FARMASI FISIKA II

“REOLOGI SEDIAAN FARMASI”

Nama : Nanin Ulfah

NIM : 3311131003

Kelas : Farmasi A

PROGRAM STUDI SARJANA FARMASI

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS JENDRAL ACHMAD YANI

CIMAHI

2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT, yang telah senantiasa melimpahkan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga kita semua dalam keadaan sehat walafiat dalam

menjalankan aktifitas sehari-hari. Penyusun juga panjatkan kehadiran Allah SWT,

karena hanya dengan kerido’an-Nya karya tulis ini dapat terselesaikan.

Penyusun menyadari betul sepenuhnya bahwa tanpa bantuan dari berbagai

pihak, makalah ini tidak akan terwujud dan masih jauh dari sempurna, oleh karena

itu dengan segala kerendahan hati penulis berharap saran dan kritik demi

perbaikan-perbaikan lebih lanjut.

Akhirnya penulis berharap, semoga makalah ini dapat memberikan

manfaat bagi yang membutuhkan.

Cimahi, Desember 2015

Penyusun

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Reologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan

deformasi zat padat. Reologi erat kaitannya dengan viskositas. Viskositas

(kekentalan) merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk

mengalir; semakin tinggi viskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir.

Reologi meliputi pencampuran dan aliran dari bahan, pemasukan kedalam

wadah, pemindahan sebelum digunakan, apakah dicapai dengan penuangan dari

botol, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari suatu jarum suntik. Rheology

dari suatu produk tertentu yang dapat berkisar dalam konsistensi dari bentuk cair

ke semisolid sampai kepadatan, dapat mempengaruhi penerimaan bagi pasien,

stabilitas fisika, dan bahkan bioavailbility.

Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip reologi diaplikasikan dalam

pembuatan krim, suspensi,emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain.

Selain itu, prinsip reologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan

farmasi (dosage form) sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch.

Kualitas formulasi sediaan farmasi perlu ditingkatkan untuk mendukung

kinerja sediaan yang baik. Salah satu dasar yang harus ada dalam ilmu formulasi

sediaan farmasi adalah tentang reologi atau sifat alir cairan. Dengan mengetahui

karakteristik suatu zat yang akan digunakan dalam formulasi sediaan farmasi dan

menentukan tipe alirnya, maka kita akan lebih mudah dalam melakukan formulasi

suatu sediaan sehingga diharapkan akan menghasilkan sediaan yang aman dan

berkualitas secara terapeutik.

1.2 RUMUSAN MASALAH

a. Apa yang dimaksud dengan reologi?

b. Apa saja jenis – jenis aliran bahan?

c. Bagaimana penerapan reologi dalam sediaan farmasi?

1.3 MAKSUD DAN TUJUAN

a. Mengerti dan memahami mengenai reologi

b. Mengetahui jenis aliran pada reologi

c. Mengetahui peranan reologi dalam berbagai sediaan farmasi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Reologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran cairan dan

deformasi. Ahli fisiologi menggunakan ilmu ini untuk memperediksi sirkulasi

darah. Para dokter menggunakan untuk menentukan aliran larutan injksi,

sedangkan untuk ahli farmasi menggunkannya untuk menentukan aliran emulsi,

suspensi dan salep (Rachmat, 2006).

Penyelidikan viskositas dari cairan sejati, larutan, dan sistem koloid baik

yang encer maupun yang kental jauh lebih bersifat praktis daripada bernilai

teoritis. Scott-Blair mengenali pentingnya reologi dalam farmasi dan

menyarankan penerapannya dalam formulasi dan analisis dari produk farmasi.

Reologi meliputi pencampuran dan aliran dari bahan, pemasukan ke dalam wadah,

pemindahan sebelum digunakan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari suatu

jarum suntik. Sifat-sifat reologi dari sistem farmasetik dapat mempengaruhi

pemilihan alat yang akan digunakan untuk memproses suatu produk (Martin,

1993).

Viskometer dalam bentuk silinder konsentris yang berotasi juga

digunakan untuk pengukuran viskositas. Tenaga putar pada silinder dalam

monitor di saat silinder luas dirotasikan. “Viskometer drum Berotasi” ini

mempunyai kelebihan dibandingkan dengan jenis Ostwald yaitu: Gradien geser

antara kedua silinder ini lebih sederhana daripada dalam pipa kapile (Atkins,

1997).

Secara umum terdapat dua jenis sifat aliran bahan, yaitu newton dan non-

newton. Sifat aliran dari bahan cair dapat digambarkan dengan diagram (kurva)

aliran. Kurva ini merupakan plot antara gaya geser (shear stress) dengan laju

geser (shear rate). Dimana viskositas merupakan rasio dari gaya geser dengan laju

geser pada semua titik sepanjang kurva. Pada kurva cairan newton rasio dari gaya

geser dengan laju geser pada semua titik nilainya konstan, dan disebut viskositas

tunggal (µ). Jika aliran tidak linier digunakan simbol viskositas nyata (µapp), yang

merupakan slope dari garis yang menghubungkan sebuah titik pada kurva dengan

titik asal (0,0). Fluida non-newton merupakan fluida yang memiliki kurva aliran

(shear stress versus shear rate) tidak linier, dimana viskositas nyata (µapp) tidak

konstan pada suhu dan tekanan yang diberikan tetapi bergantung pada kondisi

aliran seperti geometri aliran, shear rate, dan lain-lain, dan terkadang juga

dipengaruhi oleh histori kinematik elemen fluida yang diuji (Martin, 1993).

Cairan yang mengikuti hukum Newton, viskositasnya tetap pada suhu

dan tekanan tertentu dan tidak tergantung kepada kecepatan geser. Oleh karena

itu, viskositanya cukup ditentukan pada satu kecepatan geser. Apabila

digambarkan antara kecepatan geser terhadap tekanan geser, maka diperoleh

grafik garis lurus melalui titik nol. Contoh cairan Newton adalah minyak jarak,

kloroform, gliserin, minyak zaitun dan air (Tim Penyusun, 2009).

Reologi adalah kajian tentang perubahan bentuk dan rambatan bahan

yang disebabkan oleh aplikasi gaya-gaya dengan memasukkan faktor waktu.

Pokok bahasan utamanya berkaitan dengan hubungan-hubungan antara tekanan

dan perubahan bentuk, fenomena rambatan dan pengurangan tekanan (stress-

relaxation), dan kajian tentang viskositas. Sebagai tambahan dari sifat-sifat

reologis bahan, ada beberapa sifat mekanis lain berkaitan dengan pergerakan

bahan akibat aplikasi gaya-gaya. Sifat-sifat tersebut adalah koefisien geser (drag

coefficient), kecepatan (terminal velocity), koefisien gesek (friction coefficient),

sifat aliran bahan lepas (flow characteristic), dll (Ansel, 1989).

Ahli farmasi kemungkinan besar lebih sering menghadapi cairan non

newton dibanding dengan cairan biasa. Oleh karena itu mereka harus

mempengaruhi metode yang sesuai untuk mempelajari zat-zat kompleks ini. Non

newtonian Bodies adalah zat-zat yang tidak mengikuti persamaan aliran newton :

dispersi heterogen cairan dan padatan seperti larutan koloid, emulsi, suspensi cair,

salep dan produk-produk serupa masuk kelas ini. Jika bahan-bahan non newton

dianalisis dalam suatu viskometer putar dan hasilnya diplot diperoleh berbagai

kurva konsistensi yang menggambarkan adanya tiga kelas aliran yakni plastis,

pseuodoplastis dan dilatan (Martin, 1993).

Secara umum cairan digolongkan dalam cairan newton dan non-newton,

tergantung pada hubungan antara shear rate dan tekanan yang diterapkan. Gaya

shear ditimbulkan oleh interaksi secara cairan yang bergerak dan permukaan

dimana cairan itu mengalir selama pencampuran. Shear rate dapat didefinisikan

sebagai turunan dari kecepatan sesuai jarak yang diukur terhadap arah aliran.

Viskositas dinamis adalah perbandingan antara shear stress terhadap shear rate.

Untuk cairan Newton shear rate sebanding dengan tekanan yang diberikan , dan

cairan demikian mempunyai viskositas dinamis yang tidak tergantung dari laju

aliran. Sebaliknya cairan non-Newton menghasilkan viskositas dinamis nyata

yang merupakan fungsi dari shear stress ( Lachaman, 1989).

Sifat aliran dan sifat pencampuran dari cairan diatur oleh tiga hukum atau

dasar-dasar utama, yaitu : konservasi massa, konservasi ketetapan energy, dan

hukum-hukum klasik dari gerakan. Mekanisme Pencampuran cairan secara

esensial masuk ke dalam enam kategori :

a. Transpor bulk. Gerakan sejumlah bahan yang relatif banyak yang

dicampur dari satu tempat ke tempat lain dalam suatu sistem merupakan

transport bulk. Sirkulasi sederhana dari bahan dalam mikser tidak perlu

menghasilkan pencampuran yang efisien. Supaya efektif, transport bulk

harus menghasilkan penyusunan kembali atau pertukaran dari berbagai

bagian bahan yang akan dicampur.

b. Pencampuran Turbulen. Gejala pencampuran turbulen merupakan akibat

langsung dari aliran cairan turbulen yang ditandai oleh turun naiknya

kecepatan cairan secara acak pada tiap-tiap kenaikan titik pada sistem.

Umumnya dengan turbulensi, cairan mempunyai kecepatan sesaat yang

berlainan pada tempat-tempat yang berbeda pada saat yang sama .

c. Pencampuran Laminer. Garis lurus atau aliran laminar sering terjadi jika

cairan yang sangat kental diproses. Hal itu juga terjadi jika pengadukan

relatif tembus, dan dapat berada berdampingan dengan permukaan

stasioner pada bejana di mana aliran adalah turbulen secara predominan.

Jika dua cairan yang tidak sama dicampur melalui aliran laminar, shear

yang timbul dapat meregangkan antarpermukaan diantara keduanya.

d. Difusi molekuler. Mekanisme paling bertanggung jawab dalam

pencampuran sampai tingkat molekuler adalah difusi yang disebabkan

gerakan termal molekul-molekul. Jika itu terjadi bersamaan dengan aliran

laminar, difusi molekuler cenderung mengurangi diskontinuitas yang

tajam pada antarpermukaan di antara lapisan lapisan cairan, dan jika

dibiarkan berlanjut untuk waktu yang cukup, menghasilkan pencampuran

sempurna. Penurunan konsentrasi pada perbatasan semula merupakan

fungsi penurunan waktu, mendekati nol jika pencampuran mendekati

selesai.

e. Skala dan intensitsas pemisahan . Kualitas campuran harus diuji secara

teliti atas dasar beberapa ukuran dari distribusi acak komponen–

komponennya. Transpor bulk, aliran turbulen dan aliran laminar semuanya

berakibat pada pemisahan dari “gumpalan-gumpalan” cairan-cairan yang

akan dicampur. Masing-masing gumpalan menahan suatu komposisi

internal yang konstan dan merata. Ini dapat diubah hanya jika difusi

molekuler dalam hal cairan dan gas, atau gerakan antarpartikel dalam hal

serbuk, cenderung menghilangkan penurunan konsentrasi antara

gumpalan-gumpalan yang berdekatan.

f. Ketergantungan waktu. Pada hal–hal tertentu, mekanisme yang aktif

mengadakan pencampuran akan tergantung pada waktu dalam kepentingan

relatifnya selama proses pencampuran berlangsung ( Lachaman,

1989).

Sama halnya dalam gas, dalam cairan pun dapat terjadi aliran. Di dalam

gas, aliran itu terjadi dengan sempurna karena interaksi antar molekul kecil sekali

bahkan sama dengan nol. Namun dalam cairan tidak mungkin terdapat aliran yang

sempurna seperti dalam gas. Hal ini karena interaksi antar molekul dalam cairan

tidak mungkin sama dengan nol. Bila di dalam aliran itu diambil dua titik yang

segaris dalam arah yang sama dengan arah aliran, maka akan terdapat dua

kemungkinan macam aliran.

a. Bila arah dan besar aliran tidak berubah hingga terjadi keseimbangan

aliran, maka aliran itu disebut “steram line”. Dalam aliran “stream line”

tidak terjadi gerakan aliran partikel yang melintang.

b. Bila arah dan besar aliran tidak sama, maka di dalam aliran itu terjadi

(turbulensi) Pada aliran “stream line” debit di setiap penampang di

sepanjang aliran itu tidak berubah. Sifat ini dipergunakan Bernoulli untuk

mempelajari aliran cairan (Suyono, 1988).

Karakteristik suatu cairan dijelaskan dengan mematuhi Hukum Newton,

yang mana disebut Newtonian. Bagaimanapun, kebanyakan cairan dalam bidang

farmasi tidak mengikuti hukum ini sebagai viskositas cairan yang memiliki variasi

dengan rate of shear.Alasan ini digunakan karena cairan yang digunakan

bukanlah cairan yang sederhana seperti air dan sirup, tetapi dispersi sistem koloid

termasuk emulsi gel dan suspensi.

BAB III

ISI

3.1 PENGERTIAN REOLOGI

Reologi berasal dari bahasa Yunani mengalir (rheo) dan logos (ilmu).

Digunakan istilah ini untuk pertama kali oleh Bingham dan Croeford untuk

menggunakan aliran cairan dan deformasi dari padatan. Reologi mempelajari

hubungan antara tekanan gesek (shearing stress) dengan kecepatan geser

(shearing rate) pada cairan, atau hubungan antara strain dan stress pada benda

padat.

Reologi dari suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi

pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh

(bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju

absorbsi obat dalam tubuh.

Sifat-sifat reologi dari sistem farmasetika dapat mempengaruhi pemilihan

alat yang akan digunakan untuk memproses produk tersebut dalam pabriknya.

Lebih-lebih lagi tidak adanya perhatian terhadap pemilihan alat ini akan berakibat

diperolehnya hasil yang tidak diinginkan. Aspek ini dan banyak lagi aspek-aspek

reologi yang diterapkan dibidang farmasi.

Kegunaan mempelajari reologi dalam kestabilan obat adalah :

1. Dalam pencampuran dan aliran bahan-bahan

2. Pengemasan bahan tersebut ke dalam wadah serta pengeluarannya saat

akan dipakai

3. Memberi pengaruh terhadap daya terima pasien yaitu seperti dalam hal

kenyamanan pasien tersebut yang lebih menyenangi dalam penggunaan

bentuk sediaan, misalnya pasien lebih nyaman menggunakan lotion dari

pada salep

4. Kestabilan fisis

5. Ketersediaan hayati (biological avaibility)

6. Pemilihan peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan (produksi)

Pengukuran reologi digunakan untuk mengkarakterisasi kemudahan

penuangan dari botol, penekanan atau pemencetan dari suatu tube untuk wadah

lain yang dapat berubah bentuk, pemeliharaan bentuk produk dalam suatu bejana

atau sesudah pengeluaran, penggosokan bentuk produk di atas atau ke dalam kulit,

dan bahkan pemompaan produk dari pencampuran dan penyimpanan ke alat

pengisian (filling) . Yang terpenting adalah sifat isi dan aliran yang dikehendaki

tahan untuk self-life yang diisyaratkan bagi produk tersebut.

Shearing stress (F) : adalah gaya per satuan luas yang menciptakan perubahan

bentuk. Dua bidang sejajar berjarak x; antara bidang-bidang tersebut, isi kental

dibatasi. Puncak, bidang A, bergerak secara horizontal dengan kecepatan v karena

aksi dengan gaya F. Bidang B yang lebih bawah tidak bergerak. Akibatnya ada

suatu perubahan kecepatan v/x antara bidang-bidang tersebut. Perubahan ini

didefinisikan sebagai rate of shear (G).

3. 2 PENGGOLONGAN TIPE ALIRAN

1. Sistem Newton

Newton adalah orang pertama yang mempelajari sifat-sifat aliran dari

cairan secara kuantitatif. Dia menemukan bahwa makin besar viskositas suatu

cairan, akan makin besar pula gaya persatuan luas (shearing stress) yang

diperlukan untuk menghasilkan rate of shear tertentu, rate of shear harus

berbanding lurus dengan shearing stress . adalah koefisien viskositas atau

viskositas. Satuan viskositas adalah poise, didefinisikan sebagai gaya geser yang

diperlukan agar menghasilkan kecepatan 1 cm/detik di antara dua bidang sejajar

cairan yang masing-masing luasnya 1 cm2 dan dipisahkan oleh jarak 1 cm.

S=¿G

Istilah fluiditas (f) didefinisikan sebagai kebalikan dari viskositas

∅= 1❑

Viskositas kinematik (), adalah viskositas mutlak seperti didefiniskan di

atas di bagi oleh kerapatan cairan. Satuan viskositas kinematik adalah stoke (s)

dan centistoke (cs)

Aliran newton adalah jenis aliran yang ideal. Pada umumnya cairan yang

bersifat ideal adalah pelarut, campuran pelarut, dan larutan sejati. Shearing stress

(S) atau gaya yang diperlukan per satuan luas berbanding lurus dengan kecepatan

aliran yang dihasilkan atau Rate of Shear (G). contohnya adalah gliserol

Gambar Kurva aliran Newton

2. Sistem Non Newton

Hampir seluruh sistem disperse termasuk sediaan-sediaan farmasi yang

berbentuk emulsi, suspensi dan sediaan setengah padat tidak mengikuti hukum

newton (Non Newtonian Bodies).

Gambar Bagan macam-macam aliran non-Newton

A. Aliran Plastis

A

Gambar Kurva aliran non-Newton plastis

Kurva aliran plastis tidak melalui titik (0,0) tapi memotong sumbu

shearing stress pada suatu titik tertentu dikenal sebagai harga yield. Yield value

adalah harga yang harus dipenuhi agar cairan mulai mengalir, sebelum yield value

zat bertindak sebagai bahan elastis setelah yield value siatem mengalir sesuai

dengan sistem newton dimana shearing stress berbanding dengan rate of shear.

Adanya Yield value disebabkan oleh adanya kontak antara partikel-partikel yang

berdekatan (disebabkan oleh gaya van der Waals), yang harus dipecah sebelum

aliran dapat terjadi. Sekali yield value terlampaui, tiap kenaikan shearing stress

selanjutnya mengakibatkan kenaikan yang berbanding langsung pada rate of

shear. Pada umumnya plastis menyerupai sistem Newton pada shear stress di atas

yield value

B. Aliran Pseudoplastis

Kurva tidak linier dan tidak ada yield value (melengkung).Viskositas

menurun dengan meningkatnya rate of share. Terjadi pada molekul berantai

panjang seperti polimer-polimer termasuk gom, tragakan, Na-alginat, metil

: yield value S = G Rate of share

selulosa, karboksimetilselulosa. Rheogram lengkung untuk bahan-bahan

pseudoplastis disebabkan karena kerja shearing terhadap molekul-molekul yang

secara normal tidak beraturan mulai menyusun sumbu yang panjang dalam arah

aliran. Pengarahan ini mengurangi tahanan dalam dari bahan tersebut dan

mengakibatkan rate of shear yang lebih besar pada tiap shearing stress

berikutnya. Jadi meningkatnya shearing stress menyebabkan keteraturan polimer

sehingga mengurang tahanan dan lebih meningkatkan rate of share pada shearing

stress berikutnya

Gambar kurva aliran non-Newton pseudoplastis

Kurva tidak linier dan tidak ada yield value (melengkung).Viskositas

menurun dengan meningkatnya rate of share. Terjadi pada molekul berantai

panjang seperti polimer-polimer termasuk gom, tragakan, Na-alginat, metil

selulosa, karboksimetilselulosa. Rheogram lengkung untuk bahan-bahan

pseudoplastis disebabkan karena kerja shearing terhadap molekul-molekul yang

secara normal tidak beraturan mulai menyusun sumbu yang panjang dalam arah

aliran. Pengarahan ini mengurangi tahanan dalam dari bahan tersebut dan

mengakibatkan rate of shear yang lebih besar pada tiap shearing stress

S = G Rate of share

berikutnya. Jadi meningkatnya shearing stress menyebabkan keteraturan polimer

sehingga mengurang tahanan dan lebih meningkatkan rate of share pada shearing

stress berikutnya

Sistem pseudoplastis disebut pula sebagai sistem geser encer ( shear-

thinning) karena dengan menaikkan tekanan geser viskositas menjadi turun.

Contoh klasik adalah kecap atau saus tomat yang untuk mengeluarkannya dari

botol harus mengocoknya kuat-kuat.

C. Aliran Dilatan

Gambar kurva aliran non-Newton dilatan

Sistem aliran dilatan disebut juga sebagai system geser kental (shear-

thickening system). Istilah dilatan dikaitkan dengan meningkatnya volume .

Zat-zat yang mempunyai sifat-sifat aliran dilatan dimiliki oleh suspensi yang

berkonsentrasi tinggi (>50%) dari partikel yang terdeflokulasi, contohnya adalah

pencampuran veegum dan CMC. Viskositas meningkat dengan bertambahnya

rate of shear. Jika stress dihilangkan, suatu sistem dilatan kembali ke keadaan

fluiditas aslinya.

Mekanisme sistem aliran dilatan :

Pada saat istirahat, partikel-partikel tersebut tersusun rapat dengan volume

antar partikel atau volume “void” (kosong) minimum. Tetapi jumlah pembawa

dalam suspensi tersebut cukup untuk mengisi volume ini dan menyebabkan

partikel-partikel bergerak dari satu tempat ke tempat lainnya pada rate of shear

rendah. Pada saat shear stress meningkat, bulk dari sistem tersebut mengembang

atau memuai. Partikel-partikel tersebut, dalam usahanya untuk bergerak lebih

cepat satu melampaui lainnya, mengambil bentuk kemasan terbuka. Susunan

tersebut mengakibatkan meningkatnya volume void (kosong) di antara partikel.

Jumlah pembawa yang tinggal adalah tetap ( konstan) dan pada beberapa titik

menjadi tidak cukup untuk mengisi ruang-ruang kosong antar partikel menjadi

lebih besar. Oleh karena itu hambatan aliran meningkat karena partikel-partikel

tidak terbasahi atau dilumasi secara sempurna lagi oleh pembawa tersebut,

sehingga suspensi akan seperti pasta yang kaku. Bahan-bahan dilatan bisa menjadi

padat pada kondisi shear yang tinggi, dengan demikian dapat merusak alat pada

proses pembuatan.

D. Aliran Tiksotropi

Gambar kurva aliran non-Newton tiksotropi

Pada sistem non newton (plastis dan pseudoplastis), kurva menurun

seringkali disebelah kiri dari kurva yang menaik yang menunjukan bahan tersebut

mempunyai konsistensi lebih rendah pada setiap harga rate of shear pada kurva

yang menurun dibandingkan pada kurva yang menaik. Ini menunjukkan adanya

pemecahan struktur yang tidak terbentuk kembali dengan segera jika stress

tersebut dihilangkan atau dikurangi. Gejala ini disebut tiksotropi. Tiksotropi

adalah suatu pemulihan yang isotherm dan lambat pada pendiaman suatu bahan

yang kehilangan konsistensinya karena shearing. Tiksotropi hanya dapat

diterapkan untuk shear-thinning system. Tiksotropi terjadi karena proses

pemulihan yang lambat dari konsistensi Gel-Sol-Gel (proses pertama

berlangsung cepat sedangkan proses kedua berlangsung lebih lambat).Contohnya :

magma magnesia

E. Aliran Antitiksotropi

Gambar kurva aliran non-Newton antitiksotropi

Anti Tiksotropi ditunjukkan dengan kurva menurun berada di kanan kurva

menaik (konsistensinya meningkat) .

F. Rheopeksi

Gambar kurva aliran non-Newton rheopeksi

Rheopeksi adalah suatu gejala dimana suatu sol membentuk suatu gel

lebih cepat jika diaduk perlahan-lahan atau kalau di share daripada jika dibiarkan

membentuk gel tersebut tanpa pengadukan.

Pada tipe pseudoplastis dan plastis, kecepatan pemadatan sol tiksotropi

melalui gerakan kuat dan teratur disebut rheopeksi. Pada tipe dilatan disebut

antirheopeksi yaitu penurunan konsistensi akibat geseran pada saat didiamkan.

Salah satu cara menentukan sifat alir adalah dengan viscometer stormer

yang prinsipnya adalah perputaran rotor yang merupakan aplikasi kecepatan geser

dan penambahan beban aplikasi dari gaya gesek. Semakin berat beban yang

digunakan, maka kecepatan perputaran rotor akan semakin cepat karena ada

energi yang ditambahkan. Gesekan antara rotor dengan senyawa yang diuji akan

meningkatkan suhu. Suhu yang meningkat menyebabkan ikatan antar partikel

renggang sehingga viskositas menurun dan kecepatan mengalir menaik. Setelah

itu ditentukan waktu yang digunakan rotor untuk memutar sebanyak 25 kali.

Pemutaran 25 kali telah mewakili tipe dari sifat alir tersebut.

Sifat-sifat yang dapat mempengaruhi sifat alir suatu zat meliputi :

1. Suhu : kenaikan suhu akan menyebabkan gerak antar partikel merenggang,

sehingga viskositas akan menurun dan waktu alir akan semakin cepat

karena zat semakin mudah mengalir.

2. Viskositas : semakin tinggi viskositas menyebabkan tahanannya akan

semakin besar sehingga zat tersebut makin sulit mengalir dan sebaliknya.

Viskositas berbanding terbalik dengan sifat alir

3. Kerapatan : semakin tinggi kerapatan suatu zat, jarak antar partikel akan

semakin sempit, viskositas semakin besar dan zat semakin sulit untuk

mengalir. Sifat alir berbanding terbalik dengan kerapatan.

4. Konsentrasi : semakin tinggi konsentrasi suatu zat, maka jumlah partikel

semakin banyak sehingga viskositas semakin tinggi dan zat semakin sulit

mengalir. Sifat alir berbanding terbalik dengan konsentrasi.

Kegunaan reologi dalam formulasi :

1. Untuk sediaan farmasi cair tipe aliran yang diinginkan adalah tiksotropik

2. Mempunyai konsistensi tinggi dalam wadah (mencegah pengendapan)

3. Akan menjadi cair bila dikocok dan mudah untuk dituang

Aplikasi di bidang produk sabun pembersih wajah, susu kedelai

(Glycine soja Sieb. & Zucc) diketahui mengandung bahan yang berfungsi sebagai

humektan karena kandingan alanin, glisin, prolin, serin, dan asam amino lainnya.

Selain itu susu kedelai juga memiliki fungsi emolien karena kandungan asam

oleat, linoleat, linolenat, arakhidonat, dan asam lemak lainnya. dalam penelitian

ini akan diformulasi sediaan sabun cair wajah mengandung 15% susu kedelai

yang berfungsi sebagai emolien dan humektan untuk menjaga agar kulit tetap

bersih, lembut, dan lembab, serta mencegah kekeringan kulit. Dalam pembuatan

sabun, bahan utamanya adalah surfaktan dari golongan anionic yang berfungsi

sebagai pembersih. Selain itu, ditambahkan pula surfaktan amfoter atau nonionic

untuk mengurangi iritasi yang disebabkan dari surfaktan anionic. Salah satu

surfaktan anionic yang digunakan adalah Lauret-7-sitrat yang merupakan jenis

surfaktan lunak. Surfaktan ini juga memiliki keunggulan karena fungsinya sebagai

pelembab sehingga mencegah kulit wajah menjadi kering. Lauret-7-sitrat juga

dapat berfungsi sebagai peningkat busa, yang dengan penambahan susu kedelai

sifat membusa dari surfaktan yang ada dalam formula standar menjadi berkurang.

Penggunaan surfaktan Lauret-7-sitrat akan divariasi dengan konsentrasi

1%;2%;3% (0% Lauret-7-sulfat sebagai kontrol), agar didapat busa yang semakin

meningkat dan stabil serta tidak mengiritasi kulit, karena akan dikombinasi

dengan natrium lauret sulfat dari surfaktan anionic, dan juga digunakan kokamid

DEA sebagai surfaktan nonionic untuk mengurangi iritasi yang ditimbulkan oleh

surfaktan anionic. Bahan tambahan lain adalah hidroksipropil metil selulosa

(HPMC) sebagai pengental, BHA sebagai antioksidan, dinatrium EDTA sebagai

pengkelat, serta 5-bromo-5-nitro-1,3-dioksan sebagai pengawet.

Dalam pembuatan sediaan sabun cair wajah, salah satu evaluasi dalam

pembuatan sediaan sabun adalah evaluasi viskositas dan sifat alir. Viskositas

diukur menggunakan viscometer Brookfield tipe LV dengan mengamati angka

pada skala viscometer dengan kecepatan tertentu pada suhu kamar. Sediaan

dimasukkan ke dalam wajah berupa gelas piala dan spindle yang sesuai sampai

batas yang ditentukan, lalu diputar dengan kecepatan tertentu sampai jarum merah

viscometer menunjuk pada skala yang konstan. Sifat alir diukur dengan mengubah

kecepatan viscometer sehingga didapat viskositas pada berbagai kecepatan geser

(rpm). Sufat alir dapat diketahui dengan cara membuat kurva hubungan antara

kecepatan geser(rpm) dengan gaya (dyne/cm3) sesuai dengan data yang diperoleh.

Hasil evaluasinya adalah pengukuran viskositas pada sediaan sabun cair wajah

Formula I sampai IV menunjukkan bahwa sediaan sabun cair wajah formula IV

yaitu konsentrasi Laurat-7-sitrat sebesar 3% mempunyai viskositas yang paling

tinggi dan formula I yang memiliki konsentrasi Laurat-7-sitrat sebesar 1%

terendah, sehingga dapat dinyatakan bahwa dengan bertambahnya konsentrasi

lauret-7-sitrat menungkat pula viskositasnya. Hal ini disebabkan karena lauret-7-

sitrat merupakan surfaktan yang berfungsi sebagai peningkat viskositas.

Penyimpanan pada suhu lebih tinggi dapat menyebabkan terjadinya

pemutusan rantai polimer sehingga kedudukan molekul-molekul menjadi

renggang, akibatnya viskositasnya turun. Hal ini sesuai dengan hukum Arrhenius,

bahwa semua sediaan yang disimpan selama periode waktu tertentu pada suhu

yang lebih tinggi dari suhu kamar akan mengalami penurunan viskositas.Dapat

disimpulkan bahwa semua formula yang disimpan pada suhu 25˚C dan 40˚C

mempunyai sifat alir pseudoplastis dengan viskositas 9050-18420 cPs,

memberikan kekentalan yang membuat sediaan tersebyt mudah untuk dituang.

3.2 PENERAPAN REOLOGI DALAM DUNIA FARMASI

1. Sifat Reologi Dalam Suspensi

Viskositas dari suatu suspensi dapat mempengaruhi pengendapan dari

partikel - partikel zat terdispersi perubahan dalam sifat-sifat aliran dari suspensi

bila wadahnya dikocok dan bila produk tersebut dituang dari botol dan kualitas

penyebaran dari cairan (lotio) bila digunakan untuk suatu bagian permukaan yang

akan diobati. Pertimbangan reologi juga penting dalam pembuatan suspensi.

Satu-satunya shear yang terjadi dalam suatu suspensi pada penyimpanan adalah

lantaran pengendapan dari partikel-partikel yang tersuspensi. Gaya ini diabaikan

dan bisa dibuang. Tetapi jika wadah dikocok dan produk dituang dari botol

terdapat laju shearing yang tinggi. Zat pensuspensi yang ideal harus mempunyai

viskositas yang tinggi pada shear yang dapat diabaikan yakni selama

penyimpanan dan zat pensuspensi itu harus mempunyai viskositas yang rendah

pada laju shearing yang tinggi yakni ia harus bebas mengalir selama pengocokan,

penuangan, dan penyebarannya ini.

2. Sifat Reologi Dalam Emulsi

Produk yang diemulsikan mungkin mengalami berbagai shear-stress

selama pembuatan atau penggunaanya. Pada kebanyakan proses ini sifat aliran

produk akan menjadi sangat penting untuk penampilan emulsi yang tepat pada

kondisi penggunana dan pembuatannya. Jadi penyebaran produk dermatologik

dan produk kosmetik harus dikontrol agar didapat suatu preparat yang

memuaskan. Aliran emulsi parenteral melalu jarum hipodermik, pemindahan

suatu emulsi dari botol atau tube dan sifat dari satu emulsi dalam berbagai proses

penggilingan yang digunakan dalam pembuatan produk ini secara besar-besaran,

menunjukkan perlunya karakteristik aliran yang tepat. Kebanyakan emulsi,

kecuali emulsi encer menunjukkan aliran non Newton yang mempersulit

interpretasi data dan perbandingan kuantitatif antara sistem-sistem dan formulasi-

formulasi yang berbeda.

Faktor-faktor yang berhubungan dengan fase terdispersi meliputi

perbandingan dengan fase terdispers meliputi perbandingan volume fase,

distribusi ukuran partikel dan viskositas dari fase dalam itu sendiri. Jadi, jika

konsentrasi volume dari fase terdispers rendah (kurang dari 0,05), sistem tersebut

adalah Newton. Dengan naiknya konsentrasi volume, sistem tersebut menjadi

lebih tahan terhadap aliran dan menujukkan karekteristik aliran pseudoplastis.

Pada konsentrasi yang cukup tinggi, terjadi aliran plastis. Jika konsentrasi volume

mendekati 0,74 mungkin terjadi inversi dengna berubahnya viskositas secara

nyata. Pengurangan ukuran partikel rata-rata akan menaikkan viskositas. Makin

luas distribusi ukuran partikel, makin rendah viskositasnya jika dibandingkan

dengan sistem yang memiliki ukuran partikel rata-rata serupa tetapi dengan

distribusi ukuran partikel yang lebih sempit.

3. Sifat Reologi Dalam Semisolid

Pembuat salep farmasetik dan krim kosmetik menyadari adanya keinginan

untuk mengontrol konsistensi bahan non-Newton. Instrumen yang paling baik

untuk menentukan sifat-sifat reologi dari semisolid di bidang Farmasi adalah

viskometer putar (rotational viscometer). Untuk analisis semisolid yang berbentuk

emusi dan suspensi digunakan cone-plate viscometer. Viscometer Stormer terdiri

dari cup yang stationer dan bob yang berputar, dan alat ini juga baik untuk

semisolid.

4. Sifat Aliran Pada Serbuk

Serbuk bulk agak analog dengan cairan non Newton menunjukkan aliran

plastik dan kadang-kadang dilatansi partikel-partikel dipengaruhi oleh gaya tarik

menarik sampai derajat yang bervariasi. Oleh karena itu, serbuk bisa jadi mengalir

bebas (free-flowing) atau melekat. Dalam pengertian khusus yaitu ukuran partikel

porositas dan kerapatan, dan kehalusan permukaan. Sifat-sifat dari zat padat yang

menentukan besarnya interaksi partikel-partikel. Akan halnya partikel-partikel

yang relati kecil (kurang dari 10μm), aliran partikel melalui lubang dibatasi

karena gaya lekat antara partikel besarnya sama dengan gaya gravitasi. Karena

gaya yang terakhir ini merupakan fungsi dari garis tengah yang di naikkan

pangkat tiga, gaya-gaya tersebut menjadi lebih bermakna apabila ukuran partikel

meningkan dan aliran dipermudah. Laju aliran maksimum dicapai setelah aliran

berkurang apabila ukuran partikel mendekati besarnya lubang tersebut. Jika suatu

serbuk mengandung sejumlah partikel-partikel kecil, sifat-sifat aliran serbuk bisa

diperbaiki dengan menghilangkan “fines” atau mengadsorbsinya pada partikel-

partikel yang lebih besar. Kadang kadang, aliran yang jelek bisa diakibatkan

karena adanya kelembapan dalam hal mana pengeringan partikel-partikel akan

mengurangi lekatnya partikel-partikel tersebut.

Partikel-partikel panjang atau plat cenderung untuk mengepak walaupun dengan

sangat longgar sehingga memberikan serbuk yang mempunyai porositas tinggi.

Partikel-partikel dengan kerapatan tinggi dan porositas dalam rendah cenderung

untuk mempunyai sifat-sifat bebas mengalir. Ini dapat dikurangi dengan kasarnya

permukaan, yang cenderung mengakibatkan karakteristik aliran yang jelek

disebabkan oleh gesekan dan kelekatannya.

Serbuk yang mengalir tidak baik atau granulat memberikan banyak

kesulitan pada industri farmasi. Produksi unit sediaan tablet yang seragam terbukti

bergantung pada beberapa sifat granulat. Jika ukuran granular berkurang, variasi

berat tablet pun berkurang. Variasi berat minimum dicapai pada granul yang

mempunyai garis tengah 400 sampai 800 μm. Jika ukuran granul dikurangi lagi,

granul mengalir kurang bebas dan variasi berat granul meningkat. Distribusi

ukuran partikel mempengaruhi aliran dalam dan pemisahan dari suatu granulat.

BAB IV

KESIMPULAN

1. Reologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran zat cair dan deformasi zat

padat.

2. Reologi berperan dalam pemilihan alat yang akan digunakan dalam proses

produksi, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh

(bioavailability).

3. Tipe aliran pada reologi dibagi menjadi aliran newton dan non newton.

DAFTAR PUSTAKA

1. Ansel., 1989. Pengantar Bentuk Sediaan Farmasi.UI Press: Jakarta.

2. Atkins. 1997. Kimia Fisika. Erlangga. Jakarta.

3. Attwood. 2008. Physical Pharmacy. University of Manchester: UK

London.

4. Aulton. 2007.Pharmaceutics the Design and Manufacture of Medicine,

Churchill Livingstone: New York.

5. Kosman, R.. 2005. Farmasi Fisika. UMI. Makassar

6. Lachaman. 1989. Teori dan Praktek Farmasi Industri. UI press : Jakarta.

7. Martin, Alfred. Farmasi Fisik Edisi 3. Universitas Indonesia : Jakarta

8. Suyono. 1988. Kimia Fisika 1.Departemen Pendidikan dan Kebudayaan

Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi: Jakarta.

9. Swarbrick. 2000. Pharmaceutical Emulsion and Suspensions. Marcel

Dekker Inc: New York.