T ega
ng anan
ta rm
uk a
mN m
d
maks
29
D
a
CWe 79
50 45
40 35
30 25
APG-K Model APG-G model
APG-PS model APG-K
APG-G APG-PS
20 15
10 5
0.0 0.1
0.2 0.3
0.4 0.5
Konsentrasi APG bv Gambar 28 Tegangan antarmuka air-xilen pada berbagai konsentrasi APG dalam larutan.
4.3 Kinetika Emulsifikasi
Emulsifikasi biasanya berkenaan dengan dispersi satu cairan, seperti minyak di dalam cairan lain air yang tidak saling larut. Kinetika emulsifikasi adalah
perubahan bentuk emulsi terhadap waktu. Kajian emulsifikasi ini merupakan suatu pengembangan produk APG yang dihasilkan. Emulsifikasi merupakan
faktor penting dalam flotasi, ekstraksi solven, pengolahan air limbah, aplikasi pada farmasi, kosmetik, agrokimia, makanan, membran cair dan aplikasi lainnya
Paul Moulik 2001. Hinze 1955 dalam Sis Chander 2004 telah melaporkan
breakage globula yang terisolasi terutama ditentukan oleh rasio gaya-gaya eksternal dan
internal yang bekerja pada suatu globula. Ada dua gaya eksternal utama: 1 fluktuasi tekanan turbulen dan 2 gaya viskos karena gradien kecepatan di
sekeliling fase kontinyu. Gaya-gaya ini terutama karena tegangan antarmuka danatau gaya viskos internal. menurut Hinze 1955 suatu tetesan akan pecah bila
rasio deformasi gaya internal melewati diameternya dan gaya karena tegangan antarmuka yang melebihi harga kritis. Berdasarkan model ini Pers. 29
disarankan.
0,6
N D
a3
k
80
dimana d
maks
adalah diameter tetesan stabil maksimum dalam sel, D
a
adalah diameter impeller,
C adalah konstanta antara 0,126 dan 0,15, dan We adalah bilangan Weber yang didefinisikan dengan Pers. 30:
2
We 30
dimana ρ adalah densiti fase kontinyu, N kecepatan pengadukan dan
adalah tegangan antarmuka air-minyak.
Polat et al. 1999 telah mengembangkan model emulsifikasi fenomenologi berdasarkan kajian Hinze 1955. Model yang didefinisikan dengan Pers. 31
memasukkan dua parameter empiris, ukuran globula rata-rata pada 1 menit dispersi dan laju
breakage tanpa dimensi, dX t
dt k
tX t 1 t
31 dimana
Xt, t, dan k’ masing-masing adalah ukuran globula rata-rata, gaya eksternal per satuan luas pada waktu
t, dan konstanta kesebandingan. Dengan menganggap , , dan k’ konstan, konstanta tanpa dimensi baru k didefinisikan
oleh Pers. 32: t
k 32
Integrasi Pers. 31 menghasilkan
ln[ X t ] lnC
k lnt
33 dimana
C adalah konstanta integrasi. Dengan mendefinisikan Xt=1 sebagai ukuran globula rata-rata pada dispersi 1 menit, konstanta
C dapat ditentukan. Bila C ini dimasukkan ke dalam Pers. 33, didapatkan Pers. 34
ln[ X t]
ln[ X t
1] k lnt
34 Menurut Pers. 34 plot
ln[ X t]
vs lnt akan menghasilkan garis lurus dengan intersep
ln[ X t 1]
dan slope k.
Diam eterr
at a-
ra tagl
o bul
a,ln[ Xt]
[m ]
b k
k
81
Emulsifikasi 2 APG dalam air-mineral oil dilakukan pada kecepatan pengadukan berbeda-beda dari 1500 rpm hingga 2500 rpm dan didapatkan data
seperti pada Gambar 29. Absis dan ordinat merupakan harga-harga yang sudah dilogaritma naturalkan. Terlihat dari gambar tersebut ukuran globula berkurang
dengan naiknya kecepatan pengadukan dan lamanya pencampuran, karena gaya eksternal pada globula bertambah dengan bertambahnya konsumsi energi di dalam
tangki pencampuran. Hasil ini didukung oleh Sis Chander 2004. Parameter model
ln[ X t 1]
ukuran globula rata-rata pada 1 menit dispersi dan k konstanta laju
breakage didapat dari Gambar 29 dan ditabelkan pada Tabel 17. Terlihat dari Tabel 17 ada penurunan ukuran globula rata-rata pada 1 menit
dispersi sedangkan laju breakage berfluktuasi Lampiran 8.
Tabel 17 Ragam parameter model ukuran globula rata-rata pada 1 menit dispersi dan laju
breakage Kecepatan
menit dispersi
ln[ X t 1]
m 1500
1,069 6,058
2000 0,273
2,812 2500
0,329 2,795
5.0 4.5
4.0 3.5
3.0 2.5
2.0 1.5
1.0 0.5
0.0 1
2 3
4 Lama pencampuran, lnt [menit]
Gambar 29 Ragam ukuran globula rata-rata pada 2 APG dalam air-mineral oil.
82
4.4 Aplikasi Alkil Poligikosida pada Skin Lotion
4.4.1 Viskositas
Viskositas merupakan salah satu parameter penting dalam produk-produk emulsi khususnya
skin lotion. Viskositas menunjukkan kekentalan suatu bahan yang diukur menggunakan
viscometer. Faktor yang erat hubungannya dengan stabilitas emulsi adalah viskositas Suryani
et al. 2000. Bahan-bahan yang dipengaruhi nilai viskositas awal adalah bahan-bahan
pengemulsi emulsifier. Alkil poliglikosida APG merupakan salah satu
emulsifier. Penggunaan asam stearat, setil alkohol, mineral oil, metil paraben, dan propil paraben menghasilkan formula
skin lotion yang baik. Kekentalan produk cukup baik,
skin lotion tidak terlalu encer dan tidak terlalu kental. Nilai viskositas produk
skin lotion yang disintesis dengan campuran surfaktan alkil poliglikosida APG adalah 2186,667 cP dimana nilainya sesuai
dengan kisaran SNI 16-4399-1996 untuk produk yaitu 2000 50.000 cP.
4.4.2 Stabilitas Emulsi Skin Lotion
Stabilitas emulsi menunjukkan kestabilan suatu bahan dimana emulsi yang terdapat dalam bahan tidak mempunyai kecenderungan untuk bergabung dengan
partikel lain dan membentuk lapisan yang terpisah Suryani et al. 2000.
Stabilitas emulsi dapat dilihat setelah penyimpanan produk selama waktu simpannya
shelf-life, namun cara ini membutuhkan waktu yang lama, sedangkan siklus pengembangan produk kosmetik relatif singkat. Sehingga digunakan
pengujian stabilitas dipercepat untuk memperkirakan stabilitas jangka panjang. Uji stabilitas dipercepat gunanya adalah untuk memprediksi seberapa jauh produk
akan tahan terhadap tekanan dan suhu ekstrem CTFA 2004. Pengujian stabilitas dipercepat dilakukan dengan cara memberikan tekanan
tertentu pada produk misalnya dengan agitasi, sentrifugasi, atau teknik manipulasi suhu. Sentrifugasi pada putaran 3750 rpm dalam tabung sentrifugasi setinggi 10
cm selama 5 jam dapat dikatakan ekivalen dengan pengaruh gravitasi selama ±1 tahun Lachman
et al. 1994. Hasil uji stabilitas emulsi dengan menggunakan
