Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Rheologi farmasi fisik

5,300 views

Published on

rheologi

  • Be the first to comment

Rheologi farmasi fisik

  1. 1. RHEOLOGIRHEOLOGI
  2. 2. RheologiRheologi  Asal kata :Asal kata :  Rheos : ilmuRheos : ilmu  Rogos : mengalirRogos : mengalir Viskositas : Suatu pernyataan tahanan dari suatuViskositas : Suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalircairan untuk mengalir
  3. 3. Tipe aliranTipe aliran  Sistem New tonSistem New ton  Sistem Non NewtonSistem Non Newton
  4. 4.  = rate of shear= rate of shear == perbedaan kecepatan antara 2 bidang cairanperbedaan kecepatan antara 2 bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil.yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil. = shearing stress= shearing stress ==gaya per satuan luas yang diperlukan untukgaya per satuan luas yang diperlukan untuk menyebabkan aliran.menyebabkan aliran. == dr dv G == A F F '
  5. 5. SISTEM NEWTONSISTEM NEWTON  Mengikuti hukum aliran NewtonMengikuti hukum aliran Newton  Makin besar viskositas suatu cairan, makinMakin besar viskositas suatu cairan, makin besar gaya per satuan luas yang diperlukanbesar gaya per satuan luas yang diperlukan untuk menghasilkan suatu rate of shearuntuk menghasilkan suatu rate of shear tertentu.tertentu.  Di mana :Di mana : ηη = koefisien viskositas ~ viskositas= koefisien viskositas ~ viskositas G F dr dv . A 'F =η⇒η=
  6. 6.  SatuanSatuan viskositasviskositas : poise: poise = dyne detik cm-2= dyne detik cm-2  Cps (centipoise) = 0,01 poiseCps (centipoise) = 0,01 poise 22 det det ' cm dyne cmcm cmdyne Adv drF = × × ==η
  7. 7.  Fluiditas,Fluiditas, φφ, didefinisikan kebalikan dari, didefinisikan kebalikan dari viskositasviskositas  Viskositas kinematis = viskositas absolut,Viskositas kinematis = viskositas absolut, merupakan viskositas dibagi dengan kerapatanmerupakan viskositas dibagi dengan kerapatan η =Φ 1 ρ η =Viskositas kinematis Satuan : stoke(s) atau centi stokes
  8. 8.  Contoh soal :Contoh soal :  Dengan viskometer Ostwald, didapatDengan viskometer Ostwald, didapat viskositas aseton 0,313 cp pada 250C.viskositas aseton 0,313 cp pada 250C. Kerapatan aseton (250C) = 0,788 g/cm3.Kerapatan aseton (250C) = 0,788 g/cm3. Berapa viskositas kinematis aseton?Berapa viskositas kinematis aseton?  Jika diketahui viskositas air (250C) = 0,8904Jika diketahui viskositas air (250C) = 0,8904 cp. Berapa viskositas aseton relatif terhadapcp. Berapa viskositas aseton relatif terhadap air pada 250C?air pada 250C?
  9. 9. Ketergantungan Temperatur danKetergantungan Temperatur dan Teori viskositasTeori viskositas  Viskositas gas meningkat dengan naiknyaViskositas gas meningkat dengan naiknya temperaturtemperatur  Viskositas cairan menurun jika temperaturViskositas cairan menurun jika temperatur dinaikkandinaikkan  FluiditasFluiditas  kebalikan dari viskositaskebalikan dari viskositas  Fluiditas cairan meningkat jika temperaturFluiditas cairan meningkat jika temperatur dinaikkandinaikkan
  10. 10. Persamaan kinetika ArrheniusPersamaan kinetika Arrhenius RT Ea eA=η A= konstanta yang tergantung dari bobot molekul Ea= Energi pengaktifan
  11. 11. Rateofshear Shearing stress a) Aliran Newton b) Aliran Plastis Rateofshear Shearing stress f
  12. 12. Rateofshear Shearing stress Rateofshear Shearing stress c) Aliran pseudoplastis d) Aliran dilatan
  13. 13. SISTEM NON NEWTONSISTEM NON NEWTON  Aliran plastisAliran plastis  Aliran PseudoplastisAliran Pseudoplastis  Aliran DilatanAliran Dilatan
  14. 14. 11..Aliran PlastisAliran Plastis Disebut sebagaiDisebut sebagai Bingham bodiesBingham bodies Kurva plastis tidakKurva plastis tidak melewati titik (0,0),melewati titik (0,0), tetapi memotongtetapi memotong sumbusumbu shearingshearing stressstress, dikenal dengan, dikenal dengan harga yield (yieldharga yield (yield value)value).. Rateofshear Shearing stress f
  15. 15. Harga stress dibawah yield value, zatHarga stress dibawah yield value, zat bertindak sebagai bahan elastis (seperti zatbertindak sebagai bahan elastis (seperti zat padatpadat Kemiringan rheogram disebutKemiringan rheogram disebut mobilitymobility ≈≈ fluiditas pada sistem Newton.fluiditas pada sistem Newton. Kebalikannya adalahKebalikannya adalah viskositas plastisviskositas plastis = U= U ( ) G fF U − = f= yield value dalam dyne cm-2
  16. 16. Contoh soal :Contoh soal : Suatu bahan plastis diketahui mempunyaiSuatu bahan plastis diketahui mempunyai yield value 5200 dyne cm-2. Pada shearingyield value 5200 dyne cm-2. Pada shearing stress di atas yield value, F ditemukanstress di atas yield value, F ditemukan meningkat secara linear dengan meningkatnyameningkat secara linear dengan meningkatnya G. Jika rate of shear 150 dt-1 pada saat F =G. Jika rate of shear 150 dt-1 pada saat F = 8000 dyne cm-2, hitung viskositas plastis8000 dyne cm-2, hitung viskositas plastis sampel tsb !sampel tsb !
  17. 17. Contoh :Contoh : Partikel terflokulasi pada suspensi Terbentuk struktur kontinu Adanya gaya van der waals (ikatan antar partikel) Partikel terflokulasi pada suspensi Ikatan pecah aliran padat terjadi Yield value
  18. 18. 22..Aliran PseudopastisAliran Pseudopastis Contoh :Contoh : dispersi cairdispersi cair dari tragakan, Nadari tragakan, Na alginat, metilalginat, metil selulosa, CMC Naselulosa, CMC Na Viskositas berkurangViskositas berkurang dengandengan meningkatnya rate 0fmeningkatnya rate 0f shear (cairan menjadishear (cairan menjadi encer)encer) Disebut shearDisebut shear thinning systemthinning system Rateofshear Shearing stress
  19. 19. G'FN η= 'logFlogNGlog η−= • Eksponen N meningkat pada saat aliran meningkat menjadi non-Newton • N=1, alirannya adalah Aliran Newton Persamaan Regresi Linear
  20. 20. 33..Aliran DilatanAliran Dilatan Suspensi tertentu (persentase zat padatSuspensi tertentu (persentase zat padat terdispersi tinggi)terdispersi tinggi)  peningkatan daya hambatpeningkatan daya hambat untuk mengalir dengan meningkatnyauntuk mengalir dengan meningkatnya rate ofrate of shear.shear. Volume meningkat dengan terjadinyaVolume meningkat dengan terjadinya shearshear  disebut dilatandisebut dilatan Disebut sebagaiDisebut sebagai shear thickening systemshear thickening system..
  21. 21. G Partikel tertutup rapat Volume kosong minimum Pembawa cukup Konsistensi relatif rendah Partikel susun longgar Volume kosong meningkat Pembawa tidak cukup Konsistensi relatif tinggi
  22. 22. THIKSOTROPITHIKSOTROPI  Menunjukkan adanya pemecahan strukturMenunjukkan adanya pemecahan struktur yang tidak terbentuk dengan segera jika stressyang tidak terbentuk dengan segera jika stress dihilangkan atau dikurandihilangkan atau dikurangigi  Terjadi padaTerjadi pada shear thinning systemshear thinning system (plastis,(plastis, atau pseudoplastis)atau pseudoplastis)  Didefinisikan sebagai suatu pemulihan isotermDidefinisikan sebagai suatu pemulihan isoterm dan lambat pada pendiaman suatu bahan yangdan lambat pada pendiaman suatu bahan yang kehilangan konsistensinya karenakehilangan konsistensinya karena shearingshearing..
  23. 23. Rateofshear Shearing stress Plastis Pseudoplastis Gambar thiksotropi pada aliran plastis dan pseudoplastis
  24. 24. Pengukuran thiksotropiPengukuran thiksotropi  Dengan melihat putaran histeresis yangDengan melihat putaran histeresis yang dibentuk oleh kurva menaik dan menurun daridibentuk oleh kurva menaik dan menurun dari rheogram.rheogram.  Luas daerah histeresis merupakan suatuLuas daerah histeresis merupakan suatu ukuran pemecahan thiksotropi.ukuran pemecahan thiksotropi.
  25. 25. Pengukuran untuk plastis (binghamPengukuran untuk plastis (bingham bodiesbodies(( 1.1. Menentukan pemecahan struktural terhadapMenentukan pemecahan struktural terhadap waktu pada rate of shear konstan.waktu pada rate of shear konstan. Rateofshear Shearing stress -----t2------- --t1--- 1 2 21 t tln UU B − = B= konstanta thiksotropi 1/U1 1/U2
  26. 26. 2.2. Menentukan pemecahan struktural karenaMenentukan pemecahan struktural karena meningkatnya shear ratmeningkatnya shear ratee.. 2 1 2 21 ) V V(ln )UU(2 M − = M = konstanta thiksotropi Rateofshear Shearing stress 1/U1 1/U1
  27. 27. Thiksotropi negatif atauThiksotropi negatif atau antithiksotropiantithiksotropi  MenyatakanMenyatakan kenaikankenaikan konsistensi padakonsistensi pada kurva yangkurva yang menurun.menurun.  Contoh : magmaContoh : magma magnesiamagnesia Rateofshear Shearing stress
  28. 28.  Penyebab :Penyebab :  Meningkatnya frekuensi tumbukan dariMeningkatnya frekuensi tumbukan dari partikel-partikel terdispers, atau molekul-partikel-partikel terdispers, atau molekul- molekul polimer dalam suspensi,molekul polimer dalam suspensi, menyebabkan ikatan antar partikel naik,menyebabkan ikatan antar partikel naik, sehingga dalam keadaan keseimbangansehingga dalam keadaan keseimbangan membentuk gumpalan-gumpalan besar. Dalammembentuk gumpalan-gumpalan besar. Dalam keadaan diam, gumpalan pecah menjadikeadaan diam, gumpalan pecah menjadi partikel-partikel.partikel-partikel.
  29. 29. RheopeksiRheopeksi  Suatu gejala di mana suatu solSuatu gejala di mana suatu sol membentukmembentuk gel lebih cepat jika diadukgel lebih cepat jika diaduk perperperlahan-perlahan- lahan atau kalau dishear daripada jikalahan atau kalau dishear daripada jika dibiarkan tanpa pengadukadibiarkan tanpa pengadukann  Anti thiksotropiAnti thiksotropi ≠≠ rheopeksirheopeksi
  30. 30. ☺☺Pada rheopeksiPada rheopeksi sistem terdeflokulasi dansistem terdeflokulasi dan berisi solid dispersi lebih dari 50%berisi solid dispersi lebih dari 50% ☺☺Pada antithiksotropi sistem terflokulasiPada antithiksotropi sistem terflokulasi dan berisi solid dispersi 1- 10dan berisi solid dispersi 1- 10%.%. gelgel pd rheopeksi :pd rheopeksi : Bentuk keseimbanganBentuk keseimbangan☺☺ Pd antithiksotropi :solPd antithiksotropi :sol Bentuk keseimbanganBentuk keseimbangan
  31. 31. Pemilihan ViskometerPemilihan Viskometer  Semua viskometer dapat digunakan untukSemua viskometer dapat digunakan untuk menentukan viskositas sistem Newton danmenentukan viskositas sistem Newton dan hanya viskometer yang mempunyai kontrolhanya viskometer yang mempunyai kontrol shear stressshear stress yang bervariasi dapat digunakanyang bervariasi dapat digunakan untuk bahan-bahan Non Newton.untuk bahan-bahan Non Newton.
  32. 32. Macam-macam viskometerMacam-macam viskometer  Visk. KapilerVisk. Kapiler  Visk. Bola jatuhVisk. Bola jatuh  Visk. Cup & bobVisk. Cup & bob  Visk. Kerucut dan lempengVisk. Kerucut dan lempeng Sistem Newton Sistem Newton dan Non Newton
  33. 33. 1.1. Viskometer kapilerViskometer kapiler  Disebut sebagai viskometer ostwaldDisebut sebagai viskometer ostwald  Dasar : Hukum PoiseuilleDasar : Hukum Poiseuille Vl8 Ptr4 ∆π =η
  34. 34. KarenaKarena ∆∆P tergantung pada kerapatan cairan (P tergantung pada kerapatan cairan (ρρ),), maka :maka : PtK ∆××=η ρη ××= tK 22 11 2 1 t t ρ ρ = η η
  35. 35.  Contoh soalContoh soal  Jika waktu yang dibutuhkan aseton untukJika waktu yang dibutuhkan aseton untuk mengalir antara kedua tanda pada viskometermengalir antara kedua tanda pada viskometer Ostwald adalah 45 detik, untuk air adalah 100Ostwald adalah 45 detik, untuk air adalah 100 detik (250C).detik (250C).  Diketahui kerapatan aseton 0,788 gram cm-3,Diketahui kerapatan aseton 0,788 gram cm-3, kerapatan air 0,997 gram cm-3 dan viskositaskerapatan air 0,997 gram cm-3 dan viskositas air 0,8904 cps.air 0,8904 cps.  Berapa viskositas aseton ?Berapa viskositas aseton ?
  36. 36. 2.2. Viskometer Bola JatuhViskometer Bola Jatuh  Disebut viskometer HoepplerDisebut viskometer Hoeppler  Prinsip :Prinsip :  Suatu bola gelas/besi jatuh ke bawah dalamSuatu bola gelas/besi jatuh ke bawah dalam suatu tabung gelas yang hampir vertikal,suatu tabung gelas yang hampir vertikal, mengandung cairan uji pada temperaturmengandung cairan uji pada temperatur konstan. Laju jatuhnya bola dengankonstan. Laju jatuhnya bola dengan ρρ dandan φφ tertentu adalah kebalikan fungsi viskositastertentu adalah kebalikan fungsi viskositas sampel tersebut.sampel tersebut.
  37. 37. B)SS(t fb −=η Dimana: t : waktu (lamanya bola jatuh( Sb : Gravitasi jenis dari bola Sf : Gravitasi jenis dari cairan B : Konstanta bola
  38. 38. 3.3. ViskometerViskometer ‘‘CupCup’’ andand ‘‘BobBob’’  Prinsip :Prinsip :  Sampel diSampel di’’shearshear’’ dalam ruang antara dindingdalam ruang antara dinding luar,luar, ‘‘bobbob’’ (rotor) dan dinding dalam mangkuk(rotor) dan dinding dalam mangkuk ((‘‘cupcup’’).).  Viskometer Couette, mis : visk. Mac MichaelViskometer Couette, mis : visk. Mac Michael Mangkuk yang berputarMangkuk yang berputar  Viskometer Searle, mis : visk. Rotovisco, visk.Viskometer Searle, mis : visk. Rotovisco, visk. StormerStormer Rotor yang berputarRotor yang berputar
  39. 39. Viskometer stormerViskometer stormer v w Kv=η Dimana : Kv : Konstanta alat W : berat beban V : rpm v ww KU f v − = Untuk aliran plastis Dimana : Wf : intersep yield value dalam gram
  40. 40.  Yield valueYield value ff wKf = ) R R (log303,2 1 x 60 2 xKK b c vf π = Dimana : Rc : jari-jari mangkok Rb : jari-jari rotor
  41. 41.  Contoh soal :Contoh soal :  Suatu sampel gel dianalisis dengan viskometerSuatu sampel gel dianalisis dengan viskometer Stormer yang dimodifikasi. Berat w sebesarStormer yang dimodifikasi. Berat w sebesar 450 gram menghasilkan ke450 gram menghasilkan keccepatan rotor v 350epatan rotor v 350 rpm. Suatu seri kecepatan diperoleh denganrpm. Suatu seri kecepatan diperoleh dengan menggunakan berat pengendali lainnya,menggunakan berat pengendali lainnya, diperoleh suatu rheogram aliran plastis.diperoleh suatu rheogram aliran plastis. Intersep yield value wf diperoleh denganIntersep yield value wf diperoleh dengan mengekstrapolasi kurva tersebut terhadapmengekstrapolasi kurva tersebut terhadap sumbu shearing stress di mana v = 0, wf = 225sumbu shearing stress di mana v = 0, wf = 225 gram. Konstanta alat Kv = 52,0 dan Kf = 20,0.gram. Konstanta alat Kv = 52,0 dan Kf = 20,0. Berapakah vikositas plastis dan yield valueBerapakah vikositas plastis dan yield value sampel tersebut?sampel tersebut?
  42. 42. 4.4. Viskometer Kerucut dan LempengViskometer Kerucut dan Lempeng  Contoh : viskometer FerrantiContoh : viskometer Ferranti –– ShirleyShirley  Prinsip :Prinsip :  Kerucut dikemudikan motor dengan kecepatanKerucut dikemudikan motor dengan kecepatan yang berubah-ubah, sampel dishear di antarayang berubah-ubah, sampel dishear di antara lempeng yang diam dan kerucut yang berputar.lempeng yang diam dan kerucut yang berputar. Rate of shearRate of shear : rpm (dengan dial pemilih).: rpm (dengan dial pemilih). Shearing stressShearing stress : puntiran (dibaca pada skala: puntiran (dibaca pada skala penunjuk).penunjuk).
  43. 43.  Untuk cairan NewtonUntuk cairan Newton dimana :dimana : C = konstanta alatC = konstanta alat T = puntiran (torque)T = puntiran (torque) V = rpmV = rpm  Untuk cairan plastis :Untuk cairan plastis : v T C=η v TT CU f− = ff TxCf =
  44. 44. Penerapan rheologi dalamPenerapan rheologi dalam ::bidangbidang farmasifarmasi 1.1. CairanCairan  PencampuranPencampuran  Pengurangan ukuran partikel dari sistemPengurangan ukuran partikel dari sistem sistem dispersi dengan shearsistem dispersi dengan shear  Pelewatan melalui mulut,penuangan,Pelewatan melalui mulut,penuangan, pengemasan dalam botol, pelewatanpengemasan dalam botol, pelewatan melalui jarum suntikmelalui jarum suntik  Perpindahan cairanPerpindahan cairan  Stabilitas fisik sistem dispersiStabilitas fisik sistem dispersi
  45. 45. 2.2. Semi solidSemi solid  Penyebaran dan pelekatan pada kulitPenyebaran dan pelekatan pada kulit  Pemindahan dari wadah/tubePemindahan dari wadah/tube  Kemampuan zat padat untuk bercampurKemampuan zat padat untuk bercampur dengan cairan-cairandengan cairan-cairan  Pelepasan obat dari basisnyaPelepasan obat dari basisnya
  46. 46. 3.3. PadatanPadatan  Aliran serbuk dari corong ke lubangAliran serbuk dari corong ke lubang cetakan tablet/kapsulcetakan tablet/kapsul  Pengemasan serbuk/granulPengemasan serbuk/granul 4.4. PemPempprosesanrosesan  Kapasitas produksi alatKapasitas produksi alat  Efisiensi pemrosesanEfisiensi pemrosesan
  47. 47. ThankThank’’s four your attentions four your attention SelamatSelamat belajarbelajar!!!!!!

×