TUGAS TEKNOLOGI SEDIAAN SEMI SOLID

METODE EVALUASI SEDIAAN SUSPENSI

LAJU ENDAPAN

DOSEN:

Amelia Febriani, Farm.,MSI,Apt

Disusun Oleh Kelompok 3 :

Ilus Titah Sasse 16334022

Pony Mulyasri 16334035

Niken Dwi Ambarruri 16334036

Arum Jannati 16334039

Fikriyyah Fatinnadiyah 16334042

Eka sutriya 16334045

INSTITUT SAINS DAN TEKNOLOGI NASIONAL

Program Studi Farmasi-P2K

Jakarta

2019

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Teknik tertua yang dikenal pada pemurnian air adalah proses Klarifikasi. Proses ini

digunakan untuk mengolah air permukaan terutama untuk menghilangkan padatan tersuspensi

kasar maupun halus termasuk partikel koloid.

Proses klarifikasi mencakup proses-proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Proses

koagulasi merupakan suatu penambahan beban kimia atau koagulan tertentu ke dalam air yang

disertai dengan pengadukan cepat sehingga terbentuk flok partikel koloid yang sangat halus.

Flok – flok halus tersebut selanjutnya mengalami proses flokulasi. Dalam proses ini, flok-flok

halus akan membentuk flok yang lebih besar. Proses pemisahan flok – flok itu dapat dilakukan

dengan cara sedimentasi.

Sedimentasi (pengendapan) merupakan salah satu cara pemisahan padatan yang

tersuspensi dalam suatu cairan dimana akan terjadi peristiwa turunnya partikel – partikel padat

yang semula tersebar atau tersuspensi dalam cairan karena adanya gaya berat atau gaya

gravitasi, tetapi selama proses sedimentasi ini berlangsung, terdapat tiga gaya yang berpengaruh

:

a. Gaya Gravitasi

b. Gaya Apung

c. Gaya dorong

(Warren. L. Mc cabe. 1993).

Banyak metode separasi mekanik yang didasarkan atas gerakan partikel zat padat atau

tetesan zat cair melalui fluida itu mungkin gas atau zat cair dan mungkin berada pada keadaan

mengalir atau keadaan diam. Dalam beberapa situasi, tujuan dari pada proses itu adalah untuk

mengeluarkan partikel dari arus fluida dan untuk mengeluarkan pengotor yang terdapat didalam

fluida atau untuk memulihkan partikel sebagaimana dalam pembersihan udara atau gas buang

terhadap debu dan uap racun atau untuk membuang zat padat dari air limbah. Dalam soal-soal

lain, partikiel itu sengaja disuspensikan di dalam fluida supaya dapat dipisahkan menjadi fraksi –

fraksi yang berbeda ukuran atau densitasnya.

Operasi sedimentasi ini banyak digunakan pada proses pemisahan kimia, metalurgi,

maupun pada proses – proses pengurangan polusi dari air limbah industri. Rancangan peralatan

untuk sedimentasi selalu didasarkan pada percobaan sedimentasi pada skala yang lebih kecil.

Pada percobaan ini bubur di endapkan laju pengendapannya diukur dengan cara

mengamati perubahan konsentrasi pada padatan maupun cairan bening dari atas kebawah yang

mana akan terjadi endapan. Dalam percobaan sedimentasi ini akan dibahas juga pembagian

zona antara lain zona jernih, zona encer, zona pekat.

Dalam industri yang digunakan adalah air jernihnya untuk air proses maupun air

produksi biasanya untuk mempercepat pengendapan ditambahkan juga koagulan, prosesnya

yaitu mengikat butiran butiran kapur menjadi flok – flok sehingga akan lebih cepat jatuh karena

semakin besar flok akan semakin besar juga gaya gravitasi yang berpengaruh pada proses

pengendapan tersebut.

Suatu partikel yang mengendap dalam air karena adanya gaya gravitasi akan mengalami

percepatan sampai gaya dari tahanan dapat mengimbangi gaya gravitasi. Laju pengendapan

lumpur berbeda-beda satu sama lainnya, demikian pula tinggi relatif berbagai zona

pengendapannya

Fd =

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian sedimentasi

Proses klarifikasi mencakup proses-proses koagulasi, flokulasi dan sedimentasi. Proses

koagulasi merupakan suatu penambahan beban kimia atau koagulan tertentu kedalam air yang

disertai dengan pengadukan cepat sehingga terbentuk flok partikel koloid yang sangat halus.

Sedimentasi merupakan peristiwa turunnya partikel-partikel padat yang semula tersebar

merata dalam cairan karena adanya gaya berat, setelah terjadi pengendapan cairan jernih dapat

dipisahkan dari zat padat yang menumpuk di dasar atau biasa disebut dengan pengendapan.

Selama proses ini berlangsung, terdapat tiga gaya yang berpengaruh :

a. Gaya Gravitasi

Gaya ini bisa dilihat pada saat terjadi endapan atau mulai turunnya pertikel padatan

menuju kedasar tabung untuk membentuk endapan. Hal ini terjadi karena massa jenis

partikel padatan lebih besar dari massa jenis fluida. Atau dengan kata lain bahwa, pada gaya

ini berat jenis larutan lebih kecil dari berat jenis partikel, sehingga partikel lebih cepat

mengendap. Pada kondisi ini, sangat dipengaruhi oleh Hukum Newton II, yaitu :

Fg = m . g ………………………………………………(2.1.1)

b. Gaya Dorong

Gaya dorong terjadi pada saat larutan dipompakan ke dalam tabung klarifier. Larutan ini

akan terdorong pada ketinggian tertentu. Gaya dorong dapat juga kita lihat pada saat mulai

turunnya partikel padatan karena adanya gaya Gravitsi, maka fluida akan memberikan gaya

yang besarnya sama dengan berat padatan itu sendiri. Gaya inilah yang disebut gaya dorong

dan juga gaya yang memiliki arah yang berlawanan dengan gaya gravitasi.

Ap.V 2 . Cd. ……..………………..……………………..(2.1.2)

c. Gaya Apung

Gaya apung terjadi jika massa jenis partikel lebih kecil dari massa jenis fluida. Sehingga

partikel padatan berada pada permukaan cairan. Maka pengaruh gaya ini dapat dirumuskan

sebagai berikut :

Fa = Fa = ……...………………………………………(2.1.3)

2.2 Laju Pengendapan

Suatu partikel yang mengendap dalam air karena adanya gaya gravitasi akan

mengalami percepatan sampai gaya dari tahanan dapat mengimbangi gaya gravitasi. setelah

terjadi kesetimbangan partikel akan terus mengendap pada kecepatan kostan yang dikenal

sebagai kecepatan akhir atau kecepatan pengendapan bebas.

Laju pengendapan partikel padat dalam zat cair dapat dibagi beberapa factor antara

lain :

a. Berat jenis dan partikel

b. Bentuk dan ukuran partikel

c. Viskositas air

d. Aliran dalam bak pengendap

Contoh grafik tinggi lumpur (Batas antara zona A dan zona B) V/s waktu ditunjukan pada

gambar 1.1 dan selama tahap awal pengendapan kecepatannya tetap sebagai mana terlihat

pada bagian pertama kurva itu setelah zat padatnya mengumpul pada zona D laju pengendapan

itu berkurang dan berangsur-angsur turun hingga mencapai tinggi akhirnya. Titik kritisnya

dicapai pada titik C dalam gambar 1.1

Laju pengendapan lumpur berbeda-beda satu sama lainnya, demikian pula tinggi relatif

berbagai zona pengendapannya. Untuk menentukan karakteristik pengendapannya secara teliti,

setiap lumpur itu harus diperiksa dengan melakukan eksperimen terhadap masing-masingnya

(Mc Cabe, WL. 1990)

m. . g

p

Zo

Laju tetap

Z Zu

C tinggi patah

Waktu.t

gambar 2.1 Laju Sedimentasi

Laju pengendapan partikel dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu :

1. Berat jenis air

2. Berat jenis partikel padatan

3. Viskositas air

4. Aliran dalam bak pengendapan

5. Bentuk dan ukuran partikel

Berat jenis fluida lebih besar dari pada berat jenis partikel padatannya, maka laju

pengendapannya lamban. Begitu juga sebaliknya, semakin besar berat jenis partikel maka laju

pengendapannya cepat.

Laju pengendapan sangat dipengaruhi oleh viskositas dimana viskositas sangat

berkaitan erat dengan suhu yang ada. Bila temperatur tinggi maka viskositas menurun sehingga

bentuk dan ukuran partikel semakin kecil sehingga laju pengendapan cepat.

Aliran dalam bak pengendapan akan mempengaruhi laju endapan. Pada aliran laminer

laju pengendapan cepat sedangkan pada aliran turbulen laju pengendapan akan sangat

terganggu maka akan sangat lambat mengendap.

Laju pengendapan partikel – partikel dalam air tergantung pada jenis bentuk dan

ukuran dari partikel tersebut dan viskositas cairan yang digunakan. Adanya pengendapan zat uji

kemungkinan besar mempengaruhi laju pengendapan sehingga dapat ditentukan lajunya dan

mengetahui pangaruh zat uji tersebut. Dimana dilakukan pengambilan sampel tiap selang waktu

tertentu dan menimbang berat endapan serta menghitung beberapa konsentrasi endapan yang

terjadi sehingga kita dapat membandingkan kecepatan laju pengendapan dari tiap gerakan

partikel pada fluida dalam proses. Partikel yang mempunyai ukuran yang besar dan kasar akan

sangat mudah mengendap dari pada partikel halus, untuk padatan yang halus diusahakan

menggumpal menjadi partikel yang lebih besar agar cepat mengendap.

(F, Parikesit, Ir. 1985)

Padatan yang tersuspensi dalam air dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu:

1. Padatan kasar

Adalah padatan yang dapat dipisahkan dengan cara pengendapan yang sederhana

dalam waktu yang singkat dimana pada padatan kasar mudah terjadi pengendapannya

besar. Pengendapan padatan kasar terjadinya sangat mudah, hal itu terjadi karena

pengendapannya lebih besar. Bila terjadi gerakan relatif dengan suatu pertikel yang

disekitarnya dikelilingi oleh air tersebut. Maka air akan memberikan tahanan gesek (Drag)

kepada partikel itu sebesar :

Fd = Cd . Ap ……………………………………………(4)

2. Padatan halus

Adalah padatan yang tidak dapat dipisahkan dengan cara pengandapan yang sederhana

didalam waktu yang relatif singkat atau tidak mempunyai peralatan pengendap yang dapat

beroperasi secara komersial mekanisme penggerak (rake) yang dipasang pada dasar tangki

pengendap agar dapat mempermudah pengumpulan suspensi pekat dari dasar tangki.

Berdasarkan tujuan dari bahan yang ingin didapatkan maka sedimentasi ini dapat

digolongkan jadi dua macam yaitu :

a. Penjernihan

Klarifier adalah pengendapan partikel padat yang jumlahnya relatif sedikit (1-5%) dengan

suatu tujuan untuk memperoleh cairan yang jernih, proses klarifier mencakup proses

flokulasi dan koagulasi. Proses koagulasi merupakan suatu proses dimana penambahan zat

ρ . V2

2

kimia atau koagulan tertentu kedalam air yang diolah dan disertai pengadukan cepat

sehingga terbentuk flok suatu partikel yang halus selanjutnya mengalami proses flokulasi

yaitu penggabungan flok-flok membentuk flok yang lebih besar .

b. Pemekatan (Thickener)

Thickener adalah peningkatan konsentrasi atau konsentrasi zat padat dari campuran yang

memiliki zat padat yang relatif banyak (15 - 30 %) dan biasanya hasil padatnya yang

diperlukan. Didalam sedimentasi perlu dibedakan antara:

a) Discrate pertikel adalah partikel yang memiliki ukuran bentuk dan spesifik

Gravitasi tetap (tidak berubah dengan waktu) selama proses pemisahan

berlangsung.

b) Flocullant partikel adalah partikel yang memiliki sifat permukaan yang dapat

membesar atau bergabung dengan partikel-partikel lain ketika akan

bersinggungan sehingga ukuran bentuk mungkin akan berubah.

2.3 Pemisahan atas dasar gerakan partikel melalui fluida

Banyak metode separasi mekanik yang didasarkan atas gerakan partikel zat padat atau

tetesan zat cair melalui fluida itu mungkin gas atau zat cair dan mungkin berada pada keadaan

mengalir atau keadaan diam. Dalam beberapa situasi, tujuan dari pada proses itu adalah untuk

mengeluarkan partikel dari arus fluida dan untuk mengeluarkan pengotor yang terdapat

didalam fluida atau untuk memulihkan partikel sebagaimana dalam pembersihan udara atau

gas buang terhadap debu dan uap racun atau untuk membuang zat padat dari air limbah.

Dalam soal-soal lain, partikel itu sengaja disuspensikan di dalam fluida supaya dapat

dipisahkan menjadi fraksi – fraksi yang berbeda ukuran atau densitasnya. Fluida itu lalu

dipulihkan, kadang – kadang untuk digunakan kembali, dari partikel yang telah di fraksionasi.

Jelaslah bahwa tiap partikel itu mulai dari keadaan diam terhadap fluida tempat partikel

itu terendam, lalu bergerak melaui fluida itu karena adanya gaya–gaya luar, gerakan itu dapat

dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama merupakan satu periode singkat dimana

berlangsung percepatan, yaitu selama waktu kecepatan itu meningkat dari nol sampai

kecepatan terminal. Tahap kedua ialah periode dimana partikel itu berada dalam kecepatan

terminalnya.

2.4 Proses pengendapan gravitasi

Partikel – partikel yang lebih berat dari fluida tempat patikel itu tersuspensi dapat

dikeluarkan didalam kotak pengendapan atau tangki pengendap (Settling Tank) dimana

kecepatan fluida itu cukup kecil dan partikel itu mendapat waktu yang cukup untuk

mengendap keluar dari suspensi itu akan tetapi, peranti sederhana seperti itu terbatas

kegunaannya karena pemisahanya tidak lengkap disamping memerlukan tenaga kerja untuk

mengeluarkan zat padat yang mengendap dari dasar tangki.

Separator – separator industri hampir semua mempunyai fasilitas untuk mengeluarkan

zat padat yang mengendap pemisahan itu bisa pula hampir lengkap. Peralatan pengendap

yang dapat memisahkan hampir seluruh partikel dari zat cair dinamakan klarifikator (Clarifier)

sedang peranti yang memisahkan zat padat menjadi dua fraksi disebut klasifikator (Clasifier).

Pada kedua alat itu berlaku prinsip sedimentasi yang sama.

2.5 Klasifikator gravitasi

Kebanyakan klasifikator yang digunakan dalam pengolahan kimia memisahkan zat padat

atas dasar ukuran partikel dimana densitas partikel halus dan partikel besar itu sama.

Klasifikator mekanik banyak digunakan dalam penggilingan rangkaian tertutup, lebih – lebih

dalam operasi metalurgi di sini, partikel yang relatife kasar disebut pasir (Sand), sedang bubur

partikel halus disebut lanyau (smile). Waktu diatur sedemikian sehingga pasir mengendap ke

dasar peranti sedangkan laju terbawa oleh zat cair keluar.

2.6 Flokulasi

Flokulasi adalah proses penggabungan muatan positif dan negatif sehingga

membentuk muatan yang lebih besar dengan tujuan menetralisir muatan yang ada pada

partikel itu. Banyak yang terdiri dari partikel yang mempunyai muatan listrik karena adanya

gaya saling tolak antara muatan yang sama, cenderung selalu terdispersi. Jika kita tambahkan

elektrolit, maka ion yang terbentuk di dalam larutan itu akan menetralisir muatan partikel tadi.

Partikel itu lalu dapat dialogmerasikan menjadi flok – flok yang masing-masingnya terdiri dari

banyak pertikel. Bila partikel semula bermuatan negatif, kation elektrolit itulah yang efektif

dan bila muatanya negatif, maka anion yang aktif. Metode lain untuk flokulasi mencakup

penggunaan bahan aktif permukaan dan penambahan bahan, seperti perekat gamping,

alumina atau natrium sillikat, yang menyeret partikel itu turun bersamanya.

(McCabe jilid 2 1983)

Partikel yang terflokulasi mempunyai dua karakteristik pengendapan yang penting.

Karakteristik pertama adalah bahwa struktur flok itu sangat rumit. Agregasinya longgar dan

ikatan antara partikelnya lemah, dan flok itu mengandung air yang cukup banyak di dalam

strukturnya, maka akan ikut bersama flok itu turun ke bawah, walaupun pada mulanya flok itu

mengendap dalam pengendapan bebas atau terganggu, dan persamaan umum pada

prinsipnya berlaku namun tidaklah praktis bila kita menggunakan hukum-hukum pengendapan

secara kuantitatif karena diameter dan bentuk flok itu tidak mudah didefinisikan. Karakteristik

kedua dari pada pulp yang terflokulasi ialah peliknya mekanisme pengendapannya. Secara

umum riwayat pengendapan suspensi yang terflokulasi adalah sebagai berikut :

A A

B B

C

C D

D

(A) (B) (C) (D) (E)

Gambar 2.2 Sedimentasi tumpak

Keterangan Gambar

a. Gambar (A) menunjukan suspensi yang terdistribusi secara seragam didalam zat cair

dalam keadaan siap untuk mengendap.

b. Gambar (B) jika tidak terdapat pasir dalam campuran itu, zat padat pertama yang

menampakan diri ialah endapan pada dasar bejana pengendap, yang terdiri dari flok

yang berasal dari bagian bawah campuran zat padat yang berupa flok tergeletak longgar

diatas satu sama lain, membentuk suatu lapisan, yang kita namakan zona D diatas zona

D itu terbentuk lagi lapisan lain yaitu zona C, yang merupakan lapisan transisi, dimana

kandungan zat padatnya bervariasi dari yang seperti pada pulp asal sampai seperti di

dalam zona D. Diatas zona C terdapat zona B, yang terdiri dari suspensi homogen yang

konsentrasinya sama dengan pulp asal. Diatas zona B terdapat lagi zona A yang jika

partikel itu telah terflokulasi penuh, merupakan zat cair jernih.

c. Gambar (C) dalam pulp yang terflokulasi dengan baik batas antar zona A dan zona B itu

tajam. Jika terdapat pertikel yang teragmolerasi, zona A itu keruh dan batas antara zona

A dan B kabur . dengan adanya pengendapan, kedalam zona D dan A bertambah, dan

tebal zona C tetap, zona B berkurang.

d. Gambar (D) setelah pengendapan selanjutnya, zona B dan C hilang, dan seluruh zat

padat itu akan terdapat pada zona D.

e. Gambar (E) Sesudah itu efek lain, yang disebut pemampatan (compresion) berlangsung

saat dimana pemampatan itu bermula disebut titik kritis atau critical point. Pada

pemampatan sebagaian dari zat cair yang tadinya ikut bersama flok kedalam zona

kompressi D akan terperas keluar dimana bobot endapan itu menggambarkan struktur

flok. Selama pemampatan itu berlangsung, sebagian dari zat cair di dalam flok itu

menyembur keluar seperti geiser – geiser kecil, dan ketebalan zona itu berkurang. Dan

akhirnya, bila bobot zat padat itu telah mencapai keseimbangan mekanik dengan

kekuatan tekan flok proses pengendapan itu akan berhenti pada saat itu, lumpur sudah

mencapai tinggi akhirnya.

(Mc Cabe, Warren L. 1990)

2.7 Zona sedimentasi di dalam kolom pengendapan kontinyu

Sedimentasi merupakan salah satu cara yang paling di ekonomis unuk memisahkan

padatan dari suspensi bubur atau slurry. Operasi ini banyak digunakan pada prosese-proses

untuk mengurangi polusi dari limbah industri. Suspensi sendiri dibedakan atas dua bagian

yaitu:

a. Suspensi cair adalah suspensi dan konsentrasi dari partikel yang tidak cukup untuk

membentuk batas yang jelas terhadap air saat pengaturan berlangsung.

b. Concentratif suspensi adalah suspensi dengan suatu konsentrasi batas yang sangat besar

sehingga terbentuk batas yang jelas saat pengaturan berlangsung.

Dalam kolom pengendap (penebal) kontinyu yang diperlengkapi dengan penggaruk untuk

mengeluarkan limpahan bawah pulp umpan dimasukan pada garis pusat alat, pada kedalaman

kira-kira 1 inch dibawah permukaan zat cair sebagaimana terlihat gambar 2.2 diatas

ketinggian peggumpalan itu terdapat zona klarifikasi yang hampir tidak mengandung zat padat

sama sekali, disini kebanyakan zat cair yang masuk bersama umpan mengalir keatas sehingga

dapat dikeluarkan ke selokan limpahan.

Daerah dibawah ketinggian pengumpanan disebut zona pengendapan dimana masing-

masing flok berada dalam sentuhan longgar satu sama lain, dan semua partikel turun kebawah

dengan kecepatan yang sama tanpa tergantung pada ukuran partikel. Didekat dasar terdapat

zona kompresi dimana konsentrasi zat padat meningkat dengan cepat sampai nilainya sama

dengan nilai pada limpahan bawah. Zona ini setara dengan zona D pengendap tumpak,

walaupun tentu pada pengendap kontinyu ketebalanya tidak berubah dengan waktu. Dan

penggaruk yang berkerja pada dasar zona kompresi ini cenderung memecah struktur flok dan

memampatkan limpahan bawah itu sehingga kandungan zat padatnya lebih besar dari pada

zona D pada pengendap tumpak

Puncak zat cair

Tingkat umpan klarifikasi

Zona pengendapan

Kompresi

cp cu Konsentrasi C

Gambar 2.3 Hubungan konsentrasi dengan tinggi puncak zat cair

pembagian zona-zona pengendapan pada alat pengendap dapat dilihat pada gambar 4.

dalam percobaan sedimentasi yang akan kita pelajari ada 3 zona yang terjadi, yaitu :

a. Zona A, merupakan cairan jernih atau zona bening yang dimana pengendapan

berlangsung sesuai dengan prinsip yang telah di jelaskan, karena efek penyaring oleh

partikel yang lebih besar, makin tinggi konsentrasi bubur maka makin jernih produk

cairan pada lapisan atas. Pengendapan pada zona ini merupakan bagian yang paling

penting karena diharapkan adalah cairan jernihnya bukan suspensi pekatnya.

b. Zona B, zona ini sering disebut sebagai zona pengendapan bebas (Free setling) atau zona

encer. Hal ini dikarenakan pada zona ini belum terjadi gaya dorong tetapi yang sangat

tampak adalah gaya gravitasinya dan padatan turun, dimana partikel yang lebih besar

menyaring partikel yang lebih kecil, konsentrasi padatan ini lebih tinggi dibandingkan

pada konsentrasi bubur atau slurry yang asli.

c. Zona C, merupakan cairan yang pekat dan tercapai pada saat saluran kapiler yang terisi

oleh cairan terdesak oleh slurry atau lumpur. pada kondisi ini saluran yang tersedia telah

terisi penuh dengan suspensi yang sangat ketat. Laju pengendapan pada zona ini sangat

lambat sehingga tidak banyak untuk di perhitungkan pada perancangan peralatan.

Zona bening

Zona encer

Zona pekat

Gambar 2. 4

Zona sedimentasi

2.8 Jenis Suspensi Dalam Sedimentasi

Sedimentasi merupakan salah satu cara yang paling ekonomis untuk memisahkan yang

padatan dari suspensi bubur atau slurry. Operasi ini banyak digunakan pada proses-proses untuk

mengurangai polusi dari limbah industri. Suspensi sendiri dibedakan atas dua bagian yaitu :

a. Suspensi cair adalah suspensi dan konsentrasi dari partikel yang tidak cukup untuk

membentuk batas yang jelas terhadap air saat pengaturan berlangsung.

b. Concentratif suspensi adalah suspensi dengan suatu konsentrasi batas yang jelas sangat

besar sehingga terbentuk batas yang jelas saat pengaturan berlangsung.

Perbedaan kedua suspensi diatas mengakibatkan pola setting berbeda dan membutuhkan

dan rancangan peralatan sedimentasi selalu didasarkan pada percobaan sedimentasi pada skala

yang lebih kecil.

(F, Parikesit, Ir. 1985)

2.9 Hukum – Hukum Yang Mempengaruhi Sedimentasi

a. Hukum Newton I

Suatu benda akan tetap bergerak dalam kecepatan tetap atau diam bila jumlah gaya

yang berkerja pada benda sama dengan nol.

F = 0…………………………………………………..………..(2.9.1)

b. Hukum Newton II

Gaya yang berkerja pada suatu benda akan berbanding lurus dengan massa benda dan

sebanding dengan percepatan pada benda .

F = m. a……………………………………………...………...(2.9.2)

c. Hukum Newton III

Suatu gaya sebetulnya adalah hasil interaksi dari dua benda tapi arahnya berlawanan.

Faksi = Freaksi……………………………………...…………..(2.9.3)

d. Hukum Archimedes Suatu

benda dalam suatu fluida mendapatkan gaya apung yang besarnya sama dengan berat fluida

yang dapat dipindahkan oleh benda tersebut.

e. Hukum Stokes

Kecepatan pengendapan dinyatakan oleh hukum Stokes :

V = d2 (ρ1 – ρ2) g/18 η

Keterangan :

V : kecepatan alir (cm/det)

d : diameter partikel (cm)

ρs : kerapatan fase dispersi

ρo : kerapatan medium dispers

g : percepatan gravitasi

η : viskositas medium pendispers

Menurut Hukum Stokes, kecepatan pengendapan berbanding lurus dengan ukuran diameter partikel, dimana jika diameter partikelnya kecil, maka kecepatan pengendapan juga kecil (lama). Sediaan suspensi yang baik menggabungkan sisi positif dari masing-masing sistem flokulasi dan deflokulasi, yaitu sediaan suspensi yang laju pengendapannya kecil, namun dengan penggocokan ringan sudah dapat tersuspensi kembali.

Persamaan Stoke diturunkan untuk suatu keadaan ideal di mana partikel-partikel yang benar-benar  bulat dan seragam dalam suspensi yang encer mengendap tanpa mengakibatkan turbulensi pada waktu turun ke bawah, tanpa tumbukan antara partikel-partikel suspensoid dan tanpa gaya tarik-menarik kimia atau fisika atau afinitas untuk medium dispersi.

Kecepatan jatuhnya suatu partikel yang tersuspensi lebih besar bila ukuran partikel lebih besar, jika semua faktor lain dibuat konstan. Dengan mengurangi ukuran partikel dari fase terdispers, seseorang dapat mengharapkan laju turunan lebih lambat dari partikel tersebut. Juga makin besar kerapatan partikel makin besar laju turunnya, asalkan kerapatan pembawa tadak  diubah. Karena umumnya tidak digunakan pembawa air dalam suspensi farmasi untuk pemberian oral, kerapatan partikel umumnya lebih besar dari kerapatan pembawa, suatu sifat yang diinginkan, karena bila partikel-partikel lebih ringan dari pembawa, partikel-partikel cenderung untuk mengambang dan partikel-partikel ini sangat sukar didistribusikan secara seragam dalam pembawa. Laju endap dapat dapat berkurang cukup besar dengan menaikkan viskositas medium dispersi dan dalam batas-batas tertentu secara praktis ini bisa dilakukan.Tetapi suatu produk yang mempunyai viskositas tinggi umumnya tidak diinginkan karena sukar dituang dan juga sukar untuk diratakan kembali.Karena itu bila viskositas suspense dinaikkan biasanya dilakukan sedemikian rupa sampai viskositas sedang saja untuk menghindari kesulitan-kesulitan seperti disebutkan tadi.

Sifat khas viskositas dari suspense dapat diubah tidak hanya dengan penggunaan pembawa, tetapi juga dengan kandungan padatnya. Sebagai mana proporsi dari  partikel padat dinaikkan dalam suspensi, maka begitu pula viskositasnya. Viskositas dari preparat farmasetik dapat ditentukan dengan menggunakan Viskometer Brookfield, yang mengukur viskositas dengan gaya dibutuhkan untuk memutar poros dalam cairan yang diuji.

Kebanyakan stabilitas fisik dari suatu suspense sediaan farmasi kelihatannya paling cocok untuk disesuaikan dengan mengadakan perubahan pada fase terdispers dan bukan pada medium disperse. Dalam banyak hal medium disperse menyokong fase terdispers yang disesuaikan tersebut. Penyesuaian ini terutama mengenai ukuran partikel, keseragaman

Co =

ukuran partikel dan pemisahan partikel-partikel tersebut hingga tidak mungkin untuk menjadi lebih besar atau membentuk padatan pada pendiaman.

Rumus yang digunakan dalam perhitungan sedimentasi

1. Konsentrasi larutan (N)

N¿Bj x % x 1000

Be .......................................................................(2.9.4)

2. Konsentrasi awal suspensi (gr/ml)

Berat CaCO3

Vtotal ...............................................................(2.9.5)

3. Kecepatan sedimentasi (VL)

VL = ..........................................................................(2.9.6)

4. Konsentrasi suspensi (CL)

CL = ..................................................................(2.9.7)

2.10 Laju Pengendapan Pada Sedimentasi

Laju pengendapan partikel –partikel dalam air tergantung pada berat jenis, bentuk

dan ukuran atau dari partikel tersebut dan viskositas cairan yang digunakan. Adanya

penambahan zat uji kemungkinan besar mempengaruhi laju pengandapan sehingga dapat

Zi – ZL

θL

Co Zo

ZL + V L x θ L

ditentukan zat uji yang dapat mempercepat laju dari pengendapan sehingga dapat ditentukan

lajunya dan mengetahui pengaruh zat uji tersebut. Dimana dilakukan pegambilan sample tiap

selang waktu tertentu dan menimbang berat endapan serta menghitung berapa konsentrasi

endapan yang terjadi, sehingga kita dapat membandingakan kecepatan laju pengendapan dari

tiap gerakan pada partikel pada fluida dalam proses yang pengendapannya terjadi.

Contoh grafik tinggi Lumpur (batas antara zona A dan zona B) dengan waktu yang

ditunjukkan pada gambar 2.5 selama tahap awal pengendapan kecepatannya tetap,

sebagaimana terlihat pada bagian pertama kurva itu. Setelah zat padatnya menggumpal di

dalam zona D laju pengendapan itu berkurang dan berangsur-angsur turun hingga mencapai

tinggi akhirnya. Titik kritis dicapai pada titik C dalam gambar 2.5

Laju pengendapan lumpur berbeda-beda satu sama lain, demikian pula tinggi relatif

berbagai zona pengendapannya. Untuk menentukan karakteristik pengendapannya secara

teliti, setiap lumpur itu harus diperiksa dengan melakukan eksperimen terhadap masing-

masingnya.

Z0

Zu

tinggi patah

0 tu

0

WAKTU

Gambar. 2.5 laju sedimentasi

Padatan yang tersuspensi dalam air dapat dibedakan menjadi dua golongan yaitu :

1. Padatan kasar

Adalah padatan yang dapat dipisahkan dengan cara pengendapan yang sederhana

dalam waktu yang singkat.

2. Padatan halus

Adalah padatan yang tidak dapat dipisahkan dengan cara pengendapan yang

sederhana didalam waktu yang relatife singkat, atau tidak mempunyai peralatan

pengendapan yang dapat beroperasi secara komersial mekanisme penggerak (rake)

yang dipasang pada dasar tangki pengendap agar dapat mempermudah pengumpulan

suspensi pekat dari dasar tangki. (Mc. Cabe and Smith. 1991)