Farmasi Fisika I

SIFAT ALIR BAHAN PADAT

Serbuk merupakan campuran 2 fasa yaitu padat dan gas.

Kemampuan mengalir serbuk :

1.Berpengaruh thd keseragaman bobot pada proses pembuatan tablet/kapsul.2.Proses mixing : homogenitas campuran

MESIN TABLET SINGLE PUNCH

MESIN TABLET ROTARY

SERBUK TUNGGAL DAN CAMPURAN

DEBU

ASAP

SERBUK

MUATAN LISTRIK

BENTUK PARTIKEL

BOBOT JENIS PARTIKEL

POLIDISPERSI, POLIMORFISME

KADAR AIR dll

VOLUME TUANG

& KETUK

DAYA MENGALIR, JENIS ALIRAN

KOMPRESIBILITAS dll

Gaya bekerja diantara partikel serbuk :

1.Gaya friksi 2.Gaya tegangan permukaan 3.Gaya mekanik karena bentuk

partikel yang tidak beraturan 4.Gaya elektrostatik5.Gaya kohesi atau van der waals

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT ALIRAN

1. UKURAN PARTUKEL DAN DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL PERBEDAAN UKURAN PARTIKEL BERPENGARUH PADA GAYA YG BEKERJA PD PARTIKEL TSB. PARTIKEL HALUS < 100 µm : gaya listrik statis dan gaya kohesi partikel > 1000 µm, gaya gravitasi

2. Faktor bentuk dan morfologi permukaanbentuk partikel mempengaruhi gaya friksi

antar partikel serbuk jika bentuk partikel serbuk semakin tidak beraturan maka daya alirnya semakin rendah.

3. KelembabanKelembaban mempengaruhi kemampuan mengalir serbuk secara signifikan melalui peningkatan daya rentang serbuk melalui pembentukan jembatan cair.

4. Gaya kohesi jika gaya kohesi antar partikel ssemakin besar , maka aliran serbuk akan semakin buruk karena kecendrungan partikel untuk berikatan satu sama lainnya

5. Temperatur , penurunan temperatur akan menurunkan daya rentang, shg akan meningkatkan kemampuan mengalir partikel tsb.

FLOW ENHANCER (GLIDANTS)

GLIDANTS: BAHAN EKSIPIENT YANG DIGUNAKAN UNTUK MENINGKATKAN SIFAT ALIRAN SERBUK DAN GRANUL.

Glidants yang sering digunakan : Silikon dioksida kolloidal (aerosil), talkum dan amilum.

Beberapa teori yang menjelaskan mekanisme kerja glidants :

Penyebaran muatan statis permukaan partikel induk

Distribusi glidants pada pertikel induk

Adsorpsi gas dan uap atau kelembaban dan mencegah adsorpsinya pada permukaan partikel induk

Pemisahan partikel secara fisika dan reduksi gaya van der Waals

Mengurangi gaya gesek/friksi antar partikel dan antar permukaan

Efek glidants terhadap kemampuan mengalir serbuk tergantung pada

banyak faktor :

Afinitas fisika-kimia terhadap serbuk

Ukuran partikel dan bentuk rata-rata

Konsentrasi glidants

Derajat pencampuran

Kandungan lembab

Partikel glidants sebaiknya jauh lebih kecil dibandingkan partikel serbuk induk untuk melapisi secara utuh, melicinkan bentuk yg tak beraturan, dan mengurangi gaya gesek dan adhesif yang bekerja diantaranya

Jika partikel glidants dianggap berbentuk sferis dengan radius (r) dan secara seragam menempel pada partikel induk yang juga dianggap berbentuk sferis dengan radius (R ), maka aliran yang optimal terjadi bila campuran tersebut mangandung glidants dengan konsentrasi :

= 2 π

r (R + r) 2 100/ R3 √

3 (% w/w)

Pengukuran Sifat Aliran

1. Aliran melalui lubang Flowmeter : alat yang praktis yang dapat digunakan

untuk mengukur kecepatan aliran serbuk yang mudah mengalir melalui lubang yang diam.

Kecepatan aliran serbuk dpt dinyatakan : satuan bobot (gram) atau volume (ml) per satuan waktu.

Juga dpt dinyatakan dalam satuan waktu yang dibutuhkan untuk mengalirkan sejumlah berat atau volume tertentu.

Gambar. Flowmeter

ERWEKA tipe

GTB

2. Sudut Baring

Bila

serbuk

dibiarkan

mengalir

diatas

permukaan

yang rata, maka

terbentuk

gundukan

atau

tumpukan

serbuk

setelah

terjadi

kesetimbangan

antara

gaya

gravitasi

dengan

gaya

friksi

antar

partikel.

Bahan

yang tidak

kohesif

dan

mudah

mengalir

akan

menyebar

membentuk

gundukan

yang rendah

Sudut Baring (angle of repose) : sudut

yang terbentuk

antara

permukaan

gundukan

serbuk

dengan

bidang

horizontal.

Ada

dus

tipe

sudut

baring :

Sudut penuangan (poured angle) : yaitu sudut yang diukur padatumpukan yang dituang secara bebas diatas permukaan yang rata.

Sudut pengosongan (drained angle) : sudut yang diukur padapermukaan yang berbentuk kerucut didalam wadah yg dasarnyarata, setelah serbuk tersebut dikeluarkan melalui lubang.

Pengukuran

sudut

baring dapat

dilakukan

secara

sederhana

: dengan

menghitung

jari-jari

lingkaran

bagian

bawah

gundukan

serbuk

( R ) dan

tinggi

gundukan

(H). Angle of repose ditung

berdasarkan

:

Tan α

= H / R

Selain sudut baring juga ada :

A.Sudut

luncur

(angle of slide ), berguna

untuk

merancang hopper

B.Sudut

spatula

Metode pengukuran sudut baring (angle of repose)

Sifat kepadatan dan densitas bulk

Densitas

bulk serbuk

diperoleh

dengan

cara

membagi

massanya

dengan

volume bulk yang ditempatinya. Volume yg

dimaksud

meliputi

jarak

antar

partikel

.

Densitas

bulk sangat

dipenngaruhi

oleh

:

A.Ukuran

partikel

dan

distribusi

ukuranB.Bentuk

partikelC.Density benar

Alat pengujian densitas bulk serbuk

Densitas dan Sifat Alir

Carr melaporkan

bahwa

semakin

banyak

penyusutan

volume suatu

bahan

(bulk serbuk) saat

dimampatkan

pada

uji

compaction/ tapped bulk density maka

semakin

buruk

sifat

alirannya.

Carr compressility

Index (%) :

P ---

A / P x 100

P = density mampatA = bulk density

Consolidation Index (Carr)

Aliran

5-1512-16

18 –

2123 –

3533 –

38> 40

Sangat

baikBaik

CukupBuruk

Sangat

burukSangat

buruk

sekali

Tabel interpretasi Carr’s Index

Faktor Hausner

Perbandingan antara density mampat dengan bulk density

H = P/A

Makin tinggi angka faktor Hausner makin buruk sifat aliran