mixing solid

TEKNOLOGI SEDIAAN SOLID

MIXING

Institut Sains dan Teknologi Nasional

Farha Elein Kukihi (13330705)Lady Octora (13330706)Eka Fitriyani (13330707)Chrisna Widhiani (13330712)Febriana (13330714)

DEFINISI Aulton, 1989

Unit proses yang bertujuan memberi perlakuan sedemikian rupa pada dua atau lebih dari dua komponen yang terpisah atau belum tercampur sehingga tiap partikel dari suatu bahan terletak sedekat mungkin dan kontak dengan bahan atau komponen lain.

DEFINISI

LachmanProses yang cenderung mengakibatkan pengocokan partikel yang tidak sama dalam suatu sistem.

Voigt,1989Pencampuran diperlukan untuk menghasilkan distribusi dari dua atau lebih bahan sehomogen mungkin. Peristiwa elementer pencampuran adalah penyisipan antar partikel jenis yang satu diantara partikel jenis lain (atau beberapa jenis bahan yang lain)

TUJUAN PENCAMPURAN (MIXING)Untuk memastikan bahan aktif terdistribusi secara

homogenUntuk memastikan bahwa ada keseragaman komposisi

antara bahan campuran yang dapat ditentukan dengan mengambil sampel dari bahan curah dan menganalisis mereka, yang harus mewakili keseluruhan komposisi campuran.

Memastikan penampilan campuranMemastikan bentuk sediaan melepaskan obat pada

organ atau jaringan yang dituju pada kecepatan yang diinginkan

Untuk memulai atau meningkatkan reaksi fisik atau kimia misalnya difusi, pembubaran dan lain-lain.

Produk atau sediaan yang memerlukan proses pencampuran

Tablet, kapsul, sachet, inhaler serbuk kering – campuran partikel padat (pencampuran serbuk)

Linctus (Campuran dari cairan yang saling bercampur)

Emulsi dan krim (campuran dari cairan yang tidak saling bercampur)

Pasta dan suspensi (dispersi partikel padat)

Umumnya pencampuran dilakukan untuk memperoleh jenis produk berikut:

Ketika dua atau lebih dari dua cairan larut dicampur bersama, akan menghasilkan larutan sejati.

Bila dua cairan bercampur dicampur dengan adanya zat pengemulsi, dihasilkan sediaan emulsi.

Ketika sebuah padatan dilarutkan dalam pelarut, diperoleh larutan.

Ketika sebuah padat tidak larut dicampur dengan cairan, diperoleh suspensi.

Pada waktu padat atau cair dicampur dengan basis diperoleh sediaan semipadat, salep atau supositoria

Ketika dua atau lebih dari dua zat padat dicampur, diperoleh serbuk yang bila diisi ke dalam cangkang kapsul dikenal sebagai kapsul dan ketika dikompresi disebut tablet.

TIPE CAMPURAN

Aulton1. Campuran positif

Campuran positif terbentuk dari material seperti gas atau cairan yang saling bercampur yang bercampur secara spontan dan ireversibel dengan difusi, dan bertujuan untuk mencapai perfect mix

2. Campuran negatifCampuran jenis ini terbentuk ketika padatan tidak terlarut dicampur dengan pembawa untuk membentuk suspensi atau ketika dua cairan tidak saling larut yang dicampur untuk membentuk emulsi.

3. Campuran netralBanyak produk farmasi seperti pasta, salep, dan serbuk tercampur adalah contoh campuran netral.Produk tersebut statis dan komponennya tidak memiliki kecenderungan bercampur secara spontan tetapi sekali tercampur, mereka tidak akan terpisah dengan mudah.

PROSES PENCAMPURAN

Situasi ideal atau perfect mix akan dihasilkan ketika setiap partikel bersentuhan dengan partikel dari komponen lainnya.

Ilustrasi Perfect Mix

• Random mix, yang didefinisikan sebagai campuran dimana probabilitas untuk mengambil satu tipe partikel sama pada setiap posisi campuran, dan sama dengan proporsi dari setiap partikel tersebut dalam campuran total.

Ilustrasi Random Mix

EVALUASI TINGKAT PENCAMPURAN

Tujuan EvaluasiUntuk mengetahui atau menyatakan tingkat

atau jumlah pencampuranUntuk mengikuti proses pencampuranMengetahui ketika pencampuran yang cukup

telah terjadiUntuk melihat efisiensi dari mixerUntuk menentukan waktu pencampuran yang

dibutuhkan

METODE PENCAMPURAN

PENCAMPURAN BAHAN PADAT

Ada tiga mekanisme utama terjadinya pencampuran pada serbuk, yaitu :

• konveksi (convection)• geser (shear)• difusi (diffusion).

• Konveksi Terjadi ketika ada transfer kelompok relatif

besar pada partikel dari satu bagian pada dasar serbuk kepada yang lainnya.

• Shear (Geser) Terjadi bila lapisan bahan bergerak/mengalir

di atas lapisan yang lain

• Difusi Ketika dasar serbuk dipaksa untuk pindah atau mengalir,

maka akan terjadi pelebaran/pembesaran, yaitu volume yang ditempati oleh dasar serbuk akan meningkat. Hal ini terjadi karena partikel serbuk akan berkurang secara cepat dan ada peningkatan pada ruang udara atau kekosongan/rongga di antara mereka.

Untuk mencapai random-mix yang benar, dibutuhkan gerakan partikel individu. Hal ini dapat terjadi dengan pencampuran difusi.

Ketiga mekanisme pencampuran dapat terjadi dalam proses pencampuran. Mana salah satu yang mendominasi dan sejauh mana masing-masing mekanisme terjadi akan tergantung pada jenis mixer-nya, kondisi proses pencampuran (beban mixer, kecepatan, dan lain-lain) dan sifat alir dari komponen serbuk.

PERTIMBANGAN DALAM PENCAMPURAN SERBUK

- Mencampurkan bahan aktif dan bahan pengencer dengan jumlah yang kurang lebih sama

- Volume serbuk dalam mixer harus sesuai dengan kapasitas alat

- Menggunakan mixer yang sesuai dengan formulasi

- Desain mixer harus sedemikian rupa sehingga mudah dibersihkan

Alat pencampur serbuk1.Tumbling mixer / blenderBiasanya digunakan untuk pencampuran butiran atau bubuk yang mengalir bebas. Ada banyak desain yang berbeda dari tumbling mixer, misalnya mixer double cone , mixer twin- shell , cube mixer , mixer Y – cone dan drum mixer, Intermediate

Bulk Containers (IBCs) bisa digunakan sebagai mixer dan hopper untuk tablet dan kapsul.

Perpindahan serbuk dalam tumbling mixer (Aulton

Tipe Intermediate Bulk Container (Aulton)Jenis-jenis tumbling mixer (Aulton)

Beberapa contoh tumbling mixer yaitu :a. V-Cone BlenderMixer jenis ini ada dua jenis yaitu tanpa pisau pencampur dan yang memiliki pisau pencampurb. Double cone blenderJenis ini bisa digunakan untuk menghasilkan campuran homogeny serbuk dan granul

Double cone blender V-cone blender

2. Mixer–granulator kecepatan tinggi

Dalam pembuatan produk farmasi lebih baik menggunakan satu peralatan untuk lebih dari satu fungsi.

Presentasi diagramatik dari Mixer-Granulator Kecepatan Tinggi

3. Fluidized-bed mixer

Penggunaan utama fluidized-bed mixer adalah untuk pengeringan granul atau penyalutan multi partikulat.

4. Agitator MixersTipe mixer ini bergantung pada pergerakan pisau atau dayung (paddle) pada produk, sehingga mekanisme utamanya adalah konveksi. Contoh mixer ini termasuk ribbon mixer, planetary mixer , dan Nautamixer.

AgitatorRibbon mixer

5. Barrel type mixerMixer tipe ini digunakan untuk pencampuran serbuk kering atau granul dalam jumlah yang kecil. Keuntungan dari mixer tipe ini adalah adanya baffle yang berguna untuk pencampuran kering dan basah.

6. Zigzag type Mixer

Mixer tipe zigzag digunakan untuk pencampuran serbuk atau granul

Pencampuran Cairan dan Semipadat

a. Dasar-dasar- Sifat-sifat aliran Secara umum cairan

digolongkan dalam cairan Newtonian dan non-Newtonian, tergantung pada hubungan antara shear rate dan tekanan yang diterapkan

MASALAH DALAM PENCAMPURAN

• Cairan kental lebih sulit untuk diaduk dan dicampuran, tetapi proses pengendapannya lebih lama.

• Masalah dalam pencampuran sering didapati pada sediaan semi padat (salep dan pasta), dikarenakan bahan semipadat sukar mengalir.

• Dengan demikian pada proses pencampuran harus dipilih mixer yang sesuai dan tepat

MEKANISME PENCAMPURAN Terdapat 4 kategori :1. Transpor bulk/Transpor massal

Transportasi massal sejalan dengan pencampuran konvektif serbuk dan melibatkan pergerakan jumlah yang relatif besar pada bahan dari satu posisi dalam proses pencampuran ke posisi yang lain.

2. Aliran turbulenPencampuran turbulen muncul dari pergerakan molekul yang tidak beraturan ketika dipaksa untuk bergerak dan pindah secara turbulen. Perubahan konstan dalam kecepatan dan arah gerakan yang berarti bahwa turbulensi menyebabkan mekanisme yang sangat efektif untuk pencampuran.

3. Aliran laminarGaris lurus atau aliran laminar sering terjadi jika cairan yang sangat kental diproses. Jika dua cairan yang tidak sama dicampur melalui aliran laminar, shear yang timbul dapat meregangkan antarpermukaan di antara keduanya

4. Difusi MolekularPencampuran molekul individu di wilayah ini akan terjadi dengan mekanisme yang keempat yaitu difusi molekul (sejalan untuk pencampuran difusi dalam serbuk). Hal ini akan terjadi dengan cairan yang larut dimanapun gradien konsentrasi ada dan pada akhirnya akan menghasilkan produk tercampur dengan baik, meskipun dibutuhkan waktu yang cukup lama

PEMILIHAN MIXER• Pertimbangan pertama dan yang paling penting

pada segala masalah pencampuran adalah pemilihan peralatan.

• Faktor-faktor yang harus dipertimbangkan meliputi • 1. Sifat fisik dari bahan yang akan dicampur• 2. Pertimbangan ekonomi yang bersangkutan

dengan proses, misalnya waktu yang dibutuhkan untuk mencampur dan tenaga pelaksana yang diperlukan

• 3. Biaya peralatan dan perawatannya

• Sistem monofaseSifat kental dan kerapatan dari cairan yang

akan dicampur dapat menentukan sifat/tipealiran yang akan dihasilkan. Krim yang kental,salep, dan pasta memiliki viskositas yang tinggisehingga sukar dicampur menggunakanmekanisme tranpor bulk, turbulensi, bahkan aliranlaminar sehingga harus menggunakan mekanismedifusi molecular dan menggunakan mixer turbinyang berpisau datar.

Sistem Polifase Pencampuran sistem terdiri dari beberapa

fase cair dan padat terutama meliputi pembagian atau deagregasi satu atau lebih dari fase yang adaPencampuran dua macam cairan yang tidak bercampur memerlukan pembagian dari salah satu fase ke dalam bulatan-bulatan yang kemudian didistribusikan ke seluruh bulk dari cairan.

Alat pengaduk Cairana. Propeller MixerPengaduk ini terdiri atas sebuah propeller yang mirip dengan balingbaling pendorong kapal dengan dua atau tiga daun yang dipasang miringyang menyebabkan cairan beredar secara aksial dan arah radial. Biasanya alat pengaduk propeller dibuat dalam dua bagian dan berputardengan cepat. Ukuran diameter pengaduk baling-baling umumnyaberkisar 1:10-1:20 , dan beroperasi pada kecepatan 1-20 rps.

b. Turbine mixerJenis sederhana dari pengaduk ini terdiri atas sebuah cakramyang sisi bawahnya mempunyai beberapa sudut vertical yangdisusun secara radial. Pengaduk ini sering kali digunakan untukberbagai jenis keperluan, misalnya untuk campuran bahandengan viskositas yang lebih tinggi. Impeller ini memiliki empatbilah datar yang bagian dalam dan luarnya dikelilingi lubangcincin difusi.

C. Paddles (Dayung)Biasanya terdiri dari 2 atau 4 pisau, sehingga

memiliki luas area permukaan yang besar.Kecepatan rotasinya 100 rpm dan digunakanuntuk sediaan semisolid dan kental.

(Gambar mekanisme dayung)

d. Air jet mixerPrinsip kerja dari mixer jenis adalah udara jet yang dikompresimelewati bagian bawah bejana, gelembung udara terbentukpada fase cair. Kegunaan mixer jenis ini untuk pencampurancairan yang viskositasnya rendah, tidak berbusa, dan tidakbereaksi dengan gas.

Alat pengaduk Cairan Tidak Bercampur (Emulsi)

Silverson mixer-emulsifierPrinsip kerja mixer jenis ini adalah memproduksi daya shearingintens dan turbulensi dengan menggunakan rotor kecepatantinggi. Mixer jenis ini digunakan untuk sediaan emulsi dan krimpartikel yang ukurannya sangat halus. Keuntungan dari mixer ini adalah tersedianya dalam berbagai ukuran sehingga bisa digunakan dalam skala produksi kecil maupun besar.

Alat pengaduk Semi Padata. Planetary MixerPlanetary mixer digunakan untuk pencampuran danmengaduk bahan kental dan seperti bubur. Keuntungan:planatory mixer bekerja pada berbagai kecepatan. Halini lebih berguna untuk granulasi basah dan lebihMenguntungkan dibandingkan sigma mixers.

b. Sigma Mixer• Sigma mixer digunakan untuk proses granulasi basah dalam

pembuatan tablet, massa pil dan salep. Hal ini terutama digunakan untuk pencampuran padat-cair meskipun bisa digunakan untuk campuran padat-padat juga.

Permasalahan Dalam Pencampuran

Segregasi (pemisahan komponen serbuk)

Pemisahan akan menyebabkan batch gagal dalam uji keseragaman kandungan dan bobot.

Pemisahan terjadi karena campuran serbuk mengandung partikel yang berbeda dalam ukuran, bentuk, dan kepadatan.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Segregasi Serbuk

• Ukuran partikelPerbedaan ukuran partikel pada komponen dalam formulasi merupakan penyebab utama dari segregasi. Ada 3 jenis segregasi yaitu :

- percolation segregation- Trajectory segregation- Elutriation segregation/ dusting out

• Kerapatan partikelTerjadi segregasi jika kerapatan antar partikelberbeda walaupun ukuran partikelnya sama

• Bentuk partikelPartikel berbentuk bola lebih mudah dicampur daripada bentuk partikel yang tidak beraturan seperti jarum.

Cara Mencegah Segregasi

• Pemilihan fraksi ukuran partikel• Penghalusan komponen• Mengontrol proses kristalisasi selama produksi obat / bahan

tambahan• Pemilihan eksipien yang memiliki kerapatan yang hampir

sama dengan komponen aktif• Melakukan proses granulasi• Mengurangi getaran atau perpindahan serbuk setelah

pencampuran • Gunakan mesin filling yang menggunakan hopper• Gunakan peralatan di mana beberapa proses dapat dilakukan

tanpa memindahkan campuran• Membuat campuran “ordered mixing”.

questio

ns??