RHEOLOGI Christina Christi na Avanti Avanti
Reference Sinko, P.J., 2011, Martin’s Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 6 th ed
Additional references
Aulton, M.E., Pharmaceutics, 2nd ed
Reference Sinko, P.J., 2011, Martin’s Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 6 th ed
Additional references
Aulton, M.E., Pharmaceutics, 2nd ed
RHEO : untuk mengalir
LOGOS
: ilmu
VISKOSITAS : Keengganan cairan untuk mengalir
DEFINISI RHEOLOGI
A. BERDASARKAN TIPE ALIRAN & DEFORMASI
• Sistem Newtonian • Sistem Non Newtonian plastik
pseudoplastik dilatan
KLASIFIKASI BAHAN
B. BERDASARKAN PENGARUHNYA TERHADAP LAMANYA PENGADUKAN
• Time Independent • Time Dependent
Thixotropi
Rheopeksi
KLASIFIKASI BAHAN
• cps (unit cgs) • 1 cp
= 0,01 poise
VISKOSITAS 1 POISE :
Gaya geser yang dibutuhkan untuk menghasilkan kecepatan 1 cm/detik antara 2 bidang paralel dari zat cair yang luasnya 1 cm 2 dan dipisahkan oleh jarak 1 cm
Satuan viskositas = poise
VISKOSITAS
F’ dr =
dynes x cm =
dv
dyne . sec =
cm2 x cm/sec
cm2
FLUIDITAS
Ф = 1/ ………………. (3) VISKOSITAS KINEMATIK =
/ (stokes)
Tabel 1 Viskositas Absolut beberapa cairan Newtonian pada 20C CAIRAN
VISKOSITAS
castor oil chloroform ethyl alcohol glycerin olive oil water
1000 0,563 1,19 400 100 1,0019
SISTEM NEWTONIAN Besarnya gaya geser ( shearing stress) sebanding dengan besarnya laju geser ( rate of shear ) dv
F’
= A
……………… (1)
dr
dimana = gaya per satuan luas (F) = koefisien viskositas = kecepatan geser (G)
F’/A
dv/dr
) G ( r e s e g u j a L
persamaan (1) biasa dituliskan F …………………… (2)
=
G
Gaya geser (F)
• perubahan shearing stress tidak mengubah viskositas • perubahan rate of shear tidak mengubah viskositas • gaya pengadukan tidak mempengaruhi viskositas = 1 2 1/1 = 1/2 1 2 =
Sifat Newtonian
SISTEM NON NEWTONIAN PLASTIK (F - f) U= G
) G ( r e s e g u j a L
f
f = yield value (dynes cm-2)
Gaya geser (F)
(gaya geser awal yang harus diberikan agar cairan dapat mengalir)
SISTEM NON NEWTONIAN PSEUDOPLASTIK F N ’ =
N>1 G
Sifat pseudoplastik : • laju geser diperbesar, viskositas makin kecil • kekuatan pengadukan diperbesar, viskositas makin kecil
) G ( r e s e g u j a L
Gaya geser (F)
SISTEM NON NEWTONIAN DILATAN F N ’ =
N<1 G
1 > 2 tg 1 > tg 2 1/1 > 1/2 1 < 2
) G ( r e s e g u j a L
Sifat dilatan : laju geser diperbesar, viskositas makin besar kekuatan pengadukan diperbesar, viskositas makin besar
Gaya geser (F)
DILATAN
FORMASI GEL DAN SOL
Tugas : Gambarkan kurva hubungan antara viskositas dengan laju geser pada sistem newtonian, plastik, pseudoplastik dan dilatan
BERDASARKAN PENGARUHNYA TERHADAP LAMANYA PENGADUKAN Time Independent • tidak mengubah viskositas • tidak dipengaruhi oleh lamanya pengadukan
Time Dependent • •
mengubah viskositas dipengaruhi oleh lamanya pengadukan
Thixotropi peningkatan waktu pengadukan mengakibatkan penurunan viskositas Rheopeksi peningkatan waktu pengadukan mengakibatkan peningkatan viskositas
• One Point Instruments • Bekerja pada laju geser tunggal • Hanya untuk cairan dengan sistem Newtonian • Multipoint Instruments • Bekerja pada laju geser berbagai laju geser • Dapat digunakan untuk sistem Newtonian maupun Non Newtonian
Penentuan Parameter Rheologi
Viskometer Kapiler : Ostwald viscometer Viskometer Falling Sphere : Hoeppler falling ball viscometer
One Point Instruments
Ostwald viscometer
Hoeppler Falling Ball viscometer
Viskometer Cup and Bob • Tipe Searle : Stormer viscometer Brookfield Rotoviscometer • Tipe Couette : MacMichael viscometer
Viskometer Cone and Plate • Brookfield Cone and Plate viscometer • Ferranti-Shirley Cone & Plate viscometer
Multipoint Instruments
Prinsip kerja: mengamati besarnya hambatan yang dialami oleh bob yang berputar di dalam cairan. Tipe: Bob yang berputar : Searle (Stormer, Rotovisco) Cup yang berputar: Couette (MacMichael viscometer
VISKOMETER CUP AND BOB
VISKOMETER FALLING BALL
ROTOVISKOMETER BROOKFIELD
VISKOMETER STORMER
Viscometer Stormer η = K v
w Newtonian
v U = Kv
w - w f
Plastic
v
Tugas: Jelaskan penjabaran rumus perhitungan viskositas menurut Stormer dengan menjabarkan dari rumus viskositas menurut Hukum Newton !
Brookfield Cone and Plate viscometer
Prinsip Kerja viskometer Cone and Plate : Mengamati besarnya hambatan yang dialami oleh cone yang berputar pada sampel yang terdapat di dalam plate η = C
T Newtonian
v
U = C
T - Tf
Plastic
v Ferranti-Shirley Cone & Plate Viscometer
Tugas: Suatu basis salep diukur viskositasnya menggunakan viscometer cone and plate (Brookfield) pada suhu 20 °C. Konstanta alat C = 6,277 cm-3 pada kecepatan cone v = 125 rpm. Pembacaan Torque 1287,0 dyne cm. Torque Tf pada axis shearing stress adalah 63,5 dyne cm. Berapakah Viskositas basis salep tersebut?
Viskoelastisitas Karakteristik bahan yang mempunyai karakteristik dan karakteristik elastik padatan.
viskositas cairan
Karakteristik cairan bisa ditentukanmenggunakan Hukum Newton, sedangkan padatan menggunakan Hukum Fisika dari Hooke, yaitu: E = F/γ
E = Modulus elastik (dyne cm-2) F = Gaya (Stress = dyne cm -2) γ = Tegangan (strain) Alat ukur: Maxcwell element, Voight element
Farmasi Cairan Pencampuran Reduksi Ukuran Partikel Perlewatan melalui lubang
Transfer cairan Stabilitas fisika sistem dispersi
Farmasi Semisolida Penyebaran dan perlekatan Pengeluaran dari wadah Kapasitas padatan Pelepasan bahan obat
Farmasi Padatan
Aliran serbuk ke dalam die atau kapsul
Kemudahan dikemas
Farmasi Proses
Kapasitas produksi
Efisiensi proses
