Optimasi proses pencampuran hand lotion dengan kajian kecepatan putar mixer, suhu dan waktu pencampuran menggunakan metode desain faktorial - USD Repository

  

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND LOTION

DENGAN KAJIAN KECEPATAN PUTAR MIXER,

SUHU DAN WAKTU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

  SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Ayu Asmoro Ningrum NIM : 078114008

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

  

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND LOTION

DENGAN KAJIAN KECEPATAN PUTAR MIXER,

SUHU DAN WAKTU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

SKRIPSI

  Diajukan untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Farmasi (S.Farm)

  Program Studi Ilmu Farmasi Oleh :

  Ayu Asmoro Ningrum NIM : 078114008

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2011

  I’AM so GLAD TO BE ME HE CREATED ME WITH ALL I AM Karya ini kupersembahkan untuk: Keluargaku yang terhebat,

  Teman-temanku yang terkeren dan Almamaterku

  

PRAKATA

  Syukur dan terima kasih penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala limpahan berkat dan kasih-Nya sehingga penelitian dan penyusunan skripsi yang berjudul “Optimasi Proses Pencampuran Hand Lotion dengan Kajian Kecepatan Putar Mixer, Suhu dan Waktu Pencampuran Menggunakan Metode Desain Faktorial” dapat diselesaikan dengan baik. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Farmasi (S.Farm) di Fakultas Farmasi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

  Dalam pelaksanaan penelitian hingga selesainya penyusunan skripsi ini, penulis mendapat banyak dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1.

  Papa Edi Sudjanto, Mama Wiwi, Koko Tunggul, dan Emak Tjin-Tjin sebagai kado terindah yang Tuhan berikan, terima kasih untuk segalanya, pengertian, dukungan, doa, kasih, tawa, teguran yang selalu kalian berikan.

2. Ipang Djunarko, M.Sc., Apt. selaku Dekan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta sekaligus dosen pembimbing akademik.

  3. Agatha Budi Susiana L, M.Si., Apt. selaku dosen pembimbing yang selalu memberikan waktu, semangat, pengarahan, masukan, kritik dan saran baik selama persiapan, penelitian, maupun penyusunan skripsi ini.

  4. Rini Dwiastuti, M. Sc., Apt. selaku dosen penguji yang telah memberi waktu, kesempatan, masukan, dan bimbingan selama kuliah maupun

  5. C. M. Ratna Rini Nastiti, M. Pharm., Apt. selaku dosen penguji yang telah memberi waktu, kesempatan, masukan, dan bimbingan selama kuliah maupun penyelesaian skripsi ini.

  6. Semua dosen-dosen yang telah memberikan ilmu selama penulis menempuh pendidikan di Fakultas Farmasi Sanata Dharma, Yogyakarta.

  7. Seluruh staf laboratorium, staf kebersihan, dan staf keamanan Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma, yang telah banyak membantu kelancaran penulis dalam melakukan penelitian.

  8. Manda Ferry Laverius dan Petrus Kanisius Yoga Wirantara, sebagai teman kuliah, teman praktikum, teman skripsi, teman bermain, teman bergosip, teman cerita, teman dalam jelas mau pun ketidak jelasan. Terima kasih banyak.

  9. Teman-teman kos “99999”, Mega Gunawan, Dewi, Nuki, Tika, Eka Yulniati, dan semua anak kos serta bapak-ibu kos “99999” atas kebersamaan selama ini.

  10. Anggun Aji Mukti, Ridho Bertomi Panjaitan, I Gede Andrie Wicaksana, dan Petrus Kanisius Yoga Wirantara terimakasih untuk jalan-jalan tak terduga, makan-makan tak terduga, cerita-cerita tak terduga, motivasi- motivasi terselubung, dan hari-hari bersama di ujung kebersamaan ini.

  11. Teman-teman kelompok praktikum A, khususnya Serevino LA, V Julius MH, Manda FL, Tri Asih P, Eka P, Yoga W, Marsella W, B Siwi F, Benny N atas kekompakan dan kerja sama selama kuliah ini.

  12. Teman-teman kelas A 2007 dan FST angkatan 2007, atas suka duka yang kita alami bersama, semoga semuanya dapat menjadi bagian kecil dari buku kenangan hidup kita.

  13. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan pendidikan di perguruan tinggi ini. Tidak tertulis di sini bukan berarti tidak tertulis di hati.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi ini, sehingga segala kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga skripsi ini membantu dan bermanfaat bagi pembaca pada khususnya dan ilmu pengetahuan pada umumnya.

  Penulis

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN SAMPUL ........................................................................................ i HALAMAN JUDUL .......................................................................................... ii HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ..................................................iii HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN .......................................................................... v PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .............................................................. vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI ............................... vii PRAKATA ....................................................................................................... viii DAFTAR ISI ..................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................... xx

  INTISARI ........................................................................................................ xxi

  

ABSTRACT ..................................................................................................... xxii

  BAB I. PENGANTAR ........................................................................................ 1 A. Latar Belakang ....................................................................................... 1

  1. Permasalahan ...................................................................................... 3

  2. Keaslian penelitian .............................................................................. 3

  3. Manfaat Penelitian ............................................................................. 4 B. Tujuan Penelitian ................................................................................... 4

  BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ................................................................. 6

  B.

  Lotion .................................................................................................... 7 C. Viskositas .............................................................................................. 7 D.

  Daya Sebar ............................................................................................. 8 E. Pembentukan Droplet ............................................................................. 8 F. Analisis Droplet ................................................................................... 10 G.

  Pencampuran ....................................................................................... 11 H. Mixer ................................................................................................... 13 I. Metode Desain Faktorial ...................................................................... 15 J.

  Landasan Teori .................................................................................... 16 K.

  Hipotesis .............................................................................................. 18

  BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................... 19 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ............................................................ 19 B. Variabel dalam Penelitian ..................................................................... 19 C. Definisi Operasional ............................................................................ 20 D. Bahan dan Alat .................................................................................... 21 E. Tata Cara Penelitian ............................................................................. 22 1. Formula lotion ................................................................................. 22 2. Pembuatan lotion .............................................................................. 23 3. Pengambilan sampel ........................................................................ 24 4. Penentuan tipe emulsi lotion ............................................................. 24 5. Pengujian viskositas ......................................................................... 24 6. Pengujian daya sebar ........................................................................ 25

  8. Pengujian persen pemisahan ............................................................ 25 F. Analisis Hasil ....................................................................................... 26

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 27 A. Pembuatan Lotion ................................................................................ 27 B. Pengujian Tipe Emulsi Lotion .............................................................. 29

  1. Metode Warna ................................................................................. 30

  2. Metode Pengenceran ......................................................................... 30 C. Karakteristik Ukuran Droplet pada Formula Lotion ............................... 31 D.

  Sifat Fisis Lotion ................................................................................... 35 1.

  Viskositas ...................................................................................... 36 2. Daya sebar ..................................................................................... 44

  E. Stabilitas Fisis Lotion ........................................................................... 51

  1. Pergeseran ukuran droplet .............................................................. 51

  2. Pergeseran viskositas ...................................................................... 53

  3. Pemisahan Emulsi ........................................................................... 61

  F. Optimasi Proses Pencampuran ............................................................. 61 1.

  Contour Plot Viskositas .................................................................. 62 2. Contour Plot Daya Sebar ................................................................ 63 3. Contour Plot Pergeseran Viskositas ............................................... 64

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ 67 A. Kesimpulan ........................................................................................ 67 B. Saran .................................................................................................. 67

  LAMPIRAN ..................................................................................................... 71 BIOGRAFI PENULIS ...................................................................................... 88

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Rancangan desain faktorial untuk tiga faktor dua level .................... 15 Tabel II. Formula asli dan formula hasil modifikasi ....................................... 22 Tabel III. Rancangan percobaan desain faktorial ............................................. 23 Tabel IV. Rata-rata percentile 90 pada dua hari setelah pembuatan ................ 32 Tabel V. Hasil uji sifat fisis lotion ................................................................. 35 Tabel VI. Hasil uji viskositas lotion ............................................................... 37 Tabel VII. Hasil pengolahan nilai efek pada respon viskositas ......................... 37 Tabel VIII. Hasil uji daya sebar ......................................................................... 44 Tabel IX. Hasil pengolahan nilai efek pada respon daya sebar ......................... 45 Tabel X. Hasil perhitungan percentile 90 dan signifikansi percentile 90 antara dua waktu pengukuran yang berbeda ............................................... 53 Tabel XI. Hasil uji respon pergeseran viskositas .............................................. 54 Tabel XII. Hasil pengolahan nilai efek pada respon pergeseran viskositas ......... 54

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar 1. Grafik pengaruh lama pencampuran dan kecepatan pencampuran terhadap rata-rata ukuran droplet................................................... 12 Gambar 2. Planetary mixer ........................................................................... 14 Gambar 3. Sigma blade mixer ......................................................................... 14 Gambar 4. Hasil pengujian tipe lotion dengan metode warna ........................ 30 Gambar 5. Penambahan air berlebih (kiri) dan penambahan parafin cair berlebih

  (kanan) .......................................................................................... 31 Gambar 6. Histogram rata-rata percentile 90 droplet pada dua hari setelah pembuatan ..................................................................................... 32 Gambar 7. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan kecepatan putar mixer pada level rendah waktu pencampuran terhadap respon viskositas .38 Gambar 8. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan kecepatan putar mixer pada level tinggi waktu pencampuran terhadap respon viskositas ...38 Gambar 9. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan waktu pencampuran pada level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon viskositas .......................................................................... 39

  Gambar 10. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan waktu pencampuran pada level tinggi kecepatan putar mixer terhadap respon viskositas .......................................................................... 39

  Gambar 11. Pengaruh interaksi kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran pada level rendah suhu pencampuran terhadap respon viskositas ............................................................................ 40

  Gambar 12. Pengaruh interaksi kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran pada level tinggi suhu pencampuran terhadap respon viskositas ........................................................................... 41

  Gambar 13. ANOVA untuk respon viskositas .................................................. 42 Gambar 14. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan kecepatan putar

  mixer pada level rendah waktu pencampuran terhadap respon

  daya sebar ..................................................................................... 45 Gambar 15. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan kecepatan putar

  mixer

  pada level tinggi waktu pencampuran terhadap respon daya sebar ............................................................................................. 46 Gambar 16. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan waktu pencampuran pada level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon daya sebar ......................................................................... 46

  Gambar 17. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan waktu pencampuran pada level tinggi kecepatan putar mixer terhadap respon daya sebar ......................................................................... 47

  Gambar 18. Pengaruh interaksi kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran pada level rendah suhu pencampuran terhadap respon daya sebar ......................................................................... 48

  Gambar 19. Pengaruh interaksi kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran pada level tinggi suhu pencampuran terhadap respon daya sebar ......................................................................... 48

  Gambar

  20. ANOVA untuk respon daya sebar ............................................... 49 Gambar

  21. Histogram perbandingan percentile 90 setelah 2 dan 30 hari ........ 52 Gambar

  22. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan kecepatan putar

  mixer

  pada level rendah waktu pencampuran terhadap respon pergeseran viskositas. .................................................................... 55 Gambar 23. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan kecepatan putar

  mixer pada level tinggi waktu pencampuran terhadap respon

  pergeseran viskositas ..................................................................... 55 Gambar 24. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan waktu pencampuran pada level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon pergeseran viskositas ......................................................... 56

  Gambar 25. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dengan waktu pencampuran pada level tinggi kecepatan putar mixer terhadap respon pergeseran viskositas ......................................................... 57

  Gambar26. Pengaruh interaksi kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran pada level rendah suhu pencampuran terhadap respon pergeseran viskositas ......................................................... 57

  Gambar 27. Pengaruh interaksi kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran pada level tinggi suhu pencampuran terhadap

  Gambar 28. ANOVA untuk respon pergeseran viskositas .................................. 59 Gambar 29. Contour plot viskositas lotion ..................................................... 62 Gambar 30. Contour plot daya sebar lotion ...................................................... 63 Gambar 31. Contour plot pergeseran viskositas lotion ...................................... 64 Gambar 32. Point prediction kondisi optimum proses pencampuran lotion ....... 65

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran I. Data uji sifat fisis dan stabiliutas fisis ........................................... 71 Lampiran II. Uji normalitas data dan signifikansi percentile 90 ........................ 74

  TM

  LampiranIII. Hasil analisis Design Expert 7.0.0 ............................................ 82 LampiranIV. Dokumentasi ................................................................................ 86

  INTISARI

  Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui faktor mana yang berpengaruh signifikan, antara kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran atau interaksi antara ketiganya terhadap sifat fisis dan stabilitas

  

lotion yang dihasilkan serta untuk mengetahui ada tidaknya kondisi optimum

proses pencampuran hand lotion.

  Metode desain faktorial digunakan dalam rancangan penelitian eksperimental murni ini dengan subyek penelitian hand lotion. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah kecepatan putar mixer (level rendah 200 rpm; level

  o o

  tinggi 400 rpm), suhu pencampuran (level rendah 60 C; level tinggi 80

  C), dan waktu pencampuran (level rendah 5 menit; level tinggi 10 menit). Variabel tergantung adalah viskositas, daya sebar, dan pergeseran viskositas setelah penyimpanan selama satu bulan. Data yang didapatkan diolah menggunakan

  TM software Design Expert 7.0.0 .

  Hasil penelitian ini menunjukkan suhu pencampuran dan kecepatan putar

  

mixer berpengaruh signifikan terhadap viskositas. Semua faktor secara tunggal

  maupun interaksinya berpengaruh signifikan terhadap daya sebar. Suhu pencampuran merupakan satu-satunya faktor yang berpengaruh terhadap pergeseran viskositas. Kondisi optimum proses pembuatan hand lotion yang ditemukan adalah dengan level rendah kecepatan putar mixer (200 rpm), level

  o

  tinggi suhu pencampuran (80 C), dan level rendah waktu pencampuran (5 menit).

  

Kata kunci: lotion, kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, waktu

  pencampuran, desain faktorial

  

ABSTRACT

  The research aim was to determine factors of mixing process which significantly affected the physical properties and stability of lotion and to determine the optimum condition of hand lotion mixing process.

  This pure experimental research used factorial design with hand lotion as research subject. Independent variables on this research were mixing rate (low

  o

  level is 200 rpm; high level is 400 rpm), mixing temperature (low level is 60 C;

  o

  high level is 80

  C), and mixing time (low level is 5 minutes; high level is 10 minutes). Dependent variables were viscosity, spreadability, and viscosity shift.

  TM The data were analyzed by using Design Expert 7.0.0 software.

  The results show that mixing temperature and mixing speed significantly affect the viscosity. All these factors and their interaction significantly affect the spreadability. Mixing temperature was the only factor affect the shift in viscosity. The optimum condition of lotion mixing process is low level (200 rpm) of mixing

  o

  speed, high level of mixing temperature (80

  C), and low level of mixing time (5 minutes).

  

Kata kunci: lotion, mixing speed, mixing temperature, mixing time, factorial

  design

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Lotion adalah emulsi encer yang didesain untuk penggunaan luar. Biasanya lotion digunakan pada daerah-daerah yang sering mengalami gesekan

  atau gosokan seperti bagian antar jari, paha, dan lengan (Allen, 1999). Lotion memungkinkan pemakaian yang merata dan cepat pada permukaan kulit yang luas, serta meninggalkan lapisan tipis pada permukaan kulit setelah diaplikasikan. Penggunaan lotion memberikan kesan halus, lembut, dan tidak berminyak (Ansel, 1989; Wilkinson and More, 1982).

  Hand lotion merupakan salah satu produk kosmetik berbasis lotion. Hand

lotion berfungsi menjaga kelembaban kulit tangan agar tetap sehat (Tatum, 2011).

  

Hand lotion mencegah terjadinya dryness, premature aging, cracked skin yang

dapat mengakibatkan ketidaknyamanan (Warta, 2011).

  Pencampuran adalah titik kritis dalam pembuatan lotion, dengan pencampuran yang optimal akan menghasilkan sediaan yang homogen dan memiliki sifat fisis yang baik. Pada proses pembuatan lotion, yang perlu diperhatikan adalah metode untuk mencampurkan fase-fasenya, baik dari segi kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, maupun waktu pencampuran selama pencampuran. Ketiga faktor tersebut dapat berpengaruh terhadap distribusi ukuran droplet, viskositas, dan stabilitas dari emulsi yang dihasilkan (Block, 1996). Dalam proses pencampuran diperlukan energi untuk dapat mendispersikan dua

  (emulgator), energi panas (suhu), maupun energi mekanik (pencampuran) (Anonim, 2011; Setyaningsih 2010).

  Dalam penelitian ini dilakukan optimasi terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi proses pencampuran, yaitu kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran. Faktor kecepatan putar mixer penting dalam proses pencampuran di mana kecepatan putar mixer berperan dalam memberikan energi mekanik dalam proses pendispersian bahan-bahan satu sama lainnya. Proses pencampuran akan menentukan besar kecilnya ukuran droplet yang terbentuk melalui gaya geser (shear) yang dihasilkan kecepatan putar mixer atau pemecahan droplet (Block, 1996).

  Suhu pencampuran juga merupakan salah satu faktor penting yang berperan dalam pembentukan lotion. Suhu pencampuran berperan sejak awal proses pembuatan lotion di mana suhu pencampuran berpengaruh pada pelelehan bahan padat menjadi bentuk cairan dan mempertahankan konsistensinya selama proses pencampuran agar tidak terjadi pemadatan dini dari bahan-bahan yang awalnya berbentuk padatan sehingga dapat terbentuk dispersi yang homogen (Aulton, 2002; Lieberman, Rieger, and Banker, 1996). Suhu juga berpengaruh dalam penurunan tegangan permukaan sehingga dapat mengefektifkan proses emulsifikasi. Penurunan tegangan permukaan linear dengan kenaikan suhu (Aulton, 2002).

  Faktor ketiga yang tidak kalah penting dalam proses pencampuran adalah waktu pencampuran. Waktu pencampuran berpengaruh dalam efisiensi pencampuran tidak selalu berpengaruh terhadap pengecilan ukuran droplet yang kemudian akan berpengaruh terhadap sifat fisis emulsi yang dihasilkan sehingga perlu dilakukan pembatasan waktu pencampuran.

  Desain faktorial mrupakan aplikasi persamaan regresi, yaitu teknik untuk memberikan model hubungan antara variabel tergantung dengan satu atau lebiuh variabel bebas. Lewat desain faktorial dapat juga diketahui efek faktor atau pun interaksinya yang berpengaruh terhadap respon (Armstrong and James, 1996).

  Dengan demikian, pada penelitian ini dilakukan optimasi proses pencampuran pembuatan hand lotion menggunakan rancangan desain faktorial yang kemudian

  TM

  pengolahan datanya akan menggunakan Design Expert 7.0.0 sehingga dapat melihat faktor atau interaksi antar faktor yang berpengaruh signifikan dalam menentukan respon sifat fisis dan stabilitas fisis serta dapat mengetahui ada tidaknya kondisi proses pencampuran optimum sehingga dihasilkan hand lotion dengan sifat fisis dan stabilitas yang baik.

1. Permasalahan a.

  Di antara kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, waktu pencampuran, dan interaksi antar faktor tersebut manakah yang berpengaruh signifikan dalam menentukan sifat fisis dan stabilitas hand lotion yang dihasilkan? b. Adakah kondisi optimum dalam proses pencampuran hand lotion? 2.

   Keaslian penelitian

  Sejauh pengetahuan penulis, penelitian mengenai optimasi proses pencampuran hand lotion yang mengkaji kecepatan putar mixer, suhu belum pernah dilakukan. Adapun penelitian serupa yang pernah dilakukan oleh Dwiastuti (2009), dengan judul “Optimasi Proses Pembuatan Krim Sunscreen Ekstrak Kering Polifenol Teh Hijau (Camellia Sinensis L.) dengan Metode Desain Faktorial”. Penelitian serupa juga sedang dilakukan oleh Wirantara (2011), dengan judul “Optimasi Proses Pencampuran Hand Krim dengan Kajian Kecepatan Putar Mixer, Waktu dan Suhu Pencampuran Dengan Metode Desain Faktorial”.

3. Manfaat penelitian

  a. Manfaat teoritis . Menambah khasanah ilmu pengetahuan mengenai sediaan lotion khususnya mengenai pengaruh kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran terhadap sifat fisis dan stabilitas hand lotion .

  b. Manfaat praktis. Mengetahui kondisi optimal antara kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran sehingga dihasilkan

  hand lotion yang memiliki sifat fisis dan stabilitas fisis yang baik.

  c. Manfaat metodologis . Menambah informasi dalam bidang kefarmasian mengenai aplikasi metode desain faktorial.

B. Tujuan Penelitian 1. Tujuan Umum

  Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mengetahui proses pencampuran yang optimum dengan melihat kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran pada pembuatan hand lotion.

2. Tujuan Khusus a.

  Untuk mengetahui manakah di antara kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, waktu pencampuran, dan interaksi antar faktor yang berpengaruh signifikan pada sifat fisis dan stabilitas hand lotion.

  b.

  Untuk mengetahui adakah kondisi optimum dari kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran pada pembuatan hand lotion.

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Emulsi Suatu emulsi terdiri dari fase dispers (fase internal atau discontinuous

  phase

  ), medium dispers (fase eksternal atau continuous phase), dan emulsifying

  

agent . Emulsi merupakan campuran dari dua fase yang tidak saling campur karena

  perbedaan polaritas. Fungsi dari emulsifying agent adalah untuk menurunkan tegangan permukaan antara fase dispers dan medium dispers, sehingga fase dispers dapat terdispersi merata di dalam medium dispers (Allen, 2002a).

  Ketika fase terdispersi adalah nonpolar (minyak) dan medium pendispersi adalah polar (air), emulsi diketahui sebagai emulsi minyak dalam air (O/W). Emulsi O/W dapat bercampur dengan air dan dapat dibilas dengan air, bersifat nonocllusive, dan tidak menimbulkan efek greasy Ketika fase terdispersi adalah polar (air) dan medium pendispersi adalah nonpolar (minyak), emulsi diketahui sebagai emulsi air dalam minyak (W/O). Emulsi W/O tidak dapat bercampur dengan air dan tidak dapat dibilas dengan air, bersifar occlusive dan memberi efek greasy (Allen, 1999). Salah satu faktor yang dapat mempengaruhi tipe emulsi yang dihasilkan adalah tipe emulgator yang digunakan (Aulton, 1991) Emulsi tidak terbentuk secara spontan ketika bahan-bahan cair dicampur.

  Pembentukan emulsi membutuhkan penambahan energi, seperti gaya mekanik, vibrasi ultrasonik, atau panas, untuk memecah cairan tersebut, dengan demikian akan meningkatkan luas permukaan area dari fase internal. Ketika dilakukan terbentuk seperti cairan yang akan mempertahankan area permukaan yang sekecil mungkin, sehingga timbul tegangan permukaan antara kedua cairan tersebut.

  Penambahan emulsifying agent membuat kedua cairan tersebut menjadi dapat bercampur karena molekul emulsifying agent terorientasi di antara kedua cairan, dengan bagian polar dalam cairan polar dan yang nonpolar dalam cairan nonpolar.

  Emulsifying agent

  akan mengurangi kecenderungan droplet untuk bersatu membentuk droplet yang lebih besar, yang dapat menyebabkan kedua cairan terpisah (Allen, 1999).

B. Lotion

  Lotion

  adalah emulsi encer yang didesain untuk aplikasi eksternal. Lotion memiliki efek lubrikasi dan dengan begitu lotion diaplikasikan pada area

  

intertriginous yaitu pada area kulit yang dapat saling bergesekan, seperti pada

  sela-sela jari, paha, atau di bawah lengan (Allen, 2002a). Lotion memiliki keuntungan dalam hal penyebarannya, di mana lotion memungkinkan pemakaian yang merata dan cepat pada permukaan kulit yang luas serta meninggalkan lapisan tipis pada permukaan kulit setelah diaplikasikan (Ansel, 1989; Wilkinson and More, 1982).

C. Viskositas

  Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir; makin tinggi viskositas, maka semakin besar tahanannya (Martin, elastisitas, dan rheology, merupakan faktor terpenting dalam pengembangan dan karakteristik produk akhir dari formulasi semisolid. Peningkatan viskositas akan menaikkan waktu retensi pada tempat aksi tetapi akan menurunkan daya sebar (Garg, Aggarwal, Garg, Singla, 2002).

  D.

  

Daya Sebar

  Pada prinsipnya daya sebar berhubungan dengan sudut kontak antara droplet sediaan dengan tempat aplikasinya dan ini menggambarkan kelicinan (lubricity) tiap tetes cairan (droplet) atau preparasi semisolid yang berhubungan langsung dengan koefisien gesekan. Untuk mengukur daya sebar sediaan semisolid dengan pemberian shearing stress yang diseragamkan, perlu dipertimbangkan faktor-faktor penting yang meliputi karakteristik formulasi, kecepatan dan lama pengadukan, temperatur pada tempat aksi. Kecepatan penyebaran bergantung pada viskositas formulasi, kecepatan penguapan pelarut, kecepatan peningkatan viskositas sebagai hasil dari penguapan, serta shearing

  stress yang dikenakan (Garg et al., 2002).

E. Pembentukan Droplet

  Umumnya, droplet terbentuk akibat tegangan yang diberikan terhadap droplet awal yang berukuran besar sehingga menyebabkan pemanjangan droplet tersebut, diikuti dengan peningkatan tegangan permukaan dan mengarah pada ketidakstabilan, sehingga droplet yang awalnya berukuran besar terpecah menjadi pembentukan droplet adalah sifat kental dan elastis dari fase dispers dan medium dispers, tegangan antarmuka, dan kondisi aliran (Peters, 1997).

  Terdapat kesulitan dalam menguji peranan faktor-faktor tersebut baik secara eksperimental maupun secara teoritis. Inti dari kesulitan tersebut adalah bahwa secara prakteknya, emulsifikasi tidak terjadi pada kondisi yang tetap, tetapi

• 6

  di bawah kondisi yang dinamis yaitu dalam skala waktu satuan detik sampai 10 detik. Bagaimanapun, dapat diasumsikan bahwa arah efek yang timbul bergantung pada skala waktu. Kemudian, dapat digunakan kombinasi efek steady-state dengan sebuah pemahaman tentang pengaruh skala waktu dalam memodifikasi besar droplet (Peters, 1997).

  Deformasi droplet bergantung pada parameter tertentu, salah satunya adalah rasio viskositas. Rasio viskositas adalah perbandingan antara viskositas fase dispers berbanding dengan viskositas medium dispers. Temperatur berperan kuat dalam perubahan rasio viskositas antara dua fase. Semakin besar rasio viskositas suatu sistem maka akan menghasilkan droplet yang ramping dan panjang (Peters, 1997).

  Dalam prakteknya, efek dinamik sangat penting, yaitu efeknya terhadap kecepatan perenggangan suatu droplet. Pada saat perenggangan droplet awal, tegangan antarmuka akan meningkat dikarenakan molekul surfaktan tidak dapat merespon secara spontan, kemudian setelah lapisan tunggal surfaktan teradsorbsi pada ukuran droplet yang lebih kecil akan terjadi penurunan tegangan permukaan, dan bergantung pada sifat serta konsentrasi surfaktan yang digunakan (Peters,

  Kondisi aliran tetap juga menjadi pertimbangan tetapi dalam prakteknya emulsifikasi sering terjadi di bawah kondisi aliran yang turbulen. Diperkirakan droplet akan pecah jika tekanan yang melintasi droplet sama dengan tekanan berkaitan dengan tegangan permukaan yang menahan droplet tetap menyatu (Peters,1997).

  F.

  

Analisis Droplet

  Pengetahuan dan pengendalian ukuran, serta kisaran ukuran droplet sangat penting dalam farmasi. Ukuran dan luas permukaan droplet dapat dihubungkan dengan sifat fisika, kimia, dan farmakologi suatu obat. Data ukuran droplet diperoleh dalam diameter droplet dan distribusi ukuran droplet, sedangkan bentuk droplet memberikan gambaran tentang luas permukaan spesifik droplet, dan teksturnya (Martin et al., 1993).

  Pengukuran ukuran droplet yang berkisar dari 0,2 µm sampai kira-kira 100 µ m dapat dilakukan menggunakan mikroskop. Kerugian metode mikroskopi adalah bahwa garis tengah yang diperoleh hanya dua dimensi dari droplet tesebut, yaitu dimensi panjang dan lebar. Selain itu, jumlah droplet yang harus dihitung sekitar 300-500 droplet agar mendapat suatu perkiraan distribusi yang baik, sehingga metode ini membutuhkan waktu dan ketelitian. Pengujian mikromeritik suatu sampel harus tetap dilakukan bahkan jika digunakan metode analisis ukuran droplet lainnya, karena adanya gumpalan dan droplet-droplet lebih dari satu komponen seringkali bisa dideteksi dengan metode ini (Martin et al., 1993).

  Ukuran droplet dapat digambarkan lewat nilai percentile. Nilai percentile didapatkan dengan mengurutkan data dari ukuran droplet dari yang terkecil sampai yang paling besar, baru kemudian dapat ditentukan nilai percentile sesuai dari suatu populasi data. Nilai percentile menunjukkan bahwa sejumlah tertentu droplet dari populasi droplet yang terukur memiliki nilai di bawah nilai percentile tersebut. Percentile 90 berarti 90% droplet memiliki ukuran droplet di bawah nilai

  percentile 90 itu sendiri (De Muth, 1999).

G. Pencampuran

  Pada proses pembuatan emulsi, yang perlu diperhatikan adalah metode untuk mencampurkan fase-fasenya, kecepatan pencampuran, lama pencampuran, temperatur dari masing-masing fase, dan pendinginan setelah pencampuran yang berpengaruh terhadap distribusi ukuran droplet, viskositas, dan stabilitas dari emulsi yang dihasilkan (Lieberman et al., 1996). Menurut Nielloud dan Mestres (2000) sifat fisis emulsi juga dipengaruhi oleh banyak faktor lain, seperti kecepatan putar (shear rate), shear stress, regangan (strain), dan waktu pencampuran. Pencampuran adalah suatu proses yang bertujuan untuk menangani dua atau lebih bahan yang belum tercampur, sehingga setiap unit (droplet, molekul, dan lain-lain) dari bahan tersebut dapat berinteraksi dengan bahan lain (Aulton, 2002). Prinsip dasar pencampuran terletak pada penyusupan droplet bahan yang satu diantara droplet bahan yang lainya (Voigt, 1994).

  Suhu pencampuran berpengaruh pada pencampuran bahan-bahan dengan selama proses pencampuran, hal ini dapat mengurangi kemungkinan terjadinya pemadatan atau kristalisasi dini selama proses pencampuran (Lieberman, et al., 1996). Suhu juga berpengaruh dalam penurunan tegangan permukaan. Penurunan tegangan permukaan linear dengan kenaikan suhu (Aulton, 2002). Suhu pencampuran akan mempengaruhi jalannya reakasi saponifikasi pembentukan sabun sebagai emulgator, di mana saponifikasi ini terjadi ketika asam lemak bebas bertemu dengan basa kuat seperti pada pembentukan sabun trietanolamin stearat (Zhu, Heppenstall-Butler, Pudney, Ferdinando, and Kirkland, 2007).

  

Gambar 1. Grafik pengaruh lama pencampuran dan kecepatan pencampuran

terhadap rata-rata ukuran droplet (Peters, 1997)

  Kecepatan putar mixer berperan dalam memberikan energi mekanik sehingga campuran dapat terdispersi satu sama lainnya. Proses pencampuran akan menentukan besar kecilnya ukuran droplet yang terbentuk melalui gaya geser (shear) yang dihasilkan kecepatan putar mixer atau pemecahan droplet (Block, 1996). Waktu pencampuran cukup penting dilihat dari sudut pandang dalam menjamin gross mixing maupun kesetimbangan distribusi ukuran droplet. Waktu pencampuran juga penting untuk dipertimbangkan untuk menghindari proses pencampuran berlebih yang mengakibatkan pemborosan dalam hal pembiayaan energi serta memungkinkan untuk merusak produk.

  Gambar 1 menunjukkan efek dari pengaruh kecepatan putar mixer yang berbeda terhadap rata-rata ukuran droplet yang dihasilkan. Pada emulsi O/W tersebut peningkatan kecepatan dari 350 menjadi 500 tidak menghasilkan penurunan diameter rata-rata droplet (gambar 1), oleh karena itu dapat ditarik satu

  

point penting mengenai batas ukuran droplet suatu produk sehubungan dengan

waktu maupun kecepatan putar saat pencampuran (Peters. 1997).

  H.

  

Mixer

Sediaan semisolid umumnya memiliki viskositas yang cukup tinggi.

  

Mixer yang sesuai adalah mixer yang elemen putarnya dapat menghasilkan gaya

  geser yang cukup tinggi. Mixer yang dapat digunakan untuk memperoleh sediaan semisolid yang homogen adalah planetary mixer dan sigma blade mixer. Disebut

  

planetary mixer karena pencampurannya dilakukan oleh roda gigi planetary yang

  dipasangkan pada mixer blade dengan gesekan di sekitar ring gear mengitari

  

mixer blade. Kelemahan terbesar dari alat ini adalah terbatasnya jumlah batch

yang dapat diproduksi (Lantz and Schwartz, 1990).

  Menurut Aulton (2002), permasalahan yang sering timbul pada pencampuran sediaan padat dan cair, sediaan semisolid tidak mudah mengalir, dan menyebabkan terdapatnya ”dead spots”. Oleh karena itu harus digunakan mixer yang sesuai, yaitu yang dapat memutar bahan yang dicampurkan dengan jarak terdekat antara bahan dengan wadah mixer dan dapat menghasilkan derajat pencampuran tinggi yang tidak dapat dihasilkan oleh pencampuran difusi dan pencampuran konvektif. Salah satu tipe mixer yang dapat digunakan dalam pencampuran semisolid adalah planetary mixer. Mixer tipe ini biasanya digunakan sebagai peralatan dapur rumah tangga dan berupa mesin yang lebih besar dengan prinsip pengoperasian yang sama dan digunakan dalam industri.

  

Sigam blade mixer merupakan mixer yang kuat dan cocok digunakan pada

sediaan pasta padat dan salep.

  

Gambar 2. Planetary mixer Gambar 3. S igma blade mixer (Aulton, 2002)

I. Metode Desain Faktorial

  Desain faktorial merupakan desain yang dipilih untuk mengukur bersama-sama efek dari beberapa faktor dan interaksi antara faktor-faktor tersebut. Faktor merupakan variabel bebas yang telah ditentukan oleh peneliti dalam suatu penelitian, seperti konsentrasi dan temperatur. Level dari faktor

  .

  adalah nilai yang ditentukan untuk masing-masing faktor (Bolton,1997)

  

Tabel I. Rancangan desain faktorial untuk tiga faktor dua level

Faktor Interaksi Percobaan

  A B C AB AC BC ABC

• (1)

  a

• b
• ab

  c

• ac
• bc
• abc

  (Armstrong and James,1996) Hubungan antar faktor dalam rancangan desain faktorial sering digambarkan dengan kubus. Semua percobaan dengan level tinggi pada faktor A

  (a, ab, ac, abc) digambarkan pada sisi kanan kubus, sedangkan semua percobaan dengan level rendah pada faktor A ( (1), b, c, bc ) digambarkan pada sisi kiri kubus. Level rendah dan tinggi faktor B digambarkan pada sisi bagian atas dan bawah kubus, sedangkan semua percobaan dengan level rendah dan tinggi faktor C digambarkan pada sisi bagian depan dan belakang kubus (Armstrong and

  Level rendah dari setiap fakor diberi lambang”-“ sedangkan level tinggi dari setiap faktor diberi lambang “+”. Persamaan desain faktorial tiga faktor dua level sebagai berikut: y = b o + b x + b x + bc x + b + x x + b x x + b x x

  A A B B C AB A B AC A C BC B C

  b ABC x A x B x C (Armstrong and James,1996) Dari rumus di atas data yang diperoleh dapat dibuat contour plot suatu respon tertentu yang sangat berguna dalam memilih komposisi campuran yang optimum. Besarnya efek dapat dicari dengan menghitung selisih antara rata-rata respon pada aras tinggi dan rata-rata respon pada aras rendah (Bolton, 1997).

  Desain faktorial memiliki beberapa keuntungan. Keuntungan utama desain faktorial adalah bahwa metode ini memungkinkan untuk mengidentifikasi efek masing-masing faktor, maupun efek interaksi antar faktor. Metode ini ekonomis, dapat mengurangi jumlah penelitian jika dibandingkan dengan meneliti dua efek faktor secara terpisah (De Muth, 1999).

  J.

  

Landasan Teori

Lotion adalah emulsi encer yang didesain untuk aplikasi eksternal dan

  memiliki efek lubrikasi. Biasanya lotion diaplikasikan pada area kulit yang dapat saling bergesekan, seperti pada sela-sela jari, paha, atau di bawah lengan. Lotion memungkinkan penggunaan yang merata dan cepat pada permukaan kulit yang luas karena konsistensinya tidak terlalu kental. Penggunaan lotion memberikan kesan halus, lembut, dan tidak berminyak.

  Pencampuran merupakan titik kritis dalam pembuatan lotion karena dapat berpengaruh terhadap sifat fisis dan stabilitas emulsi yang dihasilkan. Sifat fisis lotion dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti kecepatan putar mixer, suhu pencampuran, dan waktu pencampuran. Kecepatan putar mixer berperan dalam memberikan energi mekanik sehingga campuran dapat terdispersi satu sama lainnya. Ukuran droplet dapat berpengaruh pada sifat fisis sediaan. Ukuran droplet yang dihasilkan dapat dipengaruhi oleh kecepatan putar mixer, namun demikian kenaikan kecepatan putar tidak selalu menghasilkan ukuran droplet yang kecil.