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

  

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND KRIM

DENGAN KAJIAN KECEPATAN PUTAR MIXER,

WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

SKRIPSI

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

  Program Studi Farmasi Diajukan oleh:

  Yoga Wirantara NIM : 078114021

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND KRIM

DENGAN KAJIAN KECEPATAN PUTAR MIXER,

WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

SKRIPSI

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

  Program Studi Farmasi Diajukan oleh:

  Yoga Wirantara NIM : 078114021

  

FAKULTAS FARMASI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

  

Persetujuan Pembimbing

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND KRIM

DENGAN KAJIAN KECEPATAN PUTAR MIXER,

  

WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

  Skripsi yang diajukan oleh: Yoga Wirantara

  NIM : 078114021 telah disetujui oleh Pembimbing (Agatha Budi Susiana Lestari M. Si., Apt.) tanggal : Februari 2011

  

Pengesahan Skripsi Berjudul

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND KRIM

DENGAN KAJIAN KECEPATAN PUTAR MIXER,

  

WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

  Oleh : Yoga Wirantara

  NIM : 078114021 Dipertahankan di hadapan Panitia Penguji Skripsi

  Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

  Pada tanggal : Februari 2011 Mengetahui

  Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma

  Dekan (Ipang Djunarko, M.Sc., Apt.)

  Panitia Penguji : Tanda Tangan 1. Agatha Budi Susiana Lestari M. Si., Apt. ………………..

  2. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt.

  ………………..

  3. CM. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt.

  ………………..

  "Put your future in good hands - your own."

  (Mark Victor Hansen)

  "If you're not failing every now and again, it's a sign you're not doing anything very innovative."

  (Woody Allen) Kupersembahkan karya sederhana ini kepada :

  Tuhan Yesus yang mengasihi ku hingga saat ini Papa Toyup, Mama Oey Sioe Gik, dan

  Adikku Bayu yang oke banget di dunia Teman-teman ku semua

  Almamater ku

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Saya menyatakan dengan seseungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Apabila di kemudian hari ditemukan indikasi plagiarism dalam naskah ini, maka saya bersedia menanggung segala sanksi sesuai peraturan perundang- undangan yang berlaku.

  Yogyakarta, 10 Februari 2011 Penulis ( Yoga Wirantara )

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH

UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata

Dharma :

  Nama : Yoga Wirantara Nomor Mahasiswa : 078114021

  Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

OPTIMASI PROSES PENCAMPURAN HAND KRIM DENGAN KAJIAN

KECEPATAN PUTAR MIXER, WAKTU DAN SUHU PENCAMPURAN

MENGGUNAKAN METODE DESAIN FAKTORIAL

  Dengan demikian saya memberikan kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis, tanpa perlu meminta izin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis.

  Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di Yogyakarta Pada Tanggal : 10 Februari 2011 Yang Menyatakan ( Yoga Wirantara)

  

PRAKATA

  Puji syukur kepada Bapa atas berkat, rahmat, kasih dan penyertaanNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripis berjudul “Optimasi Proses Pencampuran Hand Krim dengan Kajian Kecepatan Putar Mixer, Waktu dan Suhu Pencampuran Menggunakan Metode Desain Faktorial ” sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Farmasi (S. Farm) pada Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

  Keberhasilan penulis dalam penyusunan skripsi ini tentunya tidak terlepas dari dukungan dan bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:

  1. Papa Toyup, dan Mama Oey Sioe Gik yang telah banyak berkorban, bekerja keras, memberikan dukungan, semangat, doa, kasih sayang, dan nasehat yang selalu membangun.

  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 penelitian maupun penyusunan skripsi ini.

  4. Rini Dwiastuti, M.Sc., Apt. selaku dosen penguji yang telah berkenan memberikan kritik serta saran yang membangun.

  5. CM. Ratna Rini Nastiti, M.Pharm., Apt. selaku dosen penguji yang telah berkenan memberikan kritik serta saran yang membangun.

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

  7. Seluruh staf laboratorium kimia Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma: khususnya Pak Musrifin, Om Bimo, Mas Agung, Pak Iswandi yang telah banyak membantu selama penelitian di laboratorium.

  8. Staf kebersihan Fakultas Farmasi Sanata Dharma, khususnya Pak Yuwana yang telah membantu kelancaran penulis dalam melakukan penelitian.

  9. Amelia Enrika atas dukungan, doa, dan kasih sayang yang diberikan selama ini.

  10. Ayu Asmoro Ningrum, dan Manda Ferry Laverius, teman seperjuangan dan tempat berbagi keluh kesah selama penelitian dan penyusunan skripsi.

  Terima kasih atas segala masukan, semangat, dan kebersamaan yang telah diberikan.

  11. Ridho Bertomi Panjaitan, I Gede Andrie Wicaksana, Anggun Aji Mukti atas persahabatan yang terjalin selama ini.

  12. Serevino L., atas saran, dukungan, bantuan, dan solusi-solusi yang berarti hingga saat ini.

  13. Teman-teman lantai I, atas kebersamaan, berbagi makanan, cerita, pengalaman, keluh kesah, dan bantuan selama mengerjakan penelitian ini.

  14. Teman-teman FST kelas A 2007, atas persahabatan yang terjalin selama perkuliahan. We are the best..

  15. Teman-teman kelas A, khususnya Marsella Widjaja, Amienk, atas saran,

  16. Teman-teman kos “BJ”, atas kebersamaan selama ini.

  17. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam mewujudkan skripsi ini. Tidak tertulis di sini bukan berarti tidak tertulis di hati.

  Akhir kata, “tiada gading yang tak retak” maka penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih banyak kekurangannya mengingat keterbatasan kemampuan dan pengalaman yang dimiliki. Oleh sebab itu kritik dan saran yang membangun sangat diperlukan oleh penulis demi kesempurnaan skripsi ini.

  Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

  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 KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS .......................................................... vii PRAKATA ...................................................................................................... viii DAFTAR ISI ..................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................. xv DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xvi DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xix

  INTISARI ......................................................................................................... xx

  

ABSTRACT ...................................................................................................... xxi

  BAB I. PENGANTAR ........................................................................................ 1 A. Latar Belakang ....................................................................................... 1 B. Permasalahan ......................................................................................... 4 C. Keaslian Penelitian ................................................................................ 4 D. Manfaat Penelitian ................................................................................. 5

  BAB II. PENELAAHAN PUSTAKA ................................................................. 6 A. Krim ...................................................................................................... 6 B. Emulgator .............................................................................................. 6 C. Pencampuran ......................................................................................... 7 D. Parameter sifat fisis sediaan Krim ........................................................... 8

  1. Viskositas ........................................................................................... 8

  2. Daya Sebar.......................................................................................... 8

  E. Analisis droplet ...................................................................................... 9

  F. Pembentukan droplet ........................................................................... 10

  G. Mixer ................................................................................................... 13

  H. Metode Desain Faktorial ...................................................................... 15

  I. Landasan Teori .................................................................................... 17 J. Hipotesis .............................................................................................. 18

  BAB III. METODE PENELITIAN ................................................................... 19 A. Jenis dan Rancangan Penelitian ............................................................ 19 B. Variabel Penelitian ................................................................................ 19 C. Definisi Operasional ............................................................................ 19 D. Bahan dan Alat .................................................................................... 21 E. Tata Cara Penelitian ............................................................................. 22

  1. Formula krim ................................................................................... 22

  2. Pembuatan krim ................................................................................ 23

  3. Pengambilan sampel ........................................................................ 23

  5. Pengujian viskositas ......................................................................... 24

  6. Pengujian daya sebar ........................................................................ 24

  7. Pengujian mikromeritik ................................................................... 24

  F. Analisis Hasil ....................................................................................... 25

  BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................... 26 A. Pembuatan Krim .................................................................................. 26 B. Pengujian Tipe Krim ............................................................................ 28 C. Karakteristik Ukuran Droplet pada Formula Hand Krim ...................... 31 D. Sifat Fisis Hand Krim ........................................................................... 33

  1. Viskositas ...................................................................................... 34

  2. Daya sebar ..................................................................................... 42

  E. Stabilitas Fisis Hand Krim .................................................................... 50

  1. Pergeseran ukuran droplet .............................................................. 50

  2. Pergeseran viskositas ...................................................................... 52

  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 ............................................................ 69 A. Kesimpulan ........................................................................................ 69 B. Saran .................................................................................................. 69 DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 70

  BIOGRAFI PENULIS ...................................................................................... 93

  

DAFTAR TABEL

  Tabel I. Rancangan desain faktorial tiga faktor dua level .............................. 16 Tabel II. Formula standard dan formula modifikasi ....................................... 22 Tabel III. Percobaan desain faktorial ............................................................... 22 Tabel IV. Hasil pengukuran distribusi ukuran droplet percentile 90 ................ 31 Tabel V. Hasil pengukuran sifat fisik hand krim ............................................ 34 Tabel VI. Hasil pengolahan data nilai efek dari respon viskositas ................... 36 Tabel VII. Hasil pengolahan data nilai efek dari respon daya sebar .................. 43 Tabel VIII. Hasil uji normalitas distribusi data percentile 90 ............................. 51 Tabel IX. Hasil perhitungan dan analisis statistik distribusi ukuran droplet setelah pembuatan dan selama penyimpanan satu bulan .................. 51 Tabel X. Hasil pengukuran stabilitas hand krim ............................................. 52 Tabel XI. Hasil pengolahan data nilai efek dari respon pergeseran viskositas .. 53

  

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 pengamatan tipe emulsi tiap formula dengan metode warna, perbesaran 40 x 10 kali ................................................................. 29 Gambar 5. Hasil pengamatan tipe emulsi dengan metode pengenceran ............ 30 Gambar 6. Pengaruh interaksi suhu dan waktu pada level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon viskositas ......................................... 37 Gambar 7. Pengaruh interaksi suhu dan waktu pada level tinggi kecepatan putar mixer terhadap respon viskositas ......................................... 37 Gambar 8. Pengaruh interaksi waktu dan kecepatan putar mixer pada level rendah suhu pencampuran terhadap respon viskositas ................... 38 Gambar 9. Pengaruh interaksi waktu dan kecepatan putar mixer pada level tinggi suhu pencampuran terhadap respon viskositas ..................... 38 Gambar 10. Pengaruh interaksi suhu dan kecepatan putar mixer pada level rendah waktu pencampuran terhadap respon viskositas ................. 39 Gambar 11. Pengaruh interaksi suhu dan kecepatan putar mixer pada level tinggi waktu pencampuran terhadap respon viskositas .................. 40 Gambar 12. Hasil uji ANOVA untuk respon viskositas dengan software

  ™

  Gambar 13. Pengaruh interaksi suhu dan waktu pada level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon daya sebar ......................................... 44 Gambar 14. Pengaruh interaksi suhu dan waktu pada level tinggi kecepatan putar mixer terhadap respon daya sebar ......................................... 44 Gambar 15. Pengaruh interaksi waktu pencampuran dan kecepatan putar

  mixer pada level rendah suhu pencampuran terhadap respon daya

  sebar ............................................................................................ 45 Gambar 16. Pengaruh interaksi waktu pencampuran dan kecepatan putar

  mixer pada level tinggi suhu pencampuran terhadap respon daya

  sebar ............................................................................................ 45 Gambar

  17. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dan kecepatan putar mixer pada level rendah waktu pencampuran terhadap respon daya sebar ...................................................................................................... 46

  Gambar

  18. Pengaruh interaksi suhu pencampuran dan kecepatan putar mixer pada level tinggi waktu pencampuran terhadap respon daya sebar . 47 Gambar 19. Hasil uji ANOVA untuk respon daya sebar dengan software

  ™ Design Expert 7.0.0

  .................................................................... 48 Gambar 20. Pengaruh interaksi suhu dan waktu pada level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon pergeseran viskositas ........................ 54 Gambar 21. Pengaruh interaksi suhu dan waktu pada level tinggi dan level rendah kecepatan putar mixer terhadap respon pergeseran viskositas ...................................................................................... 54

  Gambar 22. Pengaruh interaksi waktu dan kecepatan putar mixer pada level rendah suhu pencampuran terhadap respon pergeseran viskositas .. 55 Gambar 23. Pengaruh interaksi waktu dan kecepatan putar mixer pada level tinggi suhu pencampuran terhadap respon pergeseran viskositas ... 55 Gambar 24. Pengaruh interaksi suhu dan kecepatan putar mixer pada level rendah waktu pencampuran terhadap respon pergeseran viskositas

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

  ..................................................................................................... 57 Gambar 26. Hasil uji ANOVA untuk respon pergeseran viskositas dengan

  ™ software Design Expert 7.0.0

  ...................................................... 59 Gambar 27. Contour plot dua dimensi viskositas pengaruh suhu pencampuran dan waktu pencampuran terhadap faktor kecepatan putar mixer level rendah (300 rpm) .................................................................. 63

  Gambar 28. Contour plot dua dimensi daya sebar pengaruh suhu pencampuran dan waktu pencampuran terhadap faktor kecepatan putar mixer level rendah (300 rpm) .................................................................. 64

  Gambar 29. Contour plot dua dimensi pergeseran viskositas pengaruh suhu pencampuran dan waktu pencampuran terhadap faktor kecepatan putar mixer level rendah (300 rpm) ............................................... 66

  Gambar 30. Hasil prediksi respon yang dikehendaki ....................................... 67

  Gambar 31. Hasil presiksi kondisi optimum yang menghasilkan respon-respon yang dikehendaki dalam penelitian ini ......................................... 67

  

DAFTAR LAMPIRAN

  Lampiran 1. Jumlah bahan hand krim untuk 300 gram formula ........................ 74 Lampiran 2. Percobaan desain faktorial ............................................................ 74 Lampiran 3. Uji daya sebar hari ke-2 setelah pembuatan .................................. 74 Lampiran 4. Uji viskositas dan pergeseran viskositas ....................................... 75 Lampiran 5. Nilai percentile 90 tiap formula .................................................... 77 Lampiran 6. Histogram percentile 90 tiap formula ........................................... 85 Lampiran 7. Karakteristik droplet 2 hari dan 30 hari tiap formula ..................... 86

  ™

  Lampiran 8. Data design expert 7.0.0 (Viskositas) ....................................... 88

  ™

  Lampiran 9. Data design expert 7.0.0 (Daya sebar) ...................................... 89

  ™

  Lampiran 10. Data design expert 7.0.0 (Pergeseran Viskositas) ..................... 90 Lampiran 11. Dokumentasi Penelitian ................................................................ 91

  INTISARI

  Penelitian ini bertujuan untuk memastikan faktor yang berpengaruh dari proses pencampuran hand krim terhadap sifat fisis dan stabilitas fisis krim serta menentukan kondisi optimum yang sesuai pada proses pencampuran yang menghasilkan hand krim dengan sifat dan stabilitas fisis krim yang baik. Dalam penelitian ini digunakan formula hand krim yang sudah dimodifikasi.

  Penelitian ini menggunakan rancangan eksperimental murni dengan metode desain faktorial tiga faktor dua level yaitu kecepatan putar (level rendah 300rpm; level tinggi 500rpm), waktu pencampuran (level rendah 5 menit; level

  o o

  tinggi 10 menit) dan suhu pencampuran (level rendah 60 C; level tinggi 70 C). Pengujian dilakukan untuk melihat sifat fisis antara lain viskositas, dan daya sebar, serta stabilitas fisis yang mencakup pergeseran viskositas yang diamati setelah penyimpanan selama satu bulan. Data hasil penelitian dianalisis secara

  ™ statistik dengan menggunakan software Design Expert 7.0.0 .

  Hasil penelitian ini menunjukan bahwa suhu pencampuran, kecepatan putar mixer, waktu pencampuran, serta interaksi ketiga faktor memberikan pengaruh yang signifikan terhadap respon viskositas dan daya sebar. Suhu pada saat pencampuran, kecepatan putar mixer, dan interaksi antara kedua faktor tersebut, serta interaksi antara kecepatan putar mixer dengan waktu pencampuran memberikan pengaruh yang signifikan terhadap respon pergeseran viskositas. Kondisi optimum proses pencampuran yang ditemukan adalah kecepatan putar

  o mixer 300 rpm, waktu pencampuran 10 menit, dan suhu pencampuran 70 C yang

  diperkirakan sebagai kondisi proses pencampuran optimum pada sediaan hand krim.

  

Kata kunci : hand krim, desain faktorial, kecepatan putar mixer, waktu

  pencampuran, dan suhu pencampuran

  ABSTRACT

  The aims of the research were to determine the factors in the mixing process of the hand cream which significantly affected the physical properties and physical stability of creams and to obtain the optimum condition in the mixing process that produced good hand cream on appropriate physical properties and stability. This research used a modified formula of hand cream.

  This research was a pure experimental design based on factorial design using three-factor and two levels. The factors observed were rotational speed (300rpm lower level; high level of 500rpm), mixing time (low level of 5 minutes;

  o o

  high level 10 min) and mixing temperature (60 C low level, high level 70

  C). The research was carried out to investigate the responses of the physical properties such as viscosity, spreadability, and physical stability (viscosity shift which was observed after one month storage). The data were statistically analyzed by using

  ™ Annova on Design Expert 7.0.0 software.

  The results showed that mixing temperature, mixing speed, mixing time and the interaction between them, were significantly affected viscosity and spreadability. Mixing temperature, mixing speed, interaction on them, and interaction of mixing time and mixing speed significantly affected viscosity shift. The optimum condition that found in this research was rotary mixer at a speed of

  

o

300 rpm, 10 minutes mixing time, and 70 C mixing temperature.

  

Key words: hand cream, factorial design, mixing speed, mixing time, and mixing

  temperature

BAB I PENGANTAR A. Latar Belakang Krim adalah sediaan setengah padat berupa emulsi kental yang

  digunakan untuk pemakaian luar tubuh (Aulton, 1991) . Krim biasanya terdiri dari dua fase, dimana satu fase terdispersi dalam fase yang lainnya (Anief, 2000). Tipe krim sederhana ada 2 yaitu tipe air dalam minyak (A/M) dan tipe minyak dalam air (M/A) (Allen, 1999). Untuk mendispersikan dua fase yang tidak saling campur sehingga terbentuk suatu emulsi diperlukan suatu proses pencampuran. Dalam proses pencampuran diperlukan energi, baik berupa energi kimia, energi mekanik maupun energi panas. Energi kimia berasal dari emulgator yang digunakan, Energi mekanik berasal dari proses pencampuran, sedangkan energi panas berasal dari suhu pencampuran (Anonim, 2011).

  Salah satu bentuk sediaan krim yang ada dipasaran adalah hand krim.

  

Hand krim merupakan sediaan kosmetika yang digunakan untuk maksud

  melindungi kulit supaya tetap halus dan lembut, tidak kering bersisik dan mudah pecah. Sediaan hand krim harus mudah disebarkan pada permukaan kulit (Anonim, 2010). Karena itu hand krim harus memiliki sifat fisis dan stabilitas yang baik. Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan hand krim yang baik adalah proses pencampuran.

  Menurut Voigt (1994), pencampuran merupakan proses yang diperlukan dua atau lebih bahan yang tidak saling campur sehingga terbentuk sediaan krim yang baik. Pencampuran yang optimum akan menghasilkan sediaan krim dengan sifat fisis dan stabilitas fisis yang baik. Oleh karena itu, perlu dilakukan optimasi terhadap proses pencampuran sehingga dihasilkan sediaan krim yang memiliki sifat fisis dan stabilitas fisis yang terbaik.

  Proses pencampuran suatu sediaan dapat mempengaruhi stabilitas dan sifat fisis sediaan tersebut. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi proses pencampuran antara lain temperatur, kecepatan putar, shear stress, strain, dan waktu (Nielloud dan Mestres, 2000). Selama pencampuran, kecepatan putar dapat menyebabkan adanya gaya geser pada krim yang memungkinkan terjadinya perubahan sifat fisis krim seperti viskositas. Gaya geser yang diaplikasikan selama proses pencampuran dapat menurunkan viskositas krim dan selanjutnya berpengaruh pada kualitas sediaan yang terbentuk (Amiji dan Sandmann, 2003).

  Penurunan viskositas krim selain disebabkan oleh gaya geser dapat juga disebabkan oleh pengaruh suhu dalam proses pencampuran yang nantinya akan menyebabkan krim semakin encer. Fenomena ini akan menyebabkan penurunan stabilitas sediaan selama penyimpanan dan tidak nyaman saat digunakan. Karena itu, peningkatan suhu harus dijaga selama proses pencampuran, sehingga dapat mengurangi kemungkinan terjadinya pemadatan atau kristalisasi yang terlalu cepat atau tidak sesuai dari senyawa yang memiliki titik leleh tinggi selama proses pencampuran.

  Faktor lain yang dapat mempengaruhi stabilitas sediaan adalah waktu diberikan di dalam sistem sehingga memungkinkan pergerakan droplet-droplet. Pergerakan droplet ini memungkinkan tumbukan antar droplet sehingga pada saat penyimpanan terjadi penggabungan antar droplet menjadi lebih besar. Hal ini menunjukkan adanya ketidakstabilan dalam sistem emulsi.

  Berdasarkan uraian di atas, maka perlu dilakukan penelitian untuk melihat pengaruh kecepatan putar mixer, waktu pencampuran, dan suhu pencampuran pada proses pencampuran hand krim terhadap sifat fisis dan stabilitasnya serta memperoleh kondisi yang optimum pada pencampuran bahan- bahan hand krim. Sifat fisis yang dioptimasi meliputi viskositas dan daya sebar, dan stabilitas fisis yang dioptimasi adalah pergeseran viskositas yang diamati setelah penyimpanan selama satu bulan. Baik sifat fisis maupun stabilitas fisis yang diamati kemudian dianalisis menggunakan metode desain faktorial.

  Desain faktorial adalah aplikasi persamaan regresi untuk memberikan model hubungan antara variabel-respon dengan satu atau lebih variabel bebas.

  (Bolton, 1997). Metode ini memiliki efisiensi yang maksimum untuk memperkirakan efek yang dominan dalam menentukan respon. Keuntungan utama desain faktorial adalah bahwa metode ini memungkinkan untuk mengidentifikasi efek masing-masing faktor, maupun efek interaksi antar faktor (Muth, J.E.De., 1999). Metode ini dipilih karena dapat melihat faktor mana di antara kecepatan putar mixer, waktu pencampuran, dan suhu pencampuran yang paling berpengaruh terhadap sifat fisis dan stabilitas sediaan, serta dapat melihat ada tidaknya interaksi antara ketiga faktor tersebut, selain itu dapat pula menentukan

  1. Permasalahan

  Berdasarkan latar belakang tersebut, permasalahan dalam penelitian ini dapat dirumuskan sebagai berikut: a. Di antara kecepatan putar mixer, waktu pencampuran, dan suhu pencampuran dalam pembuatan krim, faktor manakah yang berpengaruh terhadap sifat fisis dan stabilitas hand krim?

  b. Adakah kondisi optimum di antara faktor yang diteliti dalam proses pencampuran hand krim ?

  2. Keaslian Penelitian

  Sejauh penelusuran pustaka yang telah dilakukan penulis, penelitian tentang Optimasi Proses Pencampuran Hand Krim dengan Kajian Kecepatan Putar Mixer, Waktu Pencampuran dan Suhu Pencampuran Menggunakan Metode Desain Faktorial belum pernah dilakukan. Penelitian serupa yang pernah dilakukan antara lain : a. Optimasi Proses Pembuatan Krim Sunscreen Ekstrak Kering Polifenol Teh

  Hijau (Camellia sinensis L.) dengan Metode Desain Faktorial yang dilakukan oleh Dwiastuti, (2009).

  b. Optimasi Proses Pencampuran Hand Lotion dengan Kajian Kecepatan Putar Mixer, Suhu dan Waktu Pencampuran dengan Metode Desain Faktorial yang dilakukan oleh Ningrum, (2011).

3. Manfaat Penelitian

  Manfaat yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

  a. Manfaat teoritis. Menambah ilmu mengenai sediaan krim, khususnya mengenai pengaruh kecepatan putar, waktu, dan suhu pencampuran terhadap sifat fisis dan stabilitas fisis.

  b. Manfaat metodologis. Menambah informasi bagi ilmu kefarmasian mengenai aplikasi desain faktorial pada proses pencampuran hand krim.

  c. Manfaat praktis. Mengetahui kondisi optimum antara kecepatan putar, waktu, dan suhu pencampuran sehingga dapat menghasilkan hand krim yang memiliki sifat fisis dan stabilitas yang baik.

B. Tujuan Penelitian

  1. Tujuan Umum

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

  2. Tujuan Khusus

  a. Untuk mengetahui faktor manakah yang berpengaruh di antara kecepatan putar mixer, waktu pencampuran dan suhu pencampuran pada sifat fisis dan stabilitas hand krim.

  b. Untuk mengetahui apakah ditemukan kondisi optimum dari kecepatan putar

  mixer, waktu pencampuran, dan suhu pencampuran pada pembuatan hand

BAB II PENELAAHAN PUSTAKA A. Krim Krim didefinisikan sebagai cairan kental atau emulsi setengah padat baik

  bertipe air dalam minyak atau minyak dalam air. Krim biasanya digunakan sebagai emollient atau pemakaian obat pada kulit (Ansel, 1990). Terdapat dua tipe krim sederhana, yaitu tipe air dalam minyak (A/M) dan tipe minyak dalam air (M/A). Tipe air dalam minyak (A/M) tidak larut dalam air dan tidak dapat dicuci dengan air, sedangkan tipe minyak dalam air (M/A) dapat bercampur dan dapat dicuci dengan air, serta tidak berminyak (Allen, 1999).

  Praktek yang umum dalam memformulasi emulsi adalah mendispersi komponen lipofilik pada fase yang sesuai sebelum emulsifikasi dilakukan.

  Komposisi yang larut minyak atau yang dapat didispersikan dalam minyak dicampurkan pada fase minyak dan komposisi yang larut air atau yang dapat didispersikan dalam air dicampurkan dalam fase air (Liebermann, Rieger, dan Banker G.S., 1996).

B. Emulgator

  Emulsi didefinisikan sebagai campuran yang tidak stabil dari dua cairan yang tidak saling campur secara termodinamika dengan suatu emulsifying agent yang mengikat kedua jenis cairan tersebut. Emulsi terdiri dari fase dispers (fase

  

Emulsifying agent adalah suatu molekul yang memiliki rantai hidrokarbon

  nonpolar dan polar pada tiap ujung rantai molekulnya. Emulsifying agent dapat menarik fase air dan fase minyak sekaligus dan akan menempatkan diri di antara kedua fase tersebut. Keberadaan emulsifying agent akan menurunkan tegangan permukaan fase air dan fase minyak (Friberg, Quencer, dan Hilton, 1996).

  Penggunaan campuran dua macam emulsifying agent dengan menjumlahkan nilai HLBnya secara langsung umumnya lebih stabil dibanding penggunaan secara tunggal. Emulsifying agent dapat dicampurkan dengan perbandingan dan proporsi yang sesuai (Allen, 2002). Emulsifying agent bekerja dengan membentuk lapisan film atau lapisan di sekeliling butir-butir tetesan yang terdispersi dan film ini berfungsi mencegah terjadinya koalesen dan terpisahnya cairan dispers (Anief, 2000).

C. Pencampuran

  Proses pencampuran merupakan proses yang diperlukan dalam pembuatan sediaan obat. Pencampuran dibutuhkan untuk menghasilkan distribusi dari dua atau lebih bahan. Pencampuran adalah suatu proses yang bertujuan untuk menangani dua partikel atau lebih bahan yang belum tercampur, sehingga setiap unit (partikel, molekul, dan lain-lain) dari bahan tersebut dapat berinteraksi dengan bahan lain (Aulton, 2002). Tingkat pencampuran umumnya tergantung dari lamanya waktu pencampuran.

  Peningkatan suhu harus dijaga selama proses pencampuran, hal ini dapat cepat atau tidak sesuai dari senyawa yang memiliki titik leleh tinggi selama proses pencampuran. Untuk proses emulsifikasi biasanya pemanasan dilakukan 5-10 ⁰C diatas titik didih dari senyawa dengan titik didih tertinggi (Liebermann, Rieger, dan Banker G.S., 1996). Sifat fisis emulsi tidak hanya dipengaruhi oleh temperatur, tapi oleh banyak faktor lain, seperti kecepatan geser (kecepatan putar), tegangan geser, tegangan, dan waktu pencampuran (Nielloud dan Mestres, 2000).

D. Parameter Sifat Fisis Sediaan Krim

  1. Viskositas

  Viskositas adalah suatu pernyataan tahanan dari suatu cairan untuk mengalir, makin tinggi viskositas akan semakin besar tahanannya (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993). Peningkatan viskositas akan meningkatkan waktu retensi pada tempat aplikasi, tetapi menurunkan daya sebar (Garg, Aggarwal, Garg, dan Singla, 2002). Penggolongan bahan menurut tipe aliran dan deformasinya dibagi menjadi dua yaitu sistem Newton dan sistem non-Newton.

  Tipe alir plastik, pseudoplastik, dan dilatan termasuk dalam sistem non-Newton (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993).

  2. Daya sebar

  Daya sebar berhubungan dengan sudut kontak antara sediaan dengan tempat aplikasinya yang mencerminkan kelicinan (lubricity) sediaan tersebut, karakteristik yang penting dari formulasi sediaan topikal dan bertanggung jawab untuk ketepatan transfer dosis atau melepaskan zat aktif atau obatnya, dan kemudahan penggunaannya (Garg, Aggarwal, Garg, dan Singla, 2002).

  Untuk menilai daya sebar sediaan semisolid topikal, faktor-faktor yang penting dipertimbangkan meliputi karakteristik formulasi, waktu, dan kecepatan

  

shear selama pengolesan dan suhu tempat aplikasi. Kecepatan penyebaran juga

  bergantung pada viskositas formulasi, kecepatan penguapan solven dan kecepatan kenaikan viskositas karena evaporasi (Garg et al., 2002).

E. Analisis Droplet

  Mikromeritik adalah ilmu dan teknologi tentang partikel kecil. Satuan ukuran partikel yang sering digunakan dalam mikromeritik adalah mikrometer (µm) yang sering disebut mikron. Dalam bidang farmasi ada informasi yang perlu diperoleh dari partikel yaitu (1) bentuk dan luas permukaan partikel dan (2) ukuran partikel dan distribusi ukuran partikel (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993). Data tentang ukuran partikel diperoleh dalam diameter partikel dan distribusi diameter (ukuran) partikel, sedangkan bentuk partikel memberikan gambaran tentang luas permukaan spesifik partikel dan teksturnya (kasar atau halus permukaan partikel) (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993).

  Dalam metode mikroskopik digunakan alat yang sederhana dan tidak perlu penanganan khusus, yaitu mikroskop. Mikroskop elektron digunakan untuk ukuran partikel antara 10 Å hingga kira-kira 0,2 μm. Mikroskop optik digunakan untuk ukuran partikel antara 0,2 μm hingga kira-kira 100 μm (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993).

  Kerugian metode mikroskopik adalah bahwa garis tengah yang diperoleh hanya dua dimensi (panjang dan lebar) dari tiga dimensi partikel yang umumnya terlihat. Selain itu, jumlah partikel yang harus diamati sekitar 300-500 partikel agar memperoleh suatu perkiraan distribusi yang baik, sehingga metode ini memerlukan ketelitian dan waktu yang lama. Pengujian mikromeritik dari suatu sampel harus tetap dilakukan bahkan jika digunakan metode analisis ukuran partikel yang lain, karena adanya gumpalan dari masing-masing partikel lebih dari satu komponen sering kali dideteksi dengan metode mikroskopik (Martin, Swarbick, dan Cammarata, 1993).

  Analisis ukuran droplet dapat digambarkan melalui suatu nilai percentile yaang didapatkan dengan mengurutkan data dari ukuran droplet dari yang terkecil sampai yang paling besar, dan 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. (De Muth, 1999).

F. Pembentukkan Droplet

  Umumnya, droplet terbentuk akibat tekanan 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).

  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, 1997). Dengan sistem yang immobile, maka droplet-droplet akan sukar bergerak, sehingga kecenderungan untuk mendekat dan bergabung semakin kecil, diimbangi dengan kapasitas kerja emulsifying agent yang baik pada lapisan antarmuka fase minyak dengan fase air, dimana emulsifying agent membentuk struktur kaku yang berfungsi sebagai barrier yang mencegah droplet untuk bergabung (Nielloud dan Mestres, 2000)

  Kecepatan putar mixer berperan dalam memberikan energi mekanik sehingga campuran dapat terdispersi satu sama lainnya. Kecepatan putar mixer dapat mempengaruhi ukuran droplet, namun demikian kenaikan kecepatan putar tidak selalu menghasilkan ukuran droplet yang kecil (Peters, 1997). Berikut adalah grafik pengaruh lamanya waktu pencampuran pada kecepatan pencampuran yang berbeda terhadap rata-rata ukuran droplet:

  

Gambar 1. Grafik pengaruh lama pencampuran dan kecepatan pencampuran terhadap

rata-rata ukuran droplet (Peters, 1997)

  Emulsi yang digunakan dalam grafik di atas (gambar 1) adalah tipe O/W. Dari beberapa kecapatan putar yang digunakan dalam pembuatan emusi tersebut tampak bahwa pada menit-menit awal pencampuran akan menghasilkan penurunan diameter rata-rata ukuran droplet. Hal ini dapat dilihat dari penurunan grafik pada menit ke-0 sampai dengan menit ke-40. Namun selanjutnya penambahan waktu pencampuran setelah menit ke-40 dalam pembuatan emulsi ini tidak akan berpengaruh pada diameter rata-rata ukuran droplet. Berhubungan waktu pencampuran yang digunakan dalam pembuatan suatu sediaan emulsi (Peters, 1997).