Wetting. 1. Definisi Wetting Wetting adalah istilah keren dari pembasahan. Wetting atau pembasahan dibedakan menjadi dua yaitu wetting yang bekerja berdasarkan sudut kontak antara cairan dengan padatan yakni 0 atau mendekati 0 dimana cairan dapat menyebar dengan mudah diatas padatan dan wetting yang bekerja berdasarkan fenomena kapilaritas. kapilaritas. Selain wetting ada juga istilah non wetting. Kalau wetting sudut kontak antara cairan dengan padatan mendekati 0 sedangkan non wetting sudut kontak lebih dari 90 o sehingga cairan menggelembung keatas dan dapat terlepas dari permukaan dengan mudah.
2. WETTING AGENT Wetting Agent adalah salah satu jenis bahan tambahan yang berfungsi sebagai zat pendispersi. Pelarut : (dapat sebagai wetting agent alcohol), gliserin, propilen glikol, polietilen glikol. Penggunaan surfaktan sebagai wetting agent samapi dengan 0.1%. Surfaktan : Anionik : Sodium Sodium Lauryl Sulphate Sulphate (SLS), dioctyl sodium sulphosuccinate sulphosuccinate (docusate (docusate sodium). Non ionic : polysorbate (Tween), (Tween), sorbitan ester (span) Oral : polysorbate (Tween), (Tween), sorbitan ester (span) Topikal : Sodium Lauryl Sulphate (SLS), dioctyl sodium sulphosuccinate sulphosuccinate (docusate sodium). Kerugian surfaktan : busa, system deflokulasi.
3. Landasan Teori Wetting : Tahap kritis pembuatan sediaan suspensi adalah pencampuran partikel padat kedalam pembawa yaitu pembasaahn pertikel padat untuk mendapakan disperse yang stabil. Pembasahan (wetting partikel padat) adalah pengusiran udara pada permukaan partikel oleh cairan. Proses pembasahan melibatkan
surface dan interfaces.
Umumnya serbuk yang bersifat sedikit hidrofobik tidak menimbulkan banyak masalah dan mudah dibasahi. Sedangkan serbuk yang sangat hidrofobik daapt mengambang di permukaan pembawa air karena besarnya energy interfarsial antara serbuk dan pembawa. Spreading wetting : cairan yang kontak dengan substrat atau zat padat menyebar dan menggantikan udaar di permukaan substrat /zat padat. Bila cairan menggantikan kedudukan seluruh udara dari permukaan, maka dikatakan cairan membasahi permukaan dengan sempurna. Pada proses pembasaahn terjadi : a. Penurunan tegangan permukaan cairan b. Penurunan tegangan interfasial cairan/ zat padat
Modifikasi pembasahan dengan surfaktan Penambahan surfaktan ke dalam air akan menurunkan tegangan permukaan air dan tegangan interfasial air atau zat padat sehingga menghasilkan nilai koefisien penyebaran yang positif. Bila zat padat porus atau surfaktan teradsorpsi pada interface zat padat atau cairan maka akan terjadi penurunan wetting. Untuk mempercepat pemilihan surfaktan : Hidrofil-lipofil-balance (HLB) system : a. Surfaktan dengan HLB rendah lebih larut dalam minyak b. Surfaktan dengan HLB tinggi lebih larut dalam air Surfaktan yang menurunkan tegangan permukaan air dibawah 30 dyne/cm2 disebut dengan pembasahan spontan. Untuk wetting agent, surfaktan yang sesuai adalah dengan HLB 7-9. Perhatian pada pemilihan surfaktan : a. Compatible b. Should be used in minimum amount necessary c. Excessive amount may lead to foaming, solubilization, unpleasant taste and odor. Hidrofilik koloid sebagai pembasah Acasia, bentonite, tragacanth, alginate, turunan selulosa : protective koloid, membungkus partikel padat hidrofobik dengan cara lapisan multimolekuler. Kerugian : Sisitem deflokulasi terutama pada konsentrasi rendah.
4. Mekanisme secara fisika dan kimia. Wetting agent atau material surfaktan terdiri dari molekul polar dan non polar. Molekul polar pada umumnya terdiri dari hidrokarbon yang terdapat di alam dan silikon. Biasanya molekul polar bersifat aromatik dan alifatik. Sedangkan molekul non polar kebanyakan terdiri dari gugus fungsional pada kimia organik yang berikatan dengan oksigen.
Pada umumnya proses wetting dilakukan dengan penambahan surfaktan. Surfaktan adalah zat yang dapat mengaktifkan permukaan, karena cenderung untuk terkonsentras i pada permukaan (antar muka), atau zat yang dapat menaik dan menurunkan tegangan permukaan. Tegangan permukaan adalah gaya dalam dyne yang bekerja pada permukaan sepanjang 1 cm dan dinyatakan dalam dyne/cm, atau energi yang diperlukan untuk memperbesar permukaan atau antarmuka sebesar 1 cm2 dan dinyatakan dalam erg/cm2. Surface tension umumnya terjadi antara gas dan cairan sedangkan Interface tension umumnya terjadi antara cairan dan cairan lainnya atau kadang antara padat dan zat lainnya (namun hal ini belum diteliti). Pada fase cair surfaktan akan mengabsorpsi dalam fase cair-padat dan cair-gas dengan mengecilkan tegangan permukaan. Surfaktan merupakan suatu senyawa aktif penurun tegangan permukaan yang dapat diproduksi melalui sintesis kimiawi maupun biokimiawi. Karakteristik utama surfaktan adalah memiliki gugus polar dan non polar pada molekul yang sama. Sifat aktif permukaan yang dimiliki surfaktan diantaranya mampu menurunlcan tegangan permukaan, tegangan antarmuka dan meningkatkan kestabilan sistem emulsi. Hal ini membuat surfaktan banyak digunakan dalam berbagai industri, seperti industri sabun, deterjen, produk kosmetika dan produk perawatan diri, farmasi, pangan, cat dan pelapis, kertas, tekstil, pertambangan dan industri perminyakan untuk Enhanced Oil Recovery (EOR). Potensi Indonesia menjadi produsen surfaktan yang menggunakan bahan baku minyak kelapa sawit sangat besar mengingat Indonesia sebagai produsen minyak sawit terbesar kedua di dunia. Jenis surfaktan anionik yang banyak digunakan saat ini untuk Enhanced Oil Recovery (EOR) adalah surfaktan yang berbasis petroleum. Kelemahan surfaktan berbasis petroleum adalah menggunakan bahan baku yang tidak dapat diperbaharui, tidak tahan pada kesadahan yang tinggi dan sulit didegradasi. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah dengan memproduksi surfaktan metil ester sulfonat (MES) yang dibuat dari bahan nabati yaitu metil ester metil ester dari crude palm oil (CPO) dan jarak pagan Surfaktan MES dihasilkan melalui proses sulfonasi metil ester dengan agen pensulfonasi, seperti NaHSO3 . Keunggulan yang dimiliki surfaktan MES dibandingkan surfaktan berbasis petroleum yaitu bersi fat terbarukan, lebih ramah lingkungan, secara alami mudah didegradasi dan memiliki sifat deterjensi yang baik walaupun digunakan pada air dengan tingkat kesadahan yang cukup tinggi. Suhu reaksi, lama reaksi dan rasio mol merupakan faktor penting yang harus dipertimbangkan dalam proses pembuatan MES. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kondisi yang optimum dari suhu reaksi, lama reaksi dan rasio mol untuk memproduksi MES serta memperoleh karakteristik produk yang dihasilkan. Parameter yang diukur adalah nilai tegangan antarmuka (Interfacial Tension), tegangan permukaan (surface tension), stabilitas emulsi, bilangan iod, bilangan asam, bilangan peroksida dan absorbansi sulfonat. Proses optimasi menggunakan metode permukaan respon dan rancangan komposit terpusat dengan tiga faktor. Hasil analisis permukaan respon menunjukkan bahwa kondisi kombinasi perlakuan optimum pada proses produksi MES dari metil ester CPO, kondisi optimum terjadi pada rasio mol
1:1,5, lama reaksi 4,5 jam dan suhu reaksi 108,9°C. Validasi kondisi proses optimum menghasilkan nilai IFT 0,35 dyne/cm dan tegangan permukaan 33,1 dyne/cm, emulsion stability of 79,5%, acid value of 13,32 mg KOH/g sample, iodine value of 41,12 g iodine/100 sample, peroxide value of 7,6 mmole / 1000 gram, sulfonates absorbance of 0,76. Pada sedangkan pada metil ester dari jarak pagan pada kondisi optimum yang terjadi pada suhu 100 °C, lama reaksi 4,5 jam, konsentrasi metanol 25% dan suhu pemumian 50 °C menghasilkan IFT 0,025 dyne/cm dan tegangan permukaan 26,5 dyne/cm, emulsion stability of 79,5%, acid value of 0,7 mg KOH/g sample, iodine value of 97,1 g iodine/100 sample, peroxide value of 3,5 mmole / 1000 gram, sulfonates absorbance of 0,76.or. Berbagai definisi surfaktan diatas pada dasarnya adalah sama yaitu dapat menurunkan tegangan permukaan. Mengapa dikatakan dapat menurunkan tegangan permukaan? Permukaan cairan dalam suatu wadah akan terjadi tarik menarik antara : air – air – > gaya kohesi arah ke bawah, air – gelas – > gaya adesi, di tengah, diabaikan dan air – udara – > gaya adesi arah ke atas. Kohesi air – air lebih besar daripada adesi air – udara, sehingga permukaan cairan cekung. Untuk mengimbangi gaya tersebut timbullah tegangan permukaan. Bila ditambahkan surfaktan, maka : kohesi antara gugus polar / hydrophil surfaktan dengan air (K p s – air) – > arah ke bawah, dan adesi antara gugus non polar / lipophyl surfaktan dengan udara (A non p s – udara) – > arah ke atas. Ternyata A non p s – udara lebih besar daripada K p s – air, sehingga surfaktan dikatakan dapat menurunkan tegangan permukaan. Selain itu, surfaktan sebagai anti busa. Busa harus dicegah dalam sediaan farmasi terutama emulsi karena dalam industri secara pabrikasi, pengisian botol melalui mesin. Pada mesin pengisi ada ukuran tinggi cairan dalam botol sebagai alat kontrol. Busa / sabun / detergen akan terjadi misel : sabun, air dan udara. Jika sabun dalam jumlah sedikit, berfungsi sebagai pembasah tapi jika sabun dalam jumlah berlebih akan terjadi busa. Pecahnya lapisan film dapat dipercepat dengan penambahan surfaktan. Aplikasi Hidrophyl Lipophyl Balance (HLB) surfaktan dalam pengobatan dipakai untuk melarutkan Cholesterol, Trigliserida dan Asam Urat di dalam darah pada tubuh manusia. Trigliserida sebagai gugus non polar, kadar normal dalam darah adalah kurang dari 150 mg/dl. Cholesterol berasal dari karbohidrat yang telah disintesa oleh tubuh dan protein, kadar normal dalam darah adalah kurang dari 200 mg/dl. Asam urat kadar normal dalam darah adalah kurang dari 7 mg/dl. Harga normal tersebut diatas tidak mengikat tergantung kit insert / reagent yang dipakai.
5. JENIS-JENIS ZAT PEMBASAH 1. Propylene Glycol
a. Propylene Glycole Monomethyl Ether Nama lain : (1-Methoxy-2-propanol; 1-methoxypropanol; Propapsol solvent M) Sifat Fisika dan Kimia Propylene Glycol Deskripsi : Cairan tak berwarna Rumus Molekul : C 4H10O2 Berat Molekul : 90.14 Density : 0.962 g/cm3 @ 20°C Titik Didih : 118-118.5°C Titk Leleh : -96.7°C Tekanan Uap : 11.8 torr @ 25°C Kelarutan : Larut dalam Air, methanol, eter dan yang lainnya. Faktor konversi : 1 ppm = 3.69 mg/m3 at 25°C Penggunaan dan Sumber Utama Propylene glycol monomethyl ether (PGME) digunakan sebagai pelarut untuk selulosa, akrilik, zat warna, tinta dan lainnya. Tetapi penggunaan utama PGME adalah pada industry Vernis dan Cat. b. Propilen Glikol Propilen glikol adalah propana-1,2-diol dengan rumus molekul C 3H8O2 dan berat molekul 76,10. Struktur kimia propilen glikol : CH3 – CH (OH) – CH2OH Propilen glikol berupa cairan kental, jernih, tidak berwarna, tidak berbau, rasa agak manis, dan higroskopik. Propilen glikol dapat campur dengan air, dengan etanol (95%) P dan dengan kloroform P, larut dalam 6 bagian eter P, tidak dapat campur dengan eter minyak tanah P dan dengan minyak lemak. Propilen glikol dapat berfungsi sebagai pengawet, antimikroba, disinfektan, humektan, solven, stabiliz er untuk vitamin dan kosolven yang dapat bercampur dengan air. Sebagai pelarut atau kosolven, propilen glikol digunakan dalam konsentrasi 10-30% larutan aerosol, 10-25% larutan oral, 10-60% larutan parenteral dan 080% larutan topikal. Propilen glikol digunakan secara luas dalam formulasi sediaan farmasi, industri makanan maupun kosmetik, dan dapat dikatakan relatif non toksik. Dalam formulasi atau teknologi farmasi, propilen glikol secara luas digunakan sebagai pelarut, pengekstrak dan pengawet makanan dalam berbagai sediaan farmasi parenteral dan non parenteral. Propilen glikol merupakan pelarut yang baik dan dapat melarutkan berbagai
macam senyawa, seperti kortikosteroid, fenol, obat-obat sulfa, barbiturat, vitamin (A dan D), kebanyakan alkaloid dan berbagai anastetik local.
2. Tween 60
Polisorbat 60 adalah hasil kondensasi stearat dari sorbitol dan anhidranya dengan etilenoksiada,merupakan ester oleat dari sorbitol dan anhidrida yang berkopolimerisasi dengan lebih kurang 20 molekul etilena oksida untuk tiap molekul sorbitol dan anhidrida sorbitol. Polyoxyethylene 60 sorbitan monoleat atau lebih dikenal sebagai Tween 60 merupakan cairan kental, buram, kuning, bau agak harum atau bau minyak. Pada suhu lebih dari 24 derajat menjadi cairan jernih seperti minyak. Kelarutan : larut dalam air, minyak biji kapas, praktis tidak larut dalam minyak mineral, dapat campur dalam dengan aseton P dan dengan dioksan P. Bobot per milliliter kurang lebih 1,10 gram, bilangan asam tidak lebih dari 2,0. Tween 80 dapat digunakan sebagai zat pengemulsi, surfaktan nonionik, zat penambah kelarutan, zat pembasah, zat pendispersi atau pensuspensi dengan harga CMC adalah 0,0014. Tween 60 telah digunakan secara luas dalam bidang kosmetik, produk makanan, dan sediaan farmasetika baik dalam penggunaan secara peroral, parenteral maupun topikal dan tergolong zat yang nontoksik dan iritan. Menurut WHO, pemakaian perhari untuk Tween maksimal 25 mg/kg BB.
3. Gliserin
Gliserin adalah senyawa organic yang disebut juga Gliserol. Tidak berwarna, tidak berbau yang banyak digunakan secara luas dalam bidang farmasi. Gliserin bersifat hidrofilik, digunakan pada produk agar produk cukup kering dan sebagai emollient. Gliserin merupakan humektan yang biasa dipakai untuk kosmetik (hand and body lotion, cream pelembab dll), untuk bahan dasar pembuatan sabun dan juga merupakan bahan utama untuk pasta gigi. Fungsinya adalah untuk mengikat air/pelembab sehingga cream selalu basah dan tidak cepat mengering di udara bebas.
Rumus Molekul : IUPAC name : propan-1,2,3-triol Other names : propane-1,2,3-triol, 1,2,3-propantriol, 1,2,3-trihydroxypropane, glyceritol, glycyl alcohol.
Sifat Fisika dan Kimia : Rumus molekul : C 3H5(OH)3 Berat Molekul : 92.09382 g/mol Penampakan : Jernih, tidak berwarna, cairan, higroskopis Bau : Tidak Berbau Density : 1.261 g/cm³ Titik Leleh : 17.8 °C (64.2°F) Titik Didih : 290 °C (554°F) Index Refraktif : 1.4746
GAMBAR WETTING AGENT
