MIKROMERITIK

S U S I N O V A R YAT I I N , S . S I . , M . S I .

S E L A S A , 8 O K T O B E R 2 0 1 9

PENDAHULUAN

Tujuan umum: mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan tentang

mikromeritik.

Tujuan khusus:

1. Mahasiswa mampu menentukan ukuran partikel dengan menggunakan

beberapa metode

2. Mahasiswa mampu menentukan kerapatan partikel dengan

menggunakan alat yang sesuai.

3. Mahasiswa mampu mengaplikasikan penentuan ukuran partikel dan

kerapatan partikel dalam pembuatan sediaan farmasi.

MIKROMERITIK

Ilmu dan teknologi yang berkaitan dengan partikel atau partikulat

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

PERAN MIKROMERITIK

Secara klinik ukuran partikel suatu obat dapat mempengaruhi pelepasan

zat aktif dari berbagai bentuk sediaan yang diberikan, baik secara oral,

parenteral maupun topikal

Di bidang pembuatan tablet dan kapsul, pengendalian ukuran partikel

sangat penting dan banyak membantu dalam mencapai sifat aliran yang

baik diperlukan dan pencampuran yang benar dari granul dan serbuk

Suatu formulasi yang baik, yaitu sediaan (obat jadi) berupa suspensi,

emulsi, maupun tablet dilihat dari segi kestabilannya secara fisik maupun

farmakologi (efek, khasiat obat) akan tergantung pada ukuran partikel

yang terdapat dalam obat jadi tersebut

PARTIKEL

Partikel merupakan fasa terdispersi dan dapat berupa padatan, misalnya

serbuk

Berdasarkan metode pengukurannya, ukuran serbuk digolongkan dalam

rentang ukuran sebagai berikut:

Rentang pengayakan (sive range): 45µ

Rentang bawah pengayakan (subsieve range): 1-50µ

Rentang submikron (submicron range): <1µ

HAL-HAL YANG DIPENGARUHI

OLEH UKURAN PARTIKEL

Mempengaruhi pelepasan obat

Mempengaruhi stabilitas sediaan cair

Mempengaruhi proses pembuatan sediaan padat

METODE PENENTUAN UKURAN

PARTIKEL

1. Metode

Ayakan

2. Metode

Mikroskopik Optik

3. Metode

Sedimentasi

4. Metode

Coulter Counter

METODE PENGAYAKAN

Metode pengayakan: metode yang sederhana dengan menggunakan alat/

mesin seperti ayakan, tetapi memiliki aturan kecepatan dan ukuran ayakan

(mesh) tertentu dan telah dikalibrasi. Metode ayakan ini hanya bisa untuk

bahan-bahan yang mempunyai ukuran minimal 44 mikrometer (ayakan

nomor 325).

Bahan yang akan diukur partikelnya ditaruh di atas ayakan dengan nomor

mesh rendah, kemudian dibawahnya ditempatkan ayakan dengan ayakan

bernomor mesh lebih tinggi.

Sejumlah zat yang akan diukur partikelnya ditimbang 50 gram dan

dimasukkan dalam ayakan yang telah disusun dengan urutan dari nomor

mesh yang besar di atas, kecil di bawah. Setelah partikel menerobos

ayakan barulah ditimbang masing-masing zat tersebut yang tertingggal di

atas ayakan.

* Perlu diingat bahwa ayakan bernomor mesh rendah

mempunyai ukuran lubang relatif besar dibanding ayakan

bernomor mesh tinggi. Atau dengan kata lain partikel yang

melalui ayakan dengan nomor mesh 100 ukuran partikel lebih

kecil dibandingkan dengan partikel yang melalui ayakan mesh

30 misalnyaMesh (>>)

ukuran lubang (<<)

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

PROSES PENGAYAKAN

1. Waktu atau lama pengayakan. Biasanya pengayakan dilakukan selama 5

menit. Pengayakan yang terlalu lama dapat membuat sampel jadi pecah

karena saling bertumbukan satu dengan yang lain, sehingga bisa lolos

melalui mesh selanjutnya. Jika kurang dari lima menit, biasanya proses

pengayakan akan kurang sempurna.

2. Massa sampel. Jika sampel terlalu banyak maka sampel sulit terayak. Jika

sampel sedikit maka akan lebih mudah untuk turun dan terayak.

3. Intensitas getaran. Semakin tinggi intensitas getaran maka akan semakin

banyak terjadi tumbukan antar partikel yang menyebabkan terkikisnya

partikel. Dengan demikian partikel tidak terayak dengan ukuran tertentu.

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN

METODE PENGAYAKAN

Keuntungan:

1. Sederhana, praktis, mudah, dan cepat.

2. Tidak membutuhkan keahlian tertentu dalam melakukan metodenya.

3. Dapat diketahui ukuran partikel dari kecil sampai besar.

4. Lebih mudah diamati

Kerugian:

1. Tidak dapat mengetahui bentuk partikel secara pasti seperti pada metode

mikroskopi.

2. Ukuran partikel tidak pasti karena ditentukan secara kelompok (berdasarkan

keseragaman). Tidak dapat menentukan diameter partikel karena ukuran partikel

diperoleh berdasarkan nomor mesh ayakan.

3. Adanya agregasi karena adanya getaran sehingga memengaruhi validasi data.

4. Tidak dapat melihat bentuk partikel dan dapat menyebabkan erosi pada bahan-

bahan granul.

METODE MIKROSKOPIK

OPTIK Pengukuran partikel dengan menggunakan metode mikroskopik bisanya

untuk pengukuran partikel yang berkisar dari 0,2 µm sampai kira-kira 100

µm. Metode ini dapat digunakan untuk menghitung partikel pada sediaan

suspensi dan emulsi. Manakala sediaan tersebut terlebih dahulu

diencerkan, kemudian diletakkan pada slide, dan kemudian dilihat di

mikroskop dengan standar slide mikrometer.

Jumlah partikel yang berada dalam area jangkauan ukuran tertentu,

dihitung satu persatu dan kemudian hasil hitungannya kemudian

dimasukkan ke dalam analisis data.

KEUNTUNGAN DAN KERUGIAN

METODE MIKROSKOPIK OPTIK

Keuntungan:

1. Adanya gumpalan dapat terdeteksi

2. Metode langsung

Kerugian:

1. Diameter hanya 2 dimensi

2. Jumlah partikel yang harus dihitung (300-500) makan waktu dan

tenaga

3. Variasi antar operator besar, tetapi dapat diatasi dengan:

fotomikrograf, proyeksi, scanner otomatis.

METODE SEDIMENTASI

Metode sedimentasi (pengendapan) : suatu metode yang digunakan untuk

mengukur diameter partikel berdasarkan prinsip ketergantungan laju

sedimentasi partikel pada ukurannya.

Ukuran partikel ini dinyatakan dalam Hukum Stokes:

METODE SEDIMENTASI

Untuk menggunakan hukum Stokes, laju sedimentasi dari suatu partikel

tidak boleh terjadi turbulensi karena ini hal ini akan memengaruhi

sedimentasi dari partikel. Aliran turbulensi atau laminar dinyatakan dengan

angka Reynold, Re. Yang tidak berdimensi, yang didefinisikan sebagai:

Menurut Heywood, hukum Stokes tidak dapat digunakan jika Re lebih

besar dari 0,2 karena pada harga ini terjadi turbulensi. Berdasarkan hal ini

maka ukuran partikel dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rumus ini digunakan bila Re tidak melebihi 0,2.

METODE PENGUKURAN VOLUME

PARTIKEL (COULTER COUNTER)

Prinsip: Jika suatu partikel disuspensikan dalam suatu cairan elektrolit,

kemudian dilewatkan melalui suatu lubang kecil, yang pada kedua sisinya

ada elektroda. Saat partikel melewati lubang akan memindahkan sejumlah

elektrolit sesuai dengan volumenya, maka akan terjadi suatu perubahan

tahanan listrik. Laju penghitungan yaitu 4000 partikel/detik.

Kegunaan dari metode ini:

1. Menyelidiki diskusi;

2. Menyelidiki efek zat antibakteri terhadap pertumbuhan mikroorganisme.

SIFAT-SIFAT TURUNAN

SERBUK

1. Porositas/Rongga

2. Kerapatan Partikel Kerapatan Granul

Kerapatan Bulk

Kerapatan

Sebenarnya

POROSITAS/RONGGA

Porositas atau rongga dari serbuk adalah perbandingan volume rongga

terhadap volume bulk dari sebuah pengepakan yang dinyatakan dalam

persen, є x 100

KERAPATAN SEBENARNYA

Kerapatan secara umum didefinisikan sebagai berat per satuan volume

Kerapatan sebenarnya (ρ) adalah kerapatan dari bahan itu sendiri, tidak

termasuk rongga dan pori-pori.

Alat yang digunakan untuk mengukur kerapatan sebenarnya yaitu:

1. Densitometer Helium : digunakan untuk menentukan kerapatan serbuk

yang berpori.

2. Piknometer : sebuah alat yang dapat digunakan untuk mengukur

kerapatan sebenarnya dari sebuah padatan dan benda cair.

3. Hidrometer : alat untuk mengukur kerapatan sebenarnya dari zat cair.

KERAPATAN SEBENARNYA

KERAPATAN GRANUL

Kerapatan granul didefinisikan sebagai volume granul yang merupakan

volume partikel + ruang dalam partikel

Penentuan kerapatan granul dengan menggunakan metode pemindahan

cairan (air raksa).

Dalam kerapatan granul dikenal istilah porositas dalam partikel yang

dirumuskan sebagai:

KERAPATAN BULK

Kerapatan bulk didefinisikan sebagai massa dari suatu serbuk dibagi

dengan volume bulk. Kerapatan bulk ini tergantung dari distribusi ukuran

partikel, bentuk partikel dan kohesi antar partikel.

Dalam kerapatan bulk dikenal dua macam porositas yaitu:

1. Porositas celah / ruang antara yaitu volume relatif celah-celah ruang

antara dibandingkan dengan volume bulk serbuk, tidak termasuk pori-pori

di dalam partikel. Porositas celah dinyatakan dalam rumus di bawah ini:

2. Porositas total dinyatakan sebagai keseluruhan pori dari celah-celah

antara partikel dan pori-pori di dalam partikel. Porositas total dinyatakan

dalam rumus sebagai berikut :

LATIHAN SOAL

1. Berapa persen porositas dari talkum yang kerapatan

sebenarnya 2,70 g/cm3. Jika 324 g serbuk tersebut

dimasukkan ke dalam gelas ukur, volume bulk yang

diperoleh adalah 200 ml?

2. Jika 75 g sampel alumunium oksida dimasukkan ke

dalam gelas ukur dan mempunyai volume bulk 62 cm3

maka porositas dari serbuk tersebut bila mempunyai

kerapatan sebenarnya 4,0 g/cm3 yaitu .......

3. Porositas dalam granul aspirin jika kerapatan

sebenarnya dari aspirin adalah 1,37 dan kerapatan

granul adalah 1,33 yaitu .......

1. PEMBUATAN GRANUL

Amylum (pengisi)PGA

(buat mucilago dulu)

oven

+ Pelicin

ayak

ayak

WAKTU ALIR

Waktu yang dibutuhkan sejumlah granul untuk mengalir dalam suatu alat. Sifat alir ini

dapat dipakai untuk menilai efektivitas bahan pelicin, dimana adanya bahan pelicin

dapat memperbaiki sifat alir suatu granulat

2. UJI WAKTU ALIR

1. Timbang 100 gram bahan. Tuangkan secara perlahan-lahan

kedalam corong pengukur yang tertutup bagian bawahnya lewat

tepi corong.

2. Buka penutup corong secara pelan-pelan, biarkan bahan mengalir

keluar. Catat berapa lama waktu yang diperlukan (detik) agar

semua bahan keluar lewat corong dengan menggunakan alat

pencatat waktu (stopwatch)

3. Hitung kecepatan alirnya (gram/detik)

4. Replikasi 3x Hitung Rata2nya

Cara kerja :

100 g granul mengalir dalam 10 detik Aliran Baik

SUDUT DIAM

Sudut diam merupakan suatu sudut tetap yang terjadi antara timbunan partikel bentuk

kerucut dengan bidang horizontal jika sejumlah serbuk dituang kedalam alat

pengukur. Dimana sudut diam yang baik, Jika kurang dari 40°

3. UJI SUDUT DIAM

1. Timbang 100 gram bahan, masukkan secara perlahan-lahan lewat lubang bagian

atas, sementara bagian bawah ditutup

2. Buka penutupnya dan biarkan bahan keluar

3. Ukur tinggi dan diameter kerucut yang terbentuk

4. Hitung sudut diam bahan yang dievaluasi

5. Replikasi 3x

Cara kerja :

Hitung diameter masing-masing Rata2

D diameter rata2/ 2 (jari-jari)

Ukur Tinggi kerucut menggunakan penggaris

Hasil Anti Tan/Tg

PRAKTIKUM MIKROMERITIK

(METODE AYAK)

Alat dan bahan

Alat yang digunakan:

Alat yang digunakan dalam

percobaan ini adalah ayakan

nomor mesh 20, 40, 60, 80, 100,

mesin pengayak, sikat tabung,

timbangan miligram, timbangan

gram kasar

Bahan yang digunakan:

ZnO, talk, kertas timbang dan

tissue roll.

CARA KERJA UJI MIKROMIRETIK

Disiapkan alat dan bahan yang akan digunakan

Ditimbang ZnO dan talk masing-masing sebanyak

25 g

Setiap ayakan lebih dahulu dibersihkan dengan sikat tabung

kemudian dilap dengan tissue untuk memastikan keringnya

pengayak maupun tidak terdapatnya partikel tertingggal lagi

yang dapat menghalangi proses pengayakan.

Ayakan kemudian diset pemasangnya pada fibrator pengayak

dengan nomor mesh 100 berada paling bawah disusul

secara berurutan ke atas : 80, 60, 40 dan teratas nomor

mesh 20.

Talk yang telah ditimbang 25 g ditempatkan pada pengayak

nomor mesh 20, ditutup rapat mesin fibrator, kemudian

mesin dijalankan dengan kecepatan 5 rpm (rotasi per

minutes) dan diset waktu pengayakan selama 10 menit.

Setelah 10 menit, mesin fibrator akan berhenti secara

otomatis. Ayakan kemudian masing-masing dibuka/diambil

dari mesin fibrator

Fraksi serbuk yang tertinggal pada masing-masing

pengayak dengan nomor mesh berbeda ditimbang

menggunakan timbangan miligram.

Dicatat data yang diperoleh dan dihitung nilai % tertahan

serta ukuran diameter partikel rata-rata pati jagung.

Dilakukan urutan kerja seperti di atas dengan sampel ZnO

sebanyak 25 g

HASIL PENGAMATAN

1. ZnO

No. Mesh d (mm) g (gram) n (%) n x d

20 0,850 0,8 3,865

(0,8/20.7 x 100%)

3,285

40 0,425 15,1 72,947 31,000

60 0,250 2,7 13,043 3,261

80 0,212 1,5 7,246 1,536

100 0,200 0,6 2,899 0,580

20,7 100,0 39,662

2. Talkum

No. Mesh d (mm) g (gram) n (%) n x d

20 0,850 0,2 2,899 2,464

40 0,425 2,3 33,333 14,167

60 0,250 1,4 20,280 5,070

80 0,212 1,5 21,739 4,608

100 0,200 1,5 21,739 4,348

6,9 99,99 30,657

Keterangan :

d = diameter mesh

g = bobot / berat tertahan

n = % berat tertahan

PERHITUNGAN :

PENTINGNYA MIKROMIRETIK

1. Menghitung luas permukaan

2. Sifat kimia dan fisika dalam formulasi obat

3. Secara teknis mempelajari pelepasan obat yang diberikan secara per oral,

suntikan dan topikal

4. Pembuatan obat bentuk emulsi, suspensi dan duspensi

5. Stabilitas obat (tergantung dari ukuran partikel).