masih jarang dilakukan.

Beberapa penelitian sebelumnya telah menunjukkan potensi biochar yang berasal dari ampas kopi dalam menghilangkan polutan. Namun, masih terdapat kesenjangan dalam mengoptimalkan pirolisis yang disesuaikan untuk adsorpsi logam berat.

Untuk mengatasi hal tersebut, dalam penelitian ini para peneliti menerapkan kerangka kerja statistik dan eksperimental yang komprehensif untuk meningkatkan kinerja ampas kopi dalam menghilangkan logam berat.

Ampas kopi adalah bahan berpori yang berasal dari tumbuhan yang memiliki potensi luar biasa sebagai adsorben yang dapat mencegah kopi terbuang sia-sia.

Dengan memanaskan ampas kopi bekas dari kafetaria Gedung Edward Herbert Universitas Loughborough, tim peneliti, bekerja sama dengan Universitas Banaras Hindu di India, menghasilkan biochar yang sangat berpori, material kaya karbon yang sering digunakan untuk meningkatkan kualitas tanah.

Setelah mengoptimalkan suhu dan durasi pemanasan, mereka dapat menghilangkan hingga 98 persen timbal dari air, dengan biochar tersebut mampu menahan 4,9 mg timbal per gram. Studi oleh para peneliti di Universitas Loughborough ini menunjukkan bahwa limbah kopi mentah dapat digunakan langsung tanpa pemrosesan lebih lanjut untuk menghilangkan logam berat konsentrasi rendah (misalnya, tembaga dan seng) dari air.

Kedua penelitian baru ini secara konsisten menunjukkan bahwa limbah kopi dapat digunakan dalam kombinasi dengan bahan lain (misalnya, sekam padi) untuk mencapai pengolahan logam berat.

Para akademisi menemukan bahwa lebih dari 96 persen logam dapat dihilangkan. Mereka menemukan bahwa limbah kopi mentah berkinerja lebih baik pada konsentrasi logam rendah sekitar 2,5 ppm (bagian per juta) tembaga dan 10 ppm seng. Sedangkan campuran kopi dan sekam padi berkinerja sedikit lebih baik pada konsentrasi logam yang lebih tinggi di atas 5 ppm tembaga dan di atas 25 ppm seng.

Monika Mahajan, penulis utama studi pertama, mengatakan, "penelitian ini menunjukkan bagaimana limbah sehari-hari seperti ampas kopi dapat diubah menjadi adsorben bernilai tinggi dan berkelanjutan untuk menghilangkan logam beracun dari air."

Menurut Mahajan, dengan mengoptimalkan kondisi dekomposisi, timnya mampu meningkatkan kinerja material secara signifikan sambil menjaga proses tetap berbiaya rendah dan ramah lingkungan. "Sangat menarik untuk melihat pendekatan ekonomi sirkular diterjemahkan menjadi solusi praktis untuk tantangan pengolahan air di dunia nyata," katanya.

Basmah Bushra, penulis utama studi kedua, menambahkan, "Studi kami menunjukkan bahwa apa yang sering kita anggap sebagai sampah, seperti ampas kopi bekas, sebenarnya dapat menjadi material yang ampuh dalam mengatasi polusi lingkungan."

Menurut Busrha, dengan mengubah sampah menjadi material adsorpsi, mereka tidak hanya dapat mengurangi beban tempat pembuangan akhir sampah tetapi juga menciptakan material yang terjangkau untuk membersihkan kontaminan. "Ini adalah ilustrasi sederhana namun efektif dari pemikiran ekonomi sirkular dalam praktik," ujarnya.

Diganta B. Das, ahli fisika di Universitas Loughborough menjelaskan, limbah kopi bukanlah sampah sama sekali. Limbah tersebut dapat diubah menjadi material bernilai tinggi, meningkatkan sirkularitas material dalam aktivitas sehari-hari kita, dan membersihkan lingkungan.

Dengan menggunakan biochar untuk menyaring air, temuan ini telah menciptakan cara hemat biaya dan ramah lingkungan untuk membersihkan air dan menggunakan kembali limbah kopi. Praktik ini mendukung ekonomi sirkular dan dapat ditingkatkan skalanya untuk pengolahan air di dunia nyata.

Selama ini pemanfaatan ampas kopi di Indonesia masih untuk karya seni, selain untuk kompos. Padahal, potensi ampas kopi di Indonesia juga sangat tinggi seiring dengan konsumsi kopi yang tinggi. Temuan baru ini menunjukkan bahwa limbah kopi merupakan bahan yang murah dan mudah didapat untuk membersihkan logam berat dari air yang terkontaminasi.