MIKROMERITIK

1

MIKROMERITIK

Dhadhang Wahyu Kurniawan

Laboratorium Farmasetika UnsoedTwitter: Dhadhang_WK

Facebook: Dhadhang Wahyu Kurniawan

6/19/2013

Mikromeritik dan Dispersi Kasar

▫ Partikel

▫ Bentuk partikel

▫ Ukuran partikel

6/19/2013

2

▫ Ukuran partikel

▫ Hal-hal yang terkait ukuran partikel dalam sediaan farmasi

▫ Metode penentuan ukuran partikel

▫ Pengukuran volume partikel

▫ Luas permukaan spefisik dan pengukurannya

▫ Parameter dan karakteristik serbuk.

Konsep MIKROMERITIK

• Ilmu dan teknologi tentang partikel kecil diberi nama “mikromeritik” oleh Dalla Valle.

• Dispersi koloid dicirikan oleh partikel yang sangat kecil untuk dilihat dengan mikroskop biasa

6/19/2013

3

biasa

• Partikel emulsi dan suspensi farmasetik serta fine dari serbuk (serbuk yang sangat halus) berada dalam kisaran mikroskop optis.

• Partikel yang mempunyai ukuran serbuk lebih kasar, granul tablet, dan garam berbentuk granular berada dalam kisaran ukuran ayakan.

6/19/2013

4

Konsep SISTEM TERDISPERSI• Sistem terdispersi terdiri dari bahan partikulat

yang dikenal sebagai fase terdispersi, yang terdistribusi di seluruh medium kontinu atau medium pendispersi.

• Bahan-bahan terdispersi dapat berkisar dari

6/19/2013

5

• Bahan-bahan terdispersi dapat berkisar dari partikel-partikel berdimensi atom dan molekul sampai partikel-partikel yang memiliki ukuran dalam satuan milimeter.

• Oleh karena itu, cara yang paling mudah untuk menggolongkan sistem terdispersi adalah berdasarkan diameter partikel rerata bahan terdispersi.

Konsep SISTEM TERDISPERSI

• Berdasarkan ukuran fase terdispersi, sistemterdispersi umumnya digolongkan dalam tigatipe, yaitu:

1. Dispersi molekuler

6/19/2013

6

1. Dispersi molekuler

2. Dispersi koloid

3. Dispersi kasar.

• Batasan ukuran agak sembarang, tidak adaperalihan yang jelas antara dispersi molekulerdan dispersi koloid atau antara dispersi koloiddan dispersi kasar.

PARTIKEL

1. Bentuk dan luas permukaan partikel

6/19/2013

7

Hal yang penting dalam suatu kumpulan

partikel/sampel polidispers:

1. Bentuk dan luas permukaan partikel

2. Kisaran/persentase bentuk dan luas permukaan partikel

6/19/2013

8

Bentuk Partikel

6/19/2013

9

Jika semua partikel berbentuk bola------------?

6

.3

dvolume π=

UKURAN PARTIKEL

Ukuran Partikel Contoh

(milimeter)

0,0005 - 0,010 Suspensi, emulsi halus

0,010 - 0,050 Emulsi kasar, suspensi terflokulasi

6/19/2013

10

0,010 - 0,050 Emulsi kasar, suspensi terflokulasi

0,050 - 0,100 Serbuk halus

0,100 - 1,000 Serbuk kasar

1, 000 - 3,360 Ukuran granul rata-rata

Hal-hal yang dipengaruhi oleh ukuran

partikel

• Mempengaruhi pelepasan obat

• Mempengaruhi stabilitas sediaan cair

6/19/2013

11

• Mempengaruhi stabilitas sediaan cair

• Mempengaruhi proses pembuatan sediaan padat

Jumlah Partikel per satuan berat (N)

ρπ .3

6N =

6/19/2013

12

• Keterangan:

• N = jumlah partikelper gram

ρπ .3

.dN = per gram

• d = diameter jumlah volume rerata

• Ρ = densitas

METODE PENENTUAN UKURAN

PARTIKEL• Mikroskopi

• Pengayakan

• Sedimentasi (pengendapan)

6/19/2013

13

• Sedimentasi (pengendapan)

Pengamatan Ukuran Partikel dengan Mikroskop

6/19/20136/19/2013 1414

DISTRIBUSI UKURAN PARTIKEL

Ukuran Nilai Tengah Jumlah Partikel Persen nd3 Persen

µm d n jml part. nd3

2,0 - 4,0 3,0 2 1,0 54 0,03

4,0 - 6,0 5,0 32 16,0 4000 2,31

6/19/2013

15

4,0 - 6,0 5,0 32 16,0 4000 2,31

6,0 - 8,0 7,0 64 32,0 21952 12,65

8,0 - 10,0 9,0 48 24,0 34992 20,16

10,0 - 12,0 11,0 30 15,0 39930 23,01

12,0 - 14,0 13,0 14 7,0 30758 17,72

14,0 - 16,0 15,0 6 3,0 20250 11,67

16,0 - 18,0 17,0 3 1,5 14739 8,49

18,0 - 20,0 19,0 1 0,5 6859 3,95

Ket. n = 200 partikel Σ nd3 = 173534

Plot ukuran partikel dan frekuensi

25

30

35

6/19/2013

16

0

5

10

15

20

3 5 7 9 11 13 15 17 19

Distribusi ukuran

Distribusi berat

PengayakanPengayakan

A B C

6/19/20136/19/2013 1717

Sedimentasi (pengendapan)Sedimentasi (pengendapan)

20

cm

Ukuran partikel dalam kisaran

ayakan dapat diperoleh

melalui sedimentasi gravitasi.

A

0

cm

10

6/19/20136/19/2013 1818

Skema Alat Andersen, untuk

menentukan ukuran partikel

dengan metode sedimentasi

gravitasi

Sedimentasi (pengendapan)Sedimentasi (pengendapan)

ηρρ

0

2)( −

== sgh

vdst

Berdasarkan Hukum Stokes

( )ρρη

η

0

0

0

18

18

−=

==

s

hdst

tv

9999999999..(1)

Sedimentasi (pengendapan)Sedimentasi (pengendapan)

η

η

ρρ

ρ

)(.Re

..Re

2

0

g

dv

d −

=

gs

d.)(

.Re18

00

2

3

ρρρη

−=

η

η ρρρ 18

)(

.

.Re 0

0

g

dv sd −

==9999999999..2

9999999999..3

Contoh soalContoh soal

Suatu bahan serbuk dengan kerapatan 2,7 Suatu bahan serbuk dengan kerapatan 2,7

disuspensikan dalam air pada 20disuspensikan dalam air pada 20°°C. C.

Berapakah ukuran partikel terbesar yang Berapakah ukuran partikel terbesar yang

akan mengendap tanpa menyebabkan akan mengendap tanpa menyebabkan akan mengendap tanpa menyebabkan akan mengendap tanpa menyebabkan

turbulensi? Viskositas air pada 20turbulensi? Viskositas air pada 20°°C C

adalah 0,01 poise atau g/cm.detik dan adalah 0,01 poise atau g/cm.detik dan

kerapatannya adalah 1,0.kerapatannya adalah 1,0.

gs

d.)(

.Re18

00

2

3

ρρρη

−=

.2,0.18 01,02

3=d

Penyelesaian

981.0,1).0,17,2(

.2,0.18 01,03

−=d

D = 6 x 10-3 cm

Pengukuran Volume PartikelPengukuran Volume Partikel

+

Larutan

elektrolit

Larutan

elektrolit

(-)

+elektrolit

dan partikel-

partikelRangkaian elektronika

6/19/20136/19/2013 2323

6/19/20136/19/2013 2424

LUAS PERMUKAAN SPESIFIK

• Luas permukaan per satuan volume (Sv)

partikel volume

partikelpermukaanluasSv =

6/19/2013

25

• Luas permukaan per satuan berat (Sw)

ρ

SvSw =

METODE PENENTUAN LUAS

PERMUKAAN PARTIKEL

• Metode Adsorpsi

PobVm

Pb

bVmPPoV

P

..

).1(

.

1

)(

−+=

−

6/19/2013

26

)( PPoV

P

−Sw = 4,45 x Vm

)( PPoV −

P/Po

Sw = 4,45 x Vm

P= tekanan yang diberikan,

Po = tekanan uap nitrogen,

Vm = volume gas nitrogen yang diadsorpsi,

V = volume gas nitrogen

PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK

1. Porositas

2. Kerapatan Partikel

3. Bulkiness

6/19/2013

27

3. Bulkiness

4. Sifat alir

5. Kompresi

PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK

1. Porositas (ε)

Vb

Vp– Vb =ε

6/19/2013

28

ε = porositas

Vb = volume bulk

Vp = volume partikel

Vb

PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK

2. Kerapatan Partikel

6/19/2013

29

a. Kerapatan serbuk = massa/V

b. Kerapatan granul = massa/Vg b. Kerapatan granul = massa/Vg

c. Kerapatan bulk = massa/Vb

V = volume partikel sebenarnya

Vg = V + pori-pori dalam partikel

Vb = V + pori-pori dalam partikel + ruang antarpartikel

PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK

3. Bulkiness

bulkkerapatan

1=Bulkiness

6/19/2013

30

bulkkerapatan =Bulkiness

Diperlukan dalam pemilihan ukuran kemasan sediaan serbuk

PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK

4. Sifat alir

6/19/2013

31

Ф Ф

Semakin besar sudut kontak maka sifat alir serbuk semakin turun

• Serbuk ruah analog dengan cairan non-Newton, yang menunjukkan aliran plastik dan kadang-kadang dilatansi, partikel dipengaruhi oleh gaya tarik menairik dalam beberapa tingkat.

6/19/2013

32

PARAMETER/KARAKTERISTIK

SERBUK…sifat alir

tarik menairik dalam beberapa tingkat.

• Serbuk dapat mengalir bebas atau kohesif (sticky).

• Menurut Neumann, faktor-faktor yang mempengaruhi sifat aliran serbuk diantaranya ukuran partikel, bentuk, porositas dan kerapatan, dan tekstur permukaan.

…sifat alir

• Metode untuk mengevaluasi sifat alir serbuk dan granul antara lain:

▫ rasio Hausner atau packed bulk density versus loose bulk density,

6/19/2013

33

loose bulk density,

▫ laju tamping,

▫ laju alir dan aliran bebas melalui suatu lubang,

▫ sudut diam “drained”.

• Rasio Hausner, mengalir bebas, dan sudut dian berhubungan satu dengan yang lain dan dapat diterapkan pada granulasi tablet kohesif secara bebas.

…sifat alir

• Untuk meningkatkan sifat alir, material yang dikenal dengan istilah glidan sering ditambahkan untuk serbuk granular.

6/19/2013

34

ditambahkan untuk serbuk granular.

• Contoh yang sering digunakan sebagai glidan adalah magnesium stearat, pati, dan talk.

PARAMETER/KARAKTERISTIK SERBUK

5. Kompresi

6/19/2013

35

Luas p

erm

ukaan

Gaya kompresi (pound/kg)

Luas p

erm

ukaan

…kompresi• Perilaku serbuk di bawah kompresi adalah

signifikan dalam pentabletan.

• Meskipun informasi dasar dapat diperoleh dari literatur pada metalurgi serbuk dan kompresi

6/19/2013

36

literatur pada metalurgi serbuk dan kompresi serbuk lpgam, tetapi tidak semua teori yang dikembangkan untuk perilaku logam diperlukan ketika diaplikasikan terhadap nonlogam.

• Kekuatan kompresi tablet bergantung pada sejumlah faktor, yang paling penting adalah gaya kompresi dan ukuran partikel.

Chapter Summary

• Pengetahuan dan kontrol ukuran/rentang ukuran partikel adalah penting dalam farmasi.

• Ukuran partikel terkait dengan siginifikansi terhadap sifat fisika, kimia, dan farmakologi obat.

6/19/2013

37

obat.

• Secara klinis, ukuran partikel obat dapat mempengaruhi pelepasannya dari sediaan yang diberikan secara oral, parenteral, rektal, dan topikal.

…chapter summary

• Keberhasilan formulasi suspensi, emulsi, dan tablet, dari aspek stabilitas fisik dan respon farmakologi juga bergantung pada ukuran

6/19/2013

38

farmakologi juga bergantung pada ukuran partikel produk.

• Dalam pembuatan tablet dan kapsul, kontrol ukuran partikel penting untuk mencapai sifat alir yang diinginkan dan pencampuran granul/serbuk.