Makalah Rheologi Dan Viskositas

Rheologi adalah istilah yang digunakan untuk menggambarkan aliran cairan dan deformasi dari padatan. Rheologi mempelajari hubungan antara tekanan gesek (shearing stress) dengan kecepatan geser (shearing rate) pada cairan atau hubungan antara strain dan stress pada benda padat. Beberapa alat yang biasa digunakan digunak an dalam praktikum rheologi yaitu Viscometer Ostwald, Viscometer Viscometer Bola atuh serta Viscometer kerucut dan lempeng. !. "asar #eori Rheologi Rheologi berasal dari bahasa yunani mengalir (rheo) dan logos (ilmu). "igunakan istilah ini untuk pertama kali oleh Bingham dan $roeford untuk menggunakan aliran cairan dan deformasi dari padatan. Rheologi mempelajari hubungan antara tekanan gesek (shearing stress) dengan kecepatan geser (shearing rate) pad a cairan, atau hubungan antara strain dan stress pada benda padat. Rheologi merupakan ilmu yang mempelajari sifat %at cair atau deformasi %at padat. Rheologi erat kaitannya dengan &iskositas. "alam bidang 'armasi, prinsipprinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi, emulsi, lotion, pasta,  penyalut tablet dan lain sebagainya. elain itu, prinsip rheologi digunakan untuk karakterisasi produk sediaan 'armasi ("osage 'orm). ebagai penjamin kua litas yang sama untuk setiap batch. Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan,  penuangan, pengeluaran dari tube atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari suatu %at tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien, stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh (bioa&ailability). ehingga &iskositas telah terbukti dapat mempengaruhi laju absorbsi obat dalam tubuh. ifat*sifat rheologi dari sistem farmaseutika dapat mempengaruhi pemilihan alat yang akan digunakan untuk memproses produk tersebut dalam pabriknya. +ebih*lebih lagi tidak adanya perhatian terhadap pemilihan alat ini akan berakibat diperolehnya hasil yang tidak diinginkan. !spek ini dan banyak lagi aspek*aspek rheologi yang diterapkan dibidang farmasi. !da beberapa istilah dalam rheologi ini  a. Rate of shear (") d&-dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan (d&) antara dua  bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil (dr).  b. hearing stress ( atau ' ) '/-! untuk menyatakan gaya per satuan luas yang diperlukan untuk menyebabkan aliran.

B. 0enerapan Rheologi "alam "unia 'armasi

1. ifat Rheologi "alam uspensi Viskositas Viskositas dari suatu suspensi apabila mempengaruhi pengendapan dari  partikelpartikel %at terdispersi perubahan dalam sifat*sifat 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. 0ertimbangan rheologi juga penting dalam pembuatan suspensi. atu*satunya shear yang terjadi dalam suatu suspensi pada penyimpanan adalah lantaran pengendapan dari partikel*partikel yang tersuspensi. 2aya ini diabaikan dan  bisa dibuang. #etapi #etapi jika wadah dikocok dan produk dituang dari botol terdapat laju shearing yang tinggi. 3at pensuspensi yang ideal harus mempunyai &iskositas yang tinggi pada shear yang dapat diabaikan diabaikan yakni selama penyimpanan penyimpanan dan %at  pensuspensi itu harus mempunyai &iskositas yang rendah pada laju shearing yang tinggi yakni ia harus bebas mengalir selama pengocokan, penuangan, dan  penyebarannya ini.

4. ifat Rheologi "alam 5mulsi 0roduk yang diemulsikan mungkin mengalami berbagai shear*stress selama  pembuatan atau penggunaanya. 0ada kebanyakan k ebanyakan proses ini sifat aliran produk akan menjadi sangat penting untuk penampilan emulsi yang tepat pada kondisi penggunana dan pembuatannya. adi penyebaran produk dermatologik dan produk kosmetik harus dikontrol agar didapat suatu preparat yang memuaskan. !liran 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. 6ebanyakan emulsi, kecuali emulsi encer menunjukkan aliran non 7ewton yang mempersulit interpretasi data dan perbandingan kuantitatif antara sistem*sistem dan formulasi*formulasi yang berbeda. 'aktor*faktor yang berhubungan dengan fase terdispersi meliputi perbandingan dengan fase terdispers meliputi perbandingan &olume fase, distribusi ukuran partikel dan &iskositas dari fase dalam itu sendiri. adi, jika konsentrasi &olume dari fase terdispers rendah (kurang dari 8,89), sistem tersebut adalah 7ewton. "engan naiknya konsentrasi &olume, sistem tersebut menjadi lebih tahan terhadap aliran dan menujukkan karekteristik aliran pseudoplastis. 0ada konsentrasi yang cukup tinggi, terjadi aliran plastis. ika konsentrasi &olume mendekati 8,:; mungkin terjadi in&ersi dengna berubahnya &iskositas secara nyata. 0engurangan ukuran partikel rata*rata

1. ifat Rheologi "alam uspensi Viskositas Viskositas dari suatu suspensi apabila mempengaruhi pengendapan dari  partikelpartikel %at terdispersi perubahan dalam sifat*sifat 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. 0ertimbangan rheologi juga penting dalam pembuatan suspensi. atu*satunya shear yang terjadi dalam suatu suspensi pada penyimpanan adalah lantaran pengendapan dari partikel*partikel yang tersuspensi. 2aya ini diabaikan dan  bisa dibuang. #etapi #etapi jika wadah dikocok dan produk dituang dari botol terdapat laju shearing yang tinggi. 3at pensuspensi yang ideal harus mempunyai &iskositas yang tinggi pada shear yang dapat diabaikan diabaikan yakni selama penyimpanan penyimpanan dan %at  pensuspensi itu harus mempunyai &iskositas yang rendah pada laju shearing yang tinggi yakni ia harus bebas mengalir selama pengocokan, penuangan, dan  penyebarannya ini.

4. ifat Rheologi "alam 5mulsi 0roduk yang diemulsikan mungkin mengalami berbagai shear*stress selama  pembuatan atau penggunaanya. 0ada kebanyakan k ebanyakan proses ini sifat aliran produk akan menjadi sangat penting untuk penampilan emulsi yang tepat pada kondisi penggunana dan pembuatannya. adi penyebaran produk dermatologik dan produk kosmetik harus dikontrol agar didapat suatu preparat yang memuaskan. !liran 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. 6ebanyakan emulsi, kecuali emulsi encer menunjukkan aliran non 7ewton yang mempersulit interpretasi data dan perbandingan kuantitatif antara sistem*sistem dan formulasi*formulasi yang berbeda. 'aktor*faktor yang berhubungan dengan fase terdispersi meliputi perbandingan dengan fase terdispers meliputi perbandingan &olume fase, distribusi ukuran partikel dan &iskositas dari fase dalam itu sendiri. adi, jika konsentrasi &olume dari fase terdispers rendah (kurang dari 8,89), sistem tersebut adalah 7ewton. "engan naiknya konsentrasi &olume, sistem tersebut menjadi lebih tahan terhadap aliran dan menujukkan karekteristik aliran pseudoplastis. 0ada konsentrasi yang cukup tinggi, terjadi aliran plastis. ika konsentrasi &olume mendekati 8,:; mungkin terjadi in&ersi dengna berubahnya &iskositas secara nyata. 0engurangan ukuran partikel rata*rata

akan menaikkan &iskositas. ni dapat dikurangi dengan kasarnya

 permukaan, yang cenderung mengakibatkan karakteristik aliran yang jelek disebabkan oleh gesekan dan kelekatannya. erbuk yang mengsalir tidak baik atau granulat memberikan banyak kesulitan pada industri farmasi. 0roduksi unit sediaan tablet yang seragam terbukti bergantung pada  beberapa sifat granulat. ika ukuran granular berkurang, &ariasi berat tablet pun  berkurang. Vari Variasi asi berat minimum dicapai pada granul yang mempunyai garis tengah ;88 sampai C88 @m. ika ukuran granul dikurangi lagi, granul mengalir kurang bebas dan &ariasi berat granul meningkat. "istribusi ukuran partikel mempengaruhi aliran dalam dan pemisahan dari suatu granulat. "!'#!R 0?#!6!

0ress 0ress Voight. 1D91. Tekhnologi Tekhnologi Farmasi. Farmasi. akarta. ?> 0ress

A V>6O>#! V>6O>#! "!7 RE5O+O2> A Rheologi merupakan ilmu yang mempelajari tentang sifat %at cair atau deformasi %at  padat. prinsip dasar reologi telah digunakan dalam penyelidikan cat, tinta, berbagai adonan, bahan  bahan untuk pembuat jalan, kosmetik, produk hasil peternakan, serta  bahan  bahan lain. 4. >#5< 7O7*75F#O7>!7 1. !liran 0lastis 6ur&a aliran plastis tidak melalui titik (8,8) tapi memotong sumbu sharing stress (atau akan memotong jika bagian lurus dari kur&a tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai harga yield. ?G('f) 2 ? adalah Viskositas plastis , dan f adalah yield &alue 4. !liran 0seudoplastis !liran 0seudoplastis ditunjukan oleh beberapa bahan farmasi yaitu gom arab dan sintesis seperti dispersi cair dari tragakan, natrium alginat, metal selulosa, dan natrium karboksimetil selulosa. !liran pseudoplastis diperlihatkan oleh polimer   polimer dalam larutan , hal ini berkebalikan dengan system plastis, yang tersusun dari

 partikel  partikel tersuspensi dalam emulsi. 6ur&a untuk aliran pseudoplastis dimulai dari (8,8) , tidak ada yield &alue dan bukan suatu harga tunggal. =. !liran "ilantan !liran "ilatan terjadi pada suspensi yang memiliki preentase %at padat terdispersi dengan konsentrasi tinggi. #erjadi peningkatan daya hambat untuk mengalir ( &iskositas ) dengan meningkatnya rate of shear . 0ada keadaan istirahat, partikel   partikel tersebut tersusun rapat dengan &olume antar partikel pada keadaan minimum. "!'#!R 0?#!6! 1. , 05?"O0+!#>, dan ">+!#!7. !liran 0lastis¬ 6ur&a aliran plastis tidak melalui titik (8,8) tapi memotong sumbu shearing stress

(atau auakan memotong jika bagian lurus dari kur&a tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang dikenal dengan sebagai harga yield. $airan  plastis tidak akan mengalir sampai shearing stress dicapai sebesar yield &alue tersebut. 0ada harga stress di bawah harga yield &alue, %at bertindak sebagi bahan elastis (meregang lalu kembali ke keadaan semula, tidak mengalir). ?G('f) -2 ? adalah &iskositas plastis,  f adalah yield &alue !liran plastis berhubungan dengan adanya partikel*partikel yang tersuspensi dalam suspensi pekat. !danya yield &alue disebabkan oleh adanya kontak antara partikel*  partikel yang berdekatan (disebabkan oleh adanya gaya &an der Faals), yang harus dipecah sebelum aliran dapat terjadi. !kibatnya, yield &alue merupakan indikasi dari kekuatan flokulasi. "!+!< '!R 1. $airan dapat diterapkan pada  a. 0encampuran  b. 0engurangan ukuran partikel dari sistem sistem dispersi dengan shear  c. 0elewatan melalui mulut, penuangan, pengemasan dalam botol, pelewatan melalui jarum suntik  d. 0erpindahan cairan e. tabilitas fisik sistem dispersi 4. emi solid diterapkan pada  a. 0enyebaran dan pelekatan pada kulit  b. 0emindahan dari wadah-tube c. 6emampuan %at padat untuk bercampur dengan cairan*cairan d. 0elepasan obat dari basisnya =. 0adatan diterapkan pada  a. !liran serbuk dari corong ke lubang cetakan tablet-kapsul  b. 0engemasan serbuk-granul ;. 0emprosesan diterapkan pada  a. 6apasitas produksi alat  b. 5fisiensi pemrosesan 4.1 ifat Rheologi "alam uspensi Viskositas dari suatu suspensi apabila mempengaruhi pengendapan dari partikel*  partikel %at 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. 0ertimbangan rheologi juga penting dalam pembuatan suspensi. atu*satunya shear yang terjadi dalam suatu suspensi pada penyimpanan adalah lantaran pengendapan dari partikel*partikel yang tersuspensiJ 2aya ini diabaikan dan  bisa dibuang. #etapi jika wadah dikocok dan produk dituang dari botol, terdapat laju shearing yang tinggi. 3at pensuspensi yang ideal harus mempunyai &iskositas yang tinggi pada shear yang dapat diabaikan, yakni selama penyimpananJ dan %at  pensuspensi itu harus mempunyai &iskositas yang rendah pada laju shearing yang

tinggi, yakni ia harus bebas mengalir selama pengocokan, penuangan, dan  penyebarannya ini. 2liserin yang merupakan cairan 7ewton termasuk dalam grafik untuk pembanding. Viskositasnya sesuai untuk partikel*partikel yang mensuspensi, tapi terlalu tingii untuk dituangkan dengan mudah dan untuk disebarkan pada kulit. +ebih*lebih lagi, gliserin menunjukkan sifat melekat (tackiness stickiness) yang tidak diinginkan dan ia terlalu higroskopik untuk digunakn dalam bentuk tidak diencerkan. 6ur&a dalam gambar 1 diperoleh menggunakan &iskometer tormer yang sudah dimodifikasi . uatu %at pensuspensi yang tiksotropik seperti juga pseudoplastik harus terbukti  berguna karena ia membentuk gel pada pendiaman dan menjadi cair jika digoyangkan. 2ambar 4 menunjukkan kur&a konsistensi untuk bentonit, &eegum, dan suatu kombinasi dari bentonit dan natrium karboksimetil selulosa ( $ni adalah sudut maksimum yang mungkin terdapat antara permukaan dari setumpuk serbuk dan bidang hori%ontal. ika ditambahkan bahan lebih  banyakketumpukan tersebut, maka serbuk tersebut akan tuyrun ke berbagai sisi sampai gesekan timbal balik dari partikel*partikel tersebut yang menghasilkan suatu  permukaan pada sudut P ada dalam keseimbangan denagn ga ya gra&itasi. #angen sudut istirahat sama dengan koefisien gesekan antara partikel*partikel tersebut. #an P G @ adi, makin kasar dan makin tidak beraturan permukaan dari partrikel, akan makin tinggi sudut istirahatnya. udut istirahat terutama merupakan suatu fungsi dari kekasaran permukaan. "engan menggunakan batch*batch pasir dengan ukuran yang  berdekatan, yang dipisahkan ke dalam ukuran yang berbeda, dibuktikan bahwa dengan meningkatkan bentuk yang semakin jauh dari bentuk bola, sudut istirahat meningkat sedang kerapatan bulk dan kemampuan alir (flowability) berkurang. ?ntuk memperbaiki karakteristik aliran, seringkali ditambahkan pelincir (glidant)

 pada serbuk granular. $ontoh glidant yang umum digunakn adalah magnesium stearat, amilum dan talk. "engan menggunakan suatu pencatat pengukuran aliran serbuk, yang mengukur berat serbuk yang mengalir per satuan waktu melalui lubang corong (hopper), konsentrasi pelincir optimum adalah 1 atau kurang. "i atas kadar ini, biasanya teramati penurunan dalam laju aliran. "itemukan tidak shear cel dan tensile tester. udut istirahat dari granulat sulfhatia%ol sebagai suatu fungsi ukuran partikel rata* rata, adanya pelumas, dan penambahan penghalus (fines) ke dalam campuran. 0ada umumnya sudut istirahat meningkat dengan berkurangnya ukuran partikel. 0enambahan talk dalam konsentrasi rendah mengurangi sudut istirahat, tapi pada konsentrasi yang lebih tinggi talk akan menaikkan sudut tersebut. 0enambahan fines yakni  partikel*partikel yang lebih kecil dari mesh 18 8 ke dalam granul kasar menghasilkan kenaikan sudut istirahat yang nyata. 6emampuan serbuk untuk mengalir merupakan satu diantara faktor*faktor yang termasuk dalam pencampuran bahan*bahan yang berbeda untuk membentuk suatu campuran serbuk. 0encampuran, dan pencegahan ketidakcampuran, merupakan suatu  pekerjaan farmasetis yang penting dalam pembuatan bentuk*bentuk sediaan umumnya, termasuk tablet dan kapsul. 'aktor*faktorblain yang mempengaruhi proses  pencampuran adalah agregasi partikel, ukuran, bentuk, perbedaan kerapatan, dan adanya muatan listrik statis

RHEOLOGY Rheologi berasal dari bahasa Munani yaitu rheo dan logos. Rheo berarti mengalir, dan logos berarti ilmu. ehingga rheologi adalah ilmu yang mempelajari tentang aliran %at cair dan deformasi %at padat. Rheologi erat kaitannya dengan &iskositas. Viskositas merupakan suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalirJ semakin tinggi &iskositas, semakin besar tahanannya untuk mengalir. Viskositas dinyatakan dalam simbol K. $ontoh penerapan rheologi dapat dilihat dalam 

•

ni menggunakan ukuran geometri dan akstrapolasi untuk mendapatkan hasil ukuran yang tak tentu. +ihat Barners untuk lebih detailnya. G.

'enis (is$ome%er Labora%orium yang Di)ual Bebas*+omersial

tandar &iscometer laboratorium mempunyai range 8,1*1888 s *1. Mang termasuk didalamnya adalah  Brookfield "V= EaakeV#:, V#988-998, RV1 Bohlin Visco CC Rhcometrics R< 1C8, 4H9 Reologica Visco$heek  0hysica ni dianggap bahwa dengan beberapa peralatan aplikasi dari sebuah pengetahuan dan tekanan

control melengkapi rheologi dengan informasi penting dari bagian kritis di dalam lembar kur&a $R550. L.

E#aluasi dan +omersialisasi +on%rol Tekanan (iskome%er

#able = menunjukkan spesifikasi dari beberapa type control tekanan &iscometer sebagai mereka telah e&olusikan (telah mereka ubah pada =8 tahun terakhir ini). >ni adalah pembersihan bahwa sebuah kekaguman yang  bertambah di dalam sensi&itas dan range yang telah dibawa, salah satunya yang istimewa adalah di dalam tenaga putaran minimum rendah (dan jadi menekan) dan kecepaan rotasi (dan jadi pemutus kecepatan) dapat dijangkau. #abel = Beberapa spesifikasi komersial rheometer pengontrol tekanan waktu

[1D:8

[1D:C

[awal 1DC8

[akhir 1DC8 [1DDD

#ype "ata

Rheometer udara turbin

Rheometer deer 

$arrimed nst. !R 1888

#orQue (7.m) 6 2liserin pindel H4 pindle H= pindle H; 0ropilenglikol pindle H4

pindle H= pindle H; $