Download - Drying Reologi Compaction
T A B L E T( OPERASI PRELIMINER )
1PRAM-13
PENGERINGAN (DRYING)
2
TUJUAN PENGERINGAN :
• Menghilangkan zat volatil dari senyawa yang non volatil.
Volatil air
Non Volatil serbuk ; granul ; talet.
• Air yang tergabung dalam solid bisa berbentuk air kristal
CuSO4.H2O
Dimana air terikat secara erat dengan molekul sehingga sukar
dipisahkan. Untuk memisahkannya harus dengan merusak molekul
tersebut.
Air Absorbsi : air yang terabsorbsi oleh permukaan solid.
Air Bebas : air yang berada diluar solid dan berada diruang
interpartikel dan tidak menempel.PRAM-13
PENGERINGAN (DRYING)
3
TUJUAN PENGERINGAN :
Pengeringan adalah menghilangkan /
mengurangi jumlah air dari solid kecuali
air kristal.
PRAM-13
PENGERINGAN (DRYING)
4
PROSES PENGERINGAN DALAM FARMASI :
1. Pengeringan bahan baku : Biasa dilakukan pada pembuatan obat
tradisional.
2. Pada proses pencampuran bahan baku.
3. Pada proses granulasi.
4. Pada pembuatan tablet salut gula dan salut film.
5. Pembuatan preparat farmasi.
Saccarum Lactis yang dikeringkan ( Saccharum Lactis Spray
Dried)
Pembuatan Extrak Nabati.
PRAM-13
5
MANFAAT PENGERINGAN :
• MELINDUNGI OBAT DARI PENGARUH DEGRADASI
• MELINDUNGI OBAT DARI PENGARUH MIKRO –ORGANISME
• MEMPERBAIKI SIFAT ALIR
• MEMUDAHKAN PROSES PENGECILAN PARTIKEL
• MENINGKATKAN STABILITAS PRODUK YANG DIKEMAS
PRAM-13
6
MEKANISME PENGERINGAN
1. SINGLE PARTICULATE SYSTEM
- TRANSFER PANAS
- DIFUSI AIR DARI DALAM KE PERMUKAAN
- EVAPORASI AIR DARI PERMUKAAN SOLID
2. MULTI PARTICULATES SYSTEM
- TRANSFER PANAS
- DIFUSI AIR DARI DALAM KE PERMUKAAN
- MIGRASI AIR DARI SATU PARTIKEL KE PARTIKEL LAIN
- EVAPORASI AIR DARI PERMUKAAN SOLID
PRAM-13
7
A
B
CKeterangan :• A : TRANSFER PANAS
• B : DIFFUSI AIR DI DALAM
SOLID
• C : EVAPORASI AIR DARI
PERMUKAAN SOLID
PENGERINGAN MENCAKUP :
1. TRANSFER PANAS A
2. TRANSFER MASSA B dan CPRAM-13
8
HAL – HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENGERINGAN
FARMASI :
1. Kapasitas pembawa uap air.
Kelembaban Absolut = KA = Berat uap air .
Berat udara kering
Kelembaban Relatif = Perbandingan tekanan partial uap air di
udara dengan tekanan uap air bebas pada temperatur yang
sama.
PRAM-13
9
HAL – HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENGERINGAN
PRAM-13
10
HAL – HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENGERINGAN
:
PRAM-13
KETERANGAN GRAFIK : Garis F C A
Titik C menunjukkan terjadinya kejenuhan uap air pada td ( titik embun =
dew point)
Kalau td diturunkan t1 maka titik F titik kondensasi
Pada titik C tidak mungkin dilakukan pada titik td maka to harus
dinaikkan.
tw wet bulk temperatur : adalah temperatur yang menunjukan adanya
keseimbangan antara V transfer panas dipermukaan serbuk dengan V hilangnya
panas karena kecepatan penguapan.
tw dapat diukur dengan memasukkan termometer kedalam granul basah.
Garis DA Constant wet bulk temperature line . Garis ini berguna untuk
menentukan RH
11
HAL – HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENGERINGAN
PRAM-13
2. LOD dan MC
LOD = Lost On Drying menunjukkan kandungan kelembaban
yang hilang karena pengeringan - dinyatakan dalam %
LOD dapat diukur dengan berat air dalam sample dibagi berat
sampel basah x 100%
M C = Moisture Content = Berat Air Dalam sample .
Berat Sample setelah kering
Hubungan MC dan LOD :
% LOD
MC = _______________
100 - % LOD
% LOD
% MC = _______________ X 100 %
100 - % LOD
12
HAL – HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN DALAM PENGERINGAN
PRAM-13
Hubungan MC dan LOD :
% LOD % M C
5 5.3
10 11.1
40 66.7
60 150
80 400
LOD 0 - 100
MC 0 - TAK TERHINGGA
13
Kelakuan solid pada saat drying :
PRAM-13
V
14PRAM-13
I. Periode Initial
II. Periode kecepatan konstan titik kelembaban kritik
III. Periode penurunan kecepatan pertama
IV. Periode penurunan kecepatan kedua
V. Periode akhir ( final periode )
A. Titik mula – muka
B. Titik akhir periode initial
C. Critical moisture konstan titik kelembaban kritik
D. Second critical pont titik kritik kedua
E. Awal titik konstan
Kelakuan solid pada saat drying :
15PRAM-13
I. Periode Initial
a. Terjadi kenaikan temperatur solid karena adanya panas
yg diserap.
b. Pada waktu yang sama ada uap yg keluar sehingga
cenderung mendinginkan temperatur.
c. Pada akhir periode ada keseimbangan antara
kecepatan pemanasan dan pendinginan.
II. Periode kecepatan konstan
a. Temperatur solid konstan, tidak mengalami
pemanasan dan pendinginan.
b. Lapisan film yang ada dipermukaan yang hilang
karena penguapan akan diganti dengan air yang
berdifusi dari dalam solid dengan kecepatan yang
sama dengan kecepatan penguapan
Kelakuan solid pada saat drying :
16PRAM-13
Apabila dilihat dari pengurangan kandungan air sebagai
fungsi waktu maka grafik berubah menjadi :
Kelakuan solid pada saat drying :
17PRAM-13
Apabila dilihat dari pengurangan kandungan air sebagai fungsi
waktu maka grafik berubah menjadi :
Pada titik C penggantian uap air yang berdifusi hanya
sebentar , maka tampak noda-noda kering pada permukaan
solid.
Kelakuan solid pada saat drying :
18PRAM-13
Kelakuan solid pada saat pengeringan ( drying behavior ) ada dua
type :
1. Type granular / kristal. : Bila solid membentuk kristal, maka air
dg permukaan mudah menguap dan membentuk celah - celah
intertisial. Biasanya berupa zat organik , air mudah menguap
karena gaya gravitasi. Kurva pengeringan pada periode II
panjang dan periode III pendek.
2. Type amorf : air berada dalam struktur molokul dan agak
sulit dikeringkan. Air sukar menguap karena hambatan struktur
kristal, pengeringan Periode II pendek, Periode IIIpendek dan
Periode IV panjang.
Untuk tipe ini proses pengeringan sebaiknya pada temperatur
rendah, P dikurangi dari aliran udara .
Kelakuan solid pada saat drying :
19PRAM-13
Alat – alat yang dipakai untuk pengeringan ada
beberapa :
1. Metode pengaliran udara panas ( Oven , Fluid bed dryer )
2. Pengeringan dengan sinar infra merah
3. Gelombang frekuensi tinggi
4. Pengurangan tekanan ( vakum )
5. Penambahan zat pengering
6. Pengeringan dengan selinder
PRAM-13 20
Dry Heat Oven
PRAM-13 21
Dry Heat Oven
PRAM-13 22
Fluid Bed Dryer
PRAM-13 23
Fluid Bed Dryer
T A B L E T( OPERASI PRELIMINER )
24PRAM-13
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
25PRAM-13
Pada pembuatan sediaan padat sifat alir serbuk memegang peranan
penting.
Pada pembuatan tablet : berat tablet dipengaruhi oleh berat serbuk didalamruang kompresi .
Jika sifat alir serbuk jelek maka berat tablet akan bervariasi (tidak konstan ).
Tetapi jika sifat alir serbuk baik maka volume pengisian akan konstan, bobottablet akan konstan dan kadar zat aktif akan konstan pula.
Pada pengisian cangkang capsul akan berpengaruh pada volume pengisian dankadar zat aktif.
Serbuk terdiri dari partikel , dalam kesatuannya , partikel cenderung untukbergerak sesuai gaya beratnya, tetapi kemampuannya untuk bergerak akandihambat oleh gaya gesek interpartikel dan gaya gesek antar partikel denganwadahnya.
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
26PRAM-13
FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT ALIR SERBUK :
1. KERAPATAN JENIS : Untuk partikel yang mempunyai bentuk tertentu,
kecepatan alir serbuk meningkat dengan naiknya rapat jenis partikel.
2. POROSITAS / JARAK ANTAR PARTIKEL : Apabila kohesi antar
partikel diabaikan , maka aliran serbuk akan dipermudah dengan makin
besarnya porositas.
3. BENTUK PARTIKEL ; Serbuk dengan porositas yang berbentuk jarum
akan lebih sukar mengalir jika dibandingkan dengan yang berbentuk
bulat, sebab partikel yang berbentuk bulat gaya geseknya lebih kecil.
4. UKURAN PARTIKEL : Pada makin umumnya besar ukuran partikel
serbuk, makin mudah mengalir. Diameter dimana partikel serbuk
mempunyai kecepatan alir maximum disebut diameter optimum.
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
27PRAM-13
FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI SIFAT ALIR SERBUK :
5. KELEMBABAN RELATIF (rh) : Kecepatan alir serbuk dipengaruhi oleh
daya adisi antar partikel yang berbanding langsung dengan V rh %.
6. ELEKTROSTATIKA : Gerakan antar partikel atau antar partikel dengan
wadah memungkinkan perpindahan elektron sehingga menimbulkan
gaya elektrostatika dan serbuk akan sukar mengalir.
7. KEADAAN PERMUKAAN : Dalam permukaan yang licin akan lebih
mudah mengalir dari pada permukaan kasar.
8. KONDISI PERCOBAAN : Hasil pengamatan kecapatan alir serbuk akan
bervariasi, tergantung dari alat yang dipergunakan.
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
28PRAM-13
UNTUK MENGETAHUI SIFAT ALIR SERBUK ADA 2 CARA :
1. Pengukuran langsung / direct.
Dipakai metode timbang. Kita timbang sejumlah serbuk ( 100 gr
), masukkan dalam corong, biarkan mengalir sampai habis. Catat
waktu yg diperlukan misal 10” maka : V= 10 det/100 gr = 1/10
det/gr.
2. Pengukuran tidak langsung / indirect.
Dengan mengukur sudut diam dan dengan pengenapan.
Caranya :
Serbuk dimasukkan dalam corong yang diberi tutup pada bagian
dalam. Tutup dalam dibuka dan serbuk dibiarkan mengalir habis,
akan terbentuk segitiga yang mempunyai tinggi dan jari-jari. Maka
tg£ = h/r
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
29PRAM-13
£
Misal : tg £= 30 o
•Dikatakan serbuk tersebut free
following ( mengalir baik ) jika £ <
40o
• Bila > 50o akan menimbulkan
kesulitan pada proses pembuatan
sediaan.
Pengukuran sudut diam
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
30PRAM-13
Metode Pengetapan :
Metode pengenapan dilakukan dengan mengamati pengurangan volume
serbuk akibat pengetapan. Alat yang digunakan ialah VOLUMENOMETER,
terdiri dari gelas ukur yang diletakkan pada suatu alat yang dapat bergerak
naik-turun secara mekanis, dengan bantuan motor penggerak.
Sebuk dengan volume tertentu dimasukkan dengan hati-hati kedalam gelas
ukur lalu diletakkan diatas alat , kemudian motor dijalankan.
Gelas ukur akan bergerak keatas dan kebawah dengan keepatan tertentu .
Pemgurangan volume serbuk akibat pengetapan dicatat.
Hasil yang diperoleh dinyatakan dengan harga Tap = T % :
T (%) = Vo Vt x 100%
Vo
Dimana : Vo =Volume serbuk mula mula
Vt = Volume serbuk setelah pengetapan
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
31PRAM-13
Metode Pengetapan :
Pengamatan sifat alir serbuk sangat penting dalam fabrikasi sediaan padat, terutamapada pembuatan tablet dengan metode cetak langsung.
Dalam keadaan diam, partikel akan tetap dalam kesatuannya dengan membentukporositas granul.
Modifikasi porositas dengan memberikan perlakuan getaran akan merubahkedudukan partikel dengan menimbulkan aliran yang baru.
Hal ini disebabkan gaya tarik antar partikel jauh lebih kecil dari gaya gravitasinya, sehungga dengan memberikan sedikit pengaruh (getaran) selama pengamatan sudutdiam suatu zat, dapat memperoleh hasil yang berlainan sama sekali.
Oleh karena itu sangat penting didalam menjaga kondisi penelitian selamapengamatan, seperti : getaran, kondisi alat, jumlah zat yang diteliti dan lain-lainnya.
Pada umumnya serbuk dikatakan “ free – flowing “ apabila sudut diam lebih besar dari10o , sedangkan jika sudut diam lebih besar dari 50o akan menimbulkan kesulitanpada pencetakan tablet dan pengisian kapsul.
REOLOGI / SIFAT ALIR SERBUK
32PRAM-13
Metode Pengetapan :
•Beberapa peneliti yang mencoba membuat urutan klasifikasi eksipien untuk
kompresi direct menurut sifat alirnya , seperti dalam tabel berikut.
Nama Produk Harga Tap Sifat Alir
1 Celutap 11 Sangat bagus
2 Encompress 15 Sangat bagus
3 Dextrose 15 Sangat bagus
4 Kollidon K25 BASF 17 Baik
5 Star – X 1500 19 Cukup baik
6 Lactose monohidrat 19 Cukup baik
7 P V R 22 Jelek
8 Primojel 24 Jelek
9 Amilum jagung 26 - 27 Jelek
10 Talk 41 Sangat jelek
T A B L E T( OPERASI PRELIMINER )
33PRAM-13
COMPACTION / PENGOMPAKAN
34PRAM-13
Tablet dibuat dengan mengempa sejumlah serbuk atau granul pada
tekanan tertentu sehingga didapatkan masa yang kompak, dalam arti :
- bentuknya bagus
- cukup keras
- tidak rapuh
Untuk itu diperlukan kohesifitas yang baik antar partikel granul
dengan menambahkan bahan pengikat.
Perlekatan antar partikel granul dapat terjadi melalui :
1. Terbentuknya jembatan padat :
Jembatan padat terjadi akibat :
a. Adanya zat pengikat, setelah air menguap yang ada hanya zat
pengikat pada permukaan zat padat.
b. Adanya fusi partikel, pada saat ditekan maka PEG akan meleleh
ketika tekanan dilepas akan mendekatkan partikel yang satu
dengan yang lain
.
COMPACTION / PENGOMPAKAN
35PRAM-13
2. Terbentuknya jembatan air.
Karena pengaruh tekanan kapiler dan tegangan muka, secara
skematis bentuk masa granul dapat digambarkan sbb:
•PENDULAR : adanya cairan intergranular menyebabkan adhesi antar
partikel.
•KAPILAR : apabila celah berisi air lebih banyak dan meluas pada
sisi pori, jembatan yang terbentuk lebih kuat , demikian pula adesi
antar partikel.
•FUNIKULAR : bentuk antara Pendular dan Kapilar.
•DROPLET : apabila cairan betul – betul menyeluruh.
COMPACTION / PENGOMPAKAN
36PRAM-13
2. Terbentuknya jembatan air.
3. Adanya gaya elektrostatis.
Karena adanya gaya Van Der Walls mempengaruhi kohesifitas
partikel
COMPACTION / PENGOMPAKAN
37PRAM-13
4. Deformasi plastis .
Adalah perubahan bentuk dari partikel akibat tekanan yang bersifat
irreversible.
Deformasi elastis reversible
Serbuk akan mengalami deformasi plastis atau elastis tergantung dari
sifat kimia / fisikanya . Tetapi secara umun akan mengalami
deformasi elastis walaupun kecil.
COMPACTION / PENGOMPAKAN
38PRAM-13
Dalam mesin tablet, serbuk akan ditekan oleh stempel atas
dengan tekanan kompresi FA dan selanjutnya akan diteruskan
ke seluruh serbuk , ke matris dan stempel bawah. Tekanan
yang diberikan stempel bawah FB < FA. Sementara Fd =
tekanan friksi antara serbuk dan didnding matrik. Maka
FA - FB = Fd
Untuk mengatur tekanan kompresi digunakan alat pengukur
“strain – gauge “ yang dipasang pada stempel atas dan
bawah.
Dalam bidang farmasi dimana granul masuk kedalam ruang
kompresi selalu tetap, maka dapat dikatakan tenaga yang
ditransmisikan sama dengan yang diberikan , maka :
Pa = Pb Exp. 4 T K
d
d = diameter matrik ; T = tinggi tablet ; K = konstanta.
COMPACTION / PENGOMPAKAN
39PRAM-13
Adanya tekan Pa , serbuk yang mula mula bergeronggong/porous
akan memadat , penurunan volume akibat tekanan disebut
dengan pemadatan dan dapat diungkapkan dalam persamaan :
Vr = C - K log Pa C & K =
Konstanta
Menurut TRAIN pengaruh tekanan terhadappenyusutan volume
dapat dilihat sebagai konsolidasi partikel. Dibagi 4 tahap dan
kalau digambarkan Voume relatif ( Vr) sebagai fungsi Fa diperoleh
skema sbb :
COMPACTION / PENGOMPAKAN
40PRAM-13
TAHAP I : Pengurangan volume disebabkan oleh
pergeseran partikel sedemikian rupa sehingga menjadi
tatanan yang rapat.
TAHAP II : Penambahan tekanan akan menimbulkan
terbentuknya saluran interpartikel.
TAHAP III : Apabila tekanan lebih kuat lagi, kontak antar
partikel lebih luas dan merata sampai pada sudut – sudutnya.
Kemungkinan terjadi partikel yang pecah ataupun deformasi.
TAHAP IV : Ikatan lebih kuat lagi dengan mekanisme
deformasi plastis dan terjadinya penurunan volume tablet.
Bentuk persamaan lain yang mengungkapkan penurunan
volume akibat tekanan : Vo - V = a.b. P
Vo 1 – b P
Dimana : Vo = vol mula-mula; V = vol pd tek P; a dan b =
konstanta
PRAM-13 41
PRAM-13 42
PRAM-13 43
PRAM-13 44
PRAM-13 45