Rheologi Dalam Aplikasi

Rheology mempunyai aplikasi dalam bidang teknik, geofisika, fisiologi dan ilmu farmasi. Teknik, itu mempengaruhi produksi dan penggunaan bahan-bahan polimer, tapi teori plastisitas telah juga penting untuk desain proses pembentukan logam. Banyak industri zat-zat penting seperti beton, cat dan cokelat memiliki karakteristik aliran kompleks. Geofisika meliputi aliran lava, tetapi selain mengukur aliran bahan padat Bumi skala waktu yang panjang: orang-orang yang menampilkan perilaku kental, misalnya granit, yang dikenal sebagai rheids. Dalam fisiologi, banyak cairan tubuh yang kompleks sehingga komposisi dan karakteristik aliran. Secara khusus ada studi spesialis aliran darah yang disebut hemorheology. Biorheology istilah digunakan untuk bidang studi yang lebih luas dari sifat aliran cairan biologis. Rheology makanan penting dalam pembuatan dan pengolahan produk makanan.Dalam bidang farmasi, prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi (dosage form)sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan, pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi 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.PEMBAHASAN :Berdasarkan hasil pengamatan dengan viskometer Ostwald, diperoleh hasil bahwa pada pengukuran suhu airpercobaan setelah diukur dengan termometer adalah 24OC, memilikiair= 1,6604 g/ml dengan viskositas sebesar 0,9233 cp. Sedangkan untuk larutan gula 20 % memilikilar.gula 20%= 1,7777 g/ml dengan viskositas sebesar 1,2357 cp. Larutan gula 50 % sendiri memilikilar.gula 50%= 1,9552 g/ml dengan viskositas sebesar 3,3432 cp.Hal ini menunjukkan bahwa makin kental suatu zat, maka makin tinggi hargamassajenisnya, begitu pula dengan harga viskositasnya.Sedangkan berdasarkan hasil pengamatan dengan viskometerBrookfield, diperoleh bahwa viskositas pada gliserin dapat terbaca pada skala rotor I (3 dpass) dan rotor III (2,2 dpass), sedangkan skala pada rotor II tidak terbaca.KESIMPULAN :Viskometer Ostwald digunakan untuk zat yang tidak terlalu kental, sedangkan viskometerBrookfielduntuk zat yang sangat kental. Misalnya, gliserin diukur viskositasnya menggunakan viskometer Ostwald, maka gliserin akan sangat sulit untuk turun kembali, dan akibatnya untuk menghitung selang waktu antara garis teratas dan garis terbawah sangat lama. Selain itu akan mempersulit pencucian/pembersihan viskometer Ostwald.Bentuk rotor penggerak pada viskometerBrookfieldberagam, rotor I < rotor II < rotor III. Makin besar bentuk rotor penggerak adalah untuk mengukur viskositas zat yang makin kental.Sifat viskositas ini sangat penting diketahui dalam farmasi, formulasi maupun industri. Hal ini dapat ditunjukkan dalam pencampuran dan aliran bahan obat, pengemasan dalam wadah serta dalam pengambilannya.Viskositas pun penting dalam analisa produk seperti emulsi, pasta, suppositoria, serta pemilihan peralatan untuk processing yan

PembahasanViskositas adalah ukuran resistensi zat cair untuk mengalir. Viskositas dapat berpengaruh pada formulasi sediaan-sediaan farmasi, misalnya pada sediaan suspensi, tidak boleh terlalu kental (viskositas tinggi) sehingga menyebabkan suspensi sulit dituangkan. Hal ini dapat menyebabkan distribusi zat aktif tidak merata pada seluruh cairan dan keterimaan pasien juga rendah.

Viskometer Bola JatuhPada praktikum ini, dilakukan percobaan mengenai viskositas dari berbagai larutan, yaitu gliserin, propilen glikol, sirupus simpleks, PGA dan CMC Na 1%. Percobaan ini menggunakan alat viskometer bola jatuh atau viskometer Hoeppler. Viskometer ini digunakan untuk cairan yang mengikuti hukum Newton yaitu viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak bergantung pada kecepatan geser (Astuti dkk., 2007).Pengaruh Bobot Jenis terhadap ViskositasBerdasarkan data yang diperoleh, dapat dihitung viskositas dari tiap larutan. Setelah dilakukan perhitungan data diperoleh bahwa vikositas tertinggi hingga terendah berturut-turut adalah gliserin, propilenglikol,dan sirupus simpleks. Sedangkan bobot jenis tertinggi adalah Sirupus simpleks, gliserin dan propilenglikol. Bobot jenis dapat mempengaruhi waktu tempuh bola untuk melalui 2 titik pada tabung, semakin tinggi berat jenis, maka waktu yang ditempuh bola akan semakin cepat. Hasil percobaan menunjukkan kesesuaian dengan literature, dimana sirupus simpleks yang bobot jenisnya lebih kecil dibandingkan dengan gliserin dan propilenglikol memiliki waktu tempuh yang paling lama yaitu 119, 78 detik.Viskositas bola bergantung pada waktu tempuh bola dan jenis bola yang digunakan. Pada percobaan nilai viskositas paling tinggi adalah nilai viskositas gliserin, dan gliserin waktu tempuhnya lebih cepat dibandingkan zat lain. Sehingga semakin lama waktu temmpuh, maka viskositasnya semakin bsar, tetapi dipengaruhi oleh jenis bola yang digunakan.

Viskometer BrookfieldDalam pengukuran viskometer titik ganda dengan viskometer Brookfield menggunakan cairan ( larutan ) gliserin, CMC Na dan PGA. Dari hasil percobaan cairan gliserin merupakan cairan Newton, karena gliserin memiliki viskositas konstan pada suhu dan tekanan konstan. Viscometer Brookfield ini dapat digunakan untuk cairan newton dan non newton. Gliserin merupakan cairan newton, sedangkan PGA dan CMC merupakan cairan non newton karena viskositasnya brbeda pada setiap kecepatan geser.Pengaruh Putaran (rpm) terhadap viskositasPada percobaan ini, digunakan kecepatan putar yang berbeda-beda, yaitu dari mulai 20, 30, 50, 60 dan 100 rpm. Setelah dilakukan prcobaan pada larutan gliserin, sesuai dengan litratur, dimana semakin tinggi nilai rpm maka nilai viskositasnya semakin besar. Pada spindle 62 mulai dari rpm 20, 30, 50, 60 dan 100 viskositas secara berturut-turut adalah 441, 444, 448,2, 448, 5 cP. Pada rpm 100 alat , menunjukkan error, hal tersebut berarti alat tidak dapat membaca nilai viskositas pada kecepatan 100 rpm dan spindle 62, sehingga dapat dilakukan perubahan kecepatan atau perubahan spindle. Pada spindle 63 dengan kecepatan 20. 30, 50, 60 dan 100 viskositas secara berturut-turut adalah 390, 404, 410, 408, 420 cP. Terdapat kesalahan pada kecepatan 60 dimana nilai viskositas yang harusnya meningkat malah menurun, hal tersebut bias terjadi karena pengaruh salah pembacaan nilai viskositas ataupun salah dalam penggunaan alat. Pada spindle 64 dengan kecepatan 20. 30, 50, 60 dan 100 viskositas secara berturut-turut adalah 210, 300, 400, 370, dan 420 cP. Sama halnya seperti pada spindle 63, pada spindle 64 terdapat kesalahan pada kecepatan 60 dimana nilai viskositas yang harusnya meningkat malah menurun.Pada larutan PGA setelah dilakukan pengukuran nilai viskositas didapat hasil yang sangat kecil. Viskositas larutan banyak yang menunjukkan nilai 0 dan viskositas paling tinggi berada pada kecepatan 100 rpm pada spindle 62 yaitu 9,3 cP. Hal tersebut terjadi karena larutan PGA memang jenis larutannya sangat encer, sehingga nilai viskositasnya kecil.Pada larutan CMC terjadi ksesuaian antara literature dengan hasil percobaan, dimana semakin tinggi kecepatan putar (rpm), maka nilai viskositas semakin besar.Pengaruh Spindel terhadap Kecepatan PutarPada percobaan ini, digunakan nomor spindle yang berbeda-bda, yaitu mulai dari nomor 62, 63, dan 64. Semakin tinggi nomor spindle, maka semakin besar alat pemutarnya dan berpengaruh terhadap nilai kecepatan putar (rpm).Semakin besar spindle, maka semakin besar gaya yang diperlukan untuk memutar alat, sehingga kecepatan putar menurun dan nilai viskositas juga menurun. Hasil prcobaan menunjukkan kesesuaian dengan literature, dimana nilai viskositas pada spindle nomor 62 lebih besar daripada nilai viskositas pada spindle 63 dan 64.Sifat Aliran CairanBerdasarkan grafik sifat alirannya, maka cairan yang non newton dibagi menjadi 2 yaitu cairan yang sifat alirannya tidak dipengaruhi waktu (aliran plastikn aliran pseudoplastik, dan aliran dilatan) serta cairan yang sifat alirannya dipengaruhi waktu (aliran tiksotropik, rheopeksi, dan antitiksotropik).Larutan gliserin merupakan cairan newton yang tidak memiliki sifat alir, sedangkan PGA dan CMC merupakan cairan non newton yang memilik sifat alir. Pada larutan PGA setelah grafiknya dibandingkan dengan literature ternyata sifat alirannya adalah tidak dipengaruhi waktu yaitu aliran plastic. Pada aliran plastic, nilai viskositas berbanding lurus dengan nilai rpm, tetapi pada awalnya konstan dan kemudian grafiknya naik.

Grafik aliran plastic pada PGA hasil grafik aliran plastikPercobaan dari literature

Pada larutan CMC setelah grafiknya dibandingkan dengan literature ternyata larutan CMC sifat alirannya juga tidak dipengaruhi waktu yaitu aliran dilatan. Dimana semakin tinggi nilai rpm, nilai viskositas juga semakin meningkat.

Grafik aliran dilatan CMC Grafik aliran dilatan dari literaturHasil percobaan

Kesimpulan

Alat yang digunakan untuk mengukur viskositas dan rheologi pada paraktikum adalah viskometer hoeppler dan brookfield.Gliserin merupakan larutan Newton karena memiliki nilai viskositas yang konstan dan nilai viskositas tertinggi dibandingkan dengan propilenglikol dan sirupus simpleks, dan dipengaruhi oleh suhu dan tekanan tertentu.Larutan CMC Na merupakan larutan Non-Newton karena memiliki nilai viskositas tidak konstan yang dipengaruhi oleh suhu dan tekanan tertentu dan merupakan aliran dilatan karena dilihat dari grafik.Larutan PGA tidak dapat diketahui jenis larutan Newton atau Non-Newton karena nilai viskositasnya tidak diketahui dengan menggunakan alat Brookfield.Semakin tinggi bobot jenis, maka waktu tempuh bola semakin kecil.Semakin tinggi nilai kecepatan putar (rpm), maka viskositas semakin besar.Semakin besar spindle, maka kecepatan putar semakin lambat.Sifat aliran pada PGA adalah aliran plastic.Sifat aliran CMC adalah aliran dilatan.

Daftar Pustaka

Anonim. 1995. Farmakope Indonesia Edisi IV. Jakarta : Departemen Kesehatan RI Lecture Note Rheologi by Dr. rer.nat. Sundani Nurono Soewandhi, School of Pharmacy ITB.Astuti, K.W., M.P. Susanti, I.M.A.G. Wirasuta, dan I.N.K. Widjaja. 2007.Petunjuk PraktikumFarmasi Fisik. Jimbaran : Jurusan Farmasi Fakultas Matematika dan Ilmu PengetahuanAlam Univesitas Udayana.http://farmasiforyou.wordpress.com/2011/04/30/rheologi/ diakses pada tanggal 13 mei 2011.Diposkan olehsogaydi03.43BAB VPEMBAHASAN

Rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran cairan dan deformasi. Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui kekentalan suatu zat cair serta faktor-faktor yang mempengaruhinya dengan menggunakan viskositas brookfild. Aliran ada 2 yaitu aliran Newtonian yang merupakan aliran yang gayanya sebanding dengan alirannya. Dan yang kedua aliran nonnewton yang terbagi menjadi 3 yaitu plastik yang memiliki nilai yield merupakan sebuah nilai yang harus dilalui / dilampaui oleh suatu aliran yang sifatnya plastis sebelum ia mengalir. Pseudoplastik yang tidak memiliki nilai yield dan aliran dilatan yaitu aliran yang berbanding terbalik dengan pseudoplastik. Pada percobaan ini digunakan sampel seperti susu ultra, oli, fanta dan sunquick. Adapun tujuan dari percobaan yaitu untuk mengetahui jenis aliran pada masing-masing sampel dengan melihat grafik yang terbentuk. Untuk menentukan jenis aliran sampel, terlebih dahulu dicari viskositasnya dari masing-masing sampel dengan menggunakan viskositasbrookfield. Pertama-tama, dipasang spindel yang sesuai, kemudian sampel diletakkan dalam wadah dan diturunkan spindel ke dalam wadah yang berisi sampel. Pasang stop kontak, nyalakan motor sambil menekan tombo, biarkan spindel berputar dan lihat skala pada layar, baca angka yang ditunjukkan oleh layar. Pada percobaan ini digunakan 5 rpm, 10 rpm, 20 rpm, 30 rpm. 50 rpm, 60 rpm dan 100 rpm. Adapun hasil yang didapatkan dari masing-masing sampel yaitu untuk rate of shear berturut-terut adalah 0,083 s-1; 0,16 s-1; 0,33 s-1; 0,5 s-1; 0,83 s-1; 1,5 s-1dan 1,67 s-1. Untuk viskositas susu ultra yaitu (0,13; 0,2), (0,06; 0,1081), (0,033; 0,063), (0,03; 0,052), (0,028;0,043), (0,027; 0,041), (0,025; 0,025) dan shearing stress susu ultra beturut-turut adalah (0,0104; 0,016), (0,0102; 0,01826), (0,01089; 0,0207), (0,15; 0,026), (0,02324; 0,03569), (0,027; 0,041) dan (0,4175; 0,04175) dalam satuan dyne cm-2. Adapun nilai yieldnya = 0,0061. Untuk viskositas fanta berturut-turut yaitu (0,17; 0,19), (0,09; 0,096), (0,045; 0,048), (0,038; 0,036), (0,03;0,029), (0,027; 0,026), (0,0264; 0,0264) dan shearing stress fanta beturut-turut adalah (0,0136; 0,0152), (0,0153; 0,016), (0,01485; 0,01584), (0,019; 0,018), (0,0249; 0,02407), (0,027; 0,026) dan (0,0440088; 0,044088) dalam satuan dyne cm-2. Adapun nilai yieldnya = 0,0102. Untuk viskositas sunquick yaitu (13,68; 13,7), (9,42; 9,6), (6,72; 6,78), (5,61; 5,72), (4,5;4,66), (4,17; 4,32), (6,1289; 6,1289) dan shearing stress sunquick beturut-turut adalah (1,0944; 1,096), (1,6014; 1,632), (2,2176; 2,2374), (2,805; 2,86), (3,375; 3,86), (4,17; 4,32) dan (6,1289; 6,1289) dalam satuan dyne cm-2. Adapun nilai yieldnya = 1,0953. Untuk viskositas oli yaitu (1,9; 1,9), (1,3; 1,3), (0,84; 0,84), (0,8; 0,84), (0,7; 0,67), (0,64; 0,64), (0,6; 0,6) dan shearing stress oli beturut-turut adalah (0,152; 0,152), (0,221; 0,221), (0,2772; 0,2772), (0,4; 0,42), (0,581; 0,5561), (0,64; 0,64) dan (1,002; 1,002) dalam satuan dyne cm-2. Adapun nilai yieldnya = 0,1204. Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa dengan melihat viskositas cairan, sampel yang paling kental adalah sunquick dan semua sampel mempunyai jenis aliran yang sama yaitu plastik karena mempunyai nilai yield yang harus dilampaui sebelum cairan itu mengalir. Pada praktikum Reologi kali ini, pertama dilakukan percobaan mengenai viskositas dari larutan Parafin dengan volume awal dari semua kelompok sama yakni 30,0 mL. Percobaan ini menggunakan alat viskometer bola jatuh yakni menggunakan kelereng. Viskometer ini digunakan untuk cairan yang mengikuti hukum Newton yaitu viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan tidak bergantung pada kecepatan geser. Berikut tabel hasil metode bola jatuh dari setiap kelompok :Kelompok Rata rata Selisih Volume Rata rata WaktuB2 2,6 mL 00 : 48 dtB3 3,0 mL 00 :57 dtB5 2,6 mL 00 : 25 dtRata rata keseluruhan kelompok 2,7 mL 00 : 43 dt

Berdasarkan data yang diperoleh dari setiap kelompok sebanyak masing masing kelompok melakukan tiga kali pengulangan diperoleh rata-rata keseluruhan selisih hasil volume akhir yakni sebesar 2,7 mL dan waktu rata ratanya 00 : 43 detik.Kemudian prosedur kedua dilakukan pengukuran viskositas dengan menggunakan metode Brookfield terhadat beberapa zat. Berikut grafik perbandingan nilai viskositas yang diperoleh berdasarkan percobaan yang kami lakukan:Tabel hasil nilai viskositas masing masing zat dari seitap kelompokZat Nilai viskositas masing masing kelompok Rata rataViskositas B2 B3 B5CMC Na 0,25% 300 cP 100 cP 500 cP 300 cPCMC Na 1 % 500 cP 500 cP 875cP 625 cPPVP 1 % 200 cP 200 cP 550 cP 316 cPParafin 150 cP 20 cP 40 cP 70 cPVaselin Album 22000 cP 22000 cP 22000 cP 22000 cP

Berdasarkan perbandingan nilai viskositas pada tabel dan grafik diatas, dapat diketahui beberapa faktor yang mempengaruhi viskositas suatu cairan atau larutan. Yang pertama yakni pengaruh kecepatan (rpm), dimana semakin tinggi nilai rpm maka nilai viskositasnya semakin besar. Namun pada percobaan ini, setiap kelompok memilih kecepatan yang sama untuk semua zat yakni 6 rpm. Yang kedua yakni, pengaruh spindel terhadap kecepatan putar. Semakin besar spindle yang digunakan, maka nilai viskositasnya pun akan semakin besar hal tersebut terlihat dari hasil rata-rata nilai viskositas semua kelompok dari vaselin album yang menggunakan spindle 64 yakni 22000 cP, hasil ini jauh lebih besar dibanding dengan rata-rata nilai viskositas CMC Na 0,25 % sebesar 300 cP , CMC Na 1 % sebesar 625 cP , PVP 1 % sebesar 316 cP, dimana ketiga zat tersebut menggunakan spindle 62, sedangkan nilai rata-rata viskositas Parafin liquid yang menggunakan spindle 61 nilai viskositasnya lebih kecil sebesar 70 cP. Percobaan berikutnya yakni mengukur viskositas menggunakan metode Oswald untuk membandingkan viskositas air dan alkohol. Pada Metode Ostwald yang diukur adalah waktu yang diperlukan oleh sejumlah tertentu cairan untuk mengalir melalui pipa kapiler dengan gaya yang disebabkan oleh berat cairan itu sendiri.Berikut tabel hasil pengukuran viskositas menggunakan metode Ostwald dari seluruh kelompok:Pengukuran Air Rata-rata B2 B3 B5Kerapatan 0,397 gr/mL 0,366 gr/mL 0,279 gr/mL 0,347 gr/mLWaktu 05:71 dt 05:00 dt 06:19 dt 05 : 63 dtViskositas 2,268 cP 1,83 cP 1,72 cP 1,93 cP

Pengukuran Alkohol Rata-rata B2 B3 B5Kerapatan 0,396 gr/ml 0,3405 gr/mL 0,281 gr/mL 0,339 gr/ mLWaktu 05:67 dt 05:04 dt 05:00 dt 05:23 dtViskositas 2,08 cP 1,71 cP 1,40 cP 1,73 cP

Dari nilai rata rata data tabel diatas yang diperoleh dari semua kelompok, diketahui bahwa nilai rata- rata kerapatan air sebesar 0,347 gr/mL dan nilai rata-rata kerapatan alcohol sebesar 0,339 gr/mL. Kerapatan rata rata air dan alkohol menunjukan bahwa nilai kerapatan air lebih besar apabila dibandingkan dengan kerapatan alcohol. hal itu karena, massa air lebih besar daripada massa alcohol. Selain itu, hasil perhitungan kerapatan yang dilakukan dapat membuktikan bahwa semakin banyak waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir, maka viskositas cairan tersebut semakin besar pula. Terlihat dari hasil rata-rata viskositas air pada tabel yakni 1,93 cP dengan rata rata waktu 05 : 63 detik sedangkan alcohol nilai rata-rata viskositasnya sebesar 1,73 cP dengan rata-rata waktu 05:23 detik. Hasil tersebut menunjukan bahwa waktu yang diperlukan oleh suatu cairan untuk mengalir sebanding atau berbanding lurus dengan viskositasnya.

9. KESIMPULAN Selisih volume paraffin liquid yang didapatkan dengan menggunakan metode bola jatuh menghasilkan rata-rata selisih volume 3,0 mL dengan rata-rata waktu 00:57 detik. Rata-rata selisih volume paraffin dari semua kelompok, sebesar 2,7 mL dan waktu rata ratanya 00 : 43 detik. Nilai viskositas CMC Na 0,25% sebesar 100 cP, dan nilai rata-rata viskositas CMC Na 0,25% dari setiap kelompok sebesar 300 cP Nilai viskositas CMC Na 1% sebesar 500 cP, dan nilai rata-rata viskositas CMC Na 1% dari setiap kelompok sebesar 625 cP. Nilai viskositas PVP 1% sebesar 316 cP, dan nilai rata-rata viskositas PVP 1% dari setiap kelompok sebesar 316 cP. Nilai viskositas Paravin sebesar 20 cP, dan nilai rata-rata viskositas Paravin dari setiap kelompok sebesar 70 cP. Nilai rata-rata viskositas Vaselin Album sebesar 22000 cP. Nilai viskositas air sebesar 1,83 cP dengan waktu 5,0 dt, dan nilai viskositas rata-rata dari setiap kelompok yakni 1,93 cP dengan rata rata waktu 05 : 63 detik Nilai viskositas alcohol sebesar 1,71 cP dengan waktu 5,4 dt, dan nilai viskositas rata-rata dari setiap kelompok yakni sebesar 1,73 cP dengan rata-rata waktu 05:23 detik.