Teori umum, pengertian reologi, pengertian viskositas, jenis-jenis aliran, penjelasan kurva aliran dll

1. 3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 Teori Umum
Viskositas adalah ukuran resistensi dari suatu cairan untuk
mengalir, makin tinggi viskositas, akan makin besar resistensinya. Makin
kental suatu cairan, makin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya
mengalir pada kecepatan tertentu (1).
Bila viskositas gas meningkat dengan naiknya temperatur, maka
viskositas cairan justru akan menurun jika temeratur dinaikan. Fluiditas
dari suatu cairan yang merupakan kebalikan dari viskositas akan
meningkat dengan makin tingginya temperatur. Difusi seperti halnya
fluiditas merupakan kebalikan viskositas. Meningkatnya laju difusi secara
eksponenial akibat dari meningkatnya temperatur (1).
Viskositas juga dipengaruhi oleh konsentrasi. Meningkatnya
konsentrasi diikuti meningkatnya viskositas. Hal ini disebabkan oleh
ukuran partikel rata-rata, dan luas permukaan tetesan tetap (3).
Rheologi berasal dari bahasa Yunani mengalir (rheo) dan ilmu
(logos), digunakan istilah ini untuk pertamakali oleh Bingham dan
Crawford untuk menggambarkan aliran cairan dan deformas dari padatan
(1).
Rheologi adalah ilmu tentang aliran atau perubahan bentuk
(deformasi) di bawah tekanan (2).
Beberapa tahun terakhir ini, prinsip dasar rheologi telah digunakan
daam penyelidikan cat, tinta, berbagai adonan, bahan-bahn untuk pembuat
jalan, kosmetik, produk hasil peternakan serta bahan-bahan lain (1).
Dalam penelitian dan teknologi farmasetik dan sejenisnya,
pengukuran rheologi digunakan untuk mengkarakterisasi kemudahan
penuangan dari botol, pnekanan atau pemencetn dari suatu tube atau
wadah lain yang dapat berubah bentuk, pemeliharaan bentuk produk,
penggosokan produk pada kulit dan lain-lain (2).

2. 4
Rheologi dari suatu produk tertentu yang berkisar dalam
konsistensi dari bentuk cair ke semisolid sampai ke padatan, dapat
mempengaruhi penerimaan bagi si pasien, stabilitas fisika, dan bahkan
availabilitas biologis. Jadi viskositas telah terbukti mempengaruhi lju
absorbsi obat dari saluran cerna (1).
Viskositas dinyatakan dalam simbol η. Dalam bidang farmasi,
prinsip-prinsip rheologi diaplikasikan dalam pembuatan krim, suspensi,
emulsi, losion, pasta, penyalut tablet, dan lain-lain. Selain itu, prinsip
rheologi digunakan juga untuk karakterisasi produk sediaan farmasi
(dosage form)sebagai penjaminan kualitas yang sama untuk setiap batch.
Rheologi juga meliputi pencampuran aliran dari bahan, penuangan,
pengeluaran dari tube, atau pelewatan dari jarum suntik. Rheologi dari
suatu zat tertentu dapat mempengaruhi penerimaan obat bagi pasien,
stabilitas fisika obat, bahkan ketersediaan hayati dalam tubuh
(bioavailability). Sehingga viskositas telah terbukti dapat mempengaruhi
laju absorbsi obat dalam tubuh [5].
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Viskositas [2]
1. Suhu
Biasanya ada hubungan terbalik antara viskositas dan suhu .
2. Konsentrasi Solut
Biasanya adalah hubungan non-linear secara langsung antara
konsentrasi solut dan viskositas pada suhu tetap.
3. Berat molekul solut
Biasanya ada hubungan non-linear antara berat molekul solut dan
viskositas larutan pada konsentrasi setimbang.
4. Tekanan
Viskositas kebanyakan cairan pada dasarnya konstan pada kisaran
tekanan 0-100 atm Sehingga efek tekanan biasanya dapat diabaikan
untuk pangan.
5. Bahan tersuspensi

3. 5
Biasanya ini sedikit meningkatkan viskositas ketika pada konsentrasi
rendah, tetapi bahan tersuspensi tinggi dapat menyebabkan peningkatan
berarti oleh karena akibar antar partikel. Bahan tersuspensi konsentrasi
tinggi biasanya merubah produk non-Newtonian dan dapat
menyebabkan aliran plastis atau dilatants. Konsentrasi bahan suspensi
tidak larut memiliki efek nyata pada viskositas dan tipe aliran kental.
Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi ada 2 yaitu
Sistem Newton dan Sistem Non-Newton. Tipe aliran yang mengikuti
Sistem Newton, viskositasnya tetap pada suhu dan tekanan tertentu dan
tidak tergantung pada kecepatan geser, sehingga viskositasnya cukup
ditentukan pada satu kecepatan geser. Ada beberapa istilah dalam Sistem
Newton ini :
Rate of shear (D) dv/dr untuk menyatakan perbedaan kecepatan
(dv) antara dua bidang cairan yang dipisahkan oleh jarak yang sangat kecil
(dr).
Shearing stress (τ atau F ) F’/A untuk menyatakan gaya per satuan luas
yang diperlukan untuk menyebabkan aliran.
F’/A = η dv/dr
η = (F’/A) / (dv/dr)= F / G
Viskositas η merupakan perbandingan antara Shearing stress F’/A
dan Rate of shear dv/dr. Satuan viskositas adalah poise atau dyne detik cm
-2 [3].
Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasi adalah
sebagai berikut : Sistem Newton dan Sistem non Newton.
1. Sistem Newton : Perbedaan kecepatan (dv) antara dua bidang cairan
dipisahkan oleh suatu jarak yang kecil sekali (dr) adalah “perbedaan
kecepatan” atau rate of shear, dv/dr. Gaya persatuan luas F’/A
diperlukan untuk menyebabkan aliran ini disebut shearing stress.
Newton adalah orang pertama yang mempelajari sifat-sifat aliran dari
cairan secara kuantitatif. Newton menemukan bahwa makin besar
viskositas suatu cairan, akan makin besar pula gaya per satuan luas

4. 6
(shearing stress) yang diperlukan untuk menghasilkan suatu rate of
shear tertentu. Oleh karena iu, rate of shear harus berbanding
langsung dengan shearing stress (1).
2. Sistem non Newton : terbagi atas 2, Aliran yang tidak dipengaruhi
waktu dan yang dipengaruhi waktu.
Aliran yang tidak dipengaruhi waktu antara lain :
a. Aliran plastis : Tidak melalui titik (0,0) tapi memotong sumbu
shearing stress (atau akan memotong, jika bagian lurus dari kurva
tersebut diekstrapolasikan ke sumbu) pada suatu titik tertentu yang
dikenal sebagai harga yield. Aliran plastis berhubungan dengan
adanya partikel-partikel yang terflokulai dalam suspensi pekat.
Makin banyak suspensi yang terflokulasi, makin tinggi yield
valuenya (1).
b. Aliran Pseudoplastis : viskositas cairan ini akan berkurang dengan
naiknya Rate of shear (1)

5. 7
c. Aliran Dilatan : viskositas cairan ini akan naik dengan naiknya
Rate of shear karena volumenya akan naik bila ia bergeser.
Aliran yang dipengaruhi waktu antara lain :
a. Aliran Thiksotropik : pada aliran thiksokroik kurva menuru berada
disebelah kiri kurva menaik. Gejala ini umumya dijumpai pada zat
yang mempunyai aliran plastik dan pseudoplastik. Hal ini
disebabkan karena terjadinya perubahan struktur yang tidak dapat
kembali ke keadaan semula dengan segera apabila tekanan
dikurangi (1).
b. Aliran rheopeksi : pada aliran rheopeksi kurva menurun berada
disebelah kanan kurva menaik. Hal ini terjadi karena pengocokan
yang perlahan-lahan dan teratur akan mempercepat pemadatan
suatu sistem dilatan. Aliran ini disebut anti thiksotropik (1).
c. Aliran viskoelatis : pada aliran ini, jika cairan diberikan tekanan
diatas yield value statik, maka akan mengalir sebagai cairan tetapi
bila tekanan dihilangkan sistem tidak kembali dengan sempurna ke
keadaan semula (1).

6. 8
Cara menentukan viskositas suatu zat menggunakan alat yang
dinamakan viskometer. Ada 2 jenis Viskometer : viskometer dengan
“titik-ganda” dan viskometer “satu-titik”. Penggunaan viskometer “titik-
ganda” pengukurannya dilakukan pada beberapa kecepatan geser, mungkin
dengan sistem ini diperoleh rheogram lengkap, sempurna dan akurat.
Penggunaan viskometer “satu-titik” pengukurannya dilakukan pada satu
titik kecepatan geser, jadi baik sebagai suatu kontrol kualitas dalam
industri, sistem ini sangat keliru (1).
Ada beberapa tipe viskometer yang biasa digunakan antara lain :
1. Viskometer kapiler / Ostwald
Viskositas dari cairan newton bisa ditentukan dengan mengukur
waktu yang dibutuhkan bagi cairan tersebut untuk lewat antara 2
tanda ketika ia mengalir karena gravitasi melalui viskometer
Ostwald. Waktu alir dari cairan yang diuji dibandingkan dengan
waktu yang dibutuhkan bagi suatu zat yang viskositasnya sudah
diketahui (biasanya air) untuk lewat 2 tanda tersebut (1).
2. Viskometer bola jatuh / Hoeppler
Prinsipnya adalah mengukur kecepatan bola jatuh melalui cairan
dalam tabung pada temperatur tetap. Viskometer ini baik digunakan
untuk mengukur cairan yang mempunyai viskositas tinggi dan sukar
diukur dengan viskometer kapiler (1).
3. Viskometer Rotasi
Viskometer ini dapat digunakan untuk menguku viskositas dan
sifat aliran cairan. Terdiri dari dua bahan yakni mangkuk (wadah
yang berisi cairan yang akan diukur dan spindel (2).
II.2 Uraian Bahan
1. Alkohol (Dirjen POM, 1979)
Nama resmi : Aethanolum
Nama lain : Etanol, alkohol
Rumus molekul : C2 H6 O
Berat molekul : 46,07

7. 9
Rumus struktur : :
Pemerian : Cairan tak berwarna, jernih, mudahmenguap
dan mudah bergerak, bau khas, rasa panas.
Mudah terbakar dengan memberikan nyala biru
yang tidak berasap.
Kelarutan : Sangat mudah larut dalam air, dalam kloroform
dan dalam eter.
2.Gliserin (Dirjen POM, 1979)
Nama resmi : Glycerolum
Nama lain : Gliserol
Rumus molekul : C3H8O3
Berat molekul : 92.10
Rumus struktur : CH2OH – CHOH –CH2OH
Pemerian : Jernih, tidak berwarna, tidak berbau, manis diikuti
rasa hangat
Kelarutan : Praktis tidak larut dalam kloroform