Pencampuran

Bahan yang memiliki sifat fisik yang sama akan lebih mudah untuk membentuk campuran yang seragam atau berbaur dan tidak akan memisahkan sama mudahnya seperti bahan dengan perbedaan besar. Parameter yang perlu dipertimbangkan: Mixing atau teknik pencampuran:

1. Difusi (jatuh)

2. konveksi (intensitas planet atau tinggi)

3. pneumatik (teknik dapat digunakan untuk mencampur atau campuran bahan).

Menentukan teknik yang diperlukan untuk perumusan yang obyektif. Ini mungkin berbeda, tergantung pada apakah Anda mencampur obat dan eksipien untuk formulasi kompresi langsung atau menambahkan pelumas (misalnya, magnesium stearat) ke granulasi tersebut. Pencampuran atau kecepatan pencampuran: Tentukan intensitas (rendah / geser tinggi) dan / atau kecepatan (rendah / tinggi / geser optimal) (rpm) dari pencampuran atau blending. Mencampur obat dan eksipien akan membutuhkan pencampuran lebih intens daripada menambahkan pelumas untuk campuran akhir.

Pencampuran atau waktu pencampuran: Berapa banyak pencampuran atau blending diperlukan untuk mendapatkan campuran yang seragam? Pencampuran atau waktu pencampuran akan tergantung pada pencampuran atau teknik pencampuran dan kecepatan. Percobaan harus dilakukan untuk menentukan apakah bahan bisa overmixed, sehingga demixing atau pemisahan bahan. Demixing dapat terjadi karena perbedaan sifat fisik (misalnya, distribusi ukuran partikel dan kepadatan). Sebagai contoh, demixing dapat terjadi dalam formulasi kompresi langsung di mana zat obat micronized (5 mikron) dan eksipien yang granular (500-1000 mikron) . keseragaman obat: Konten keseragaman biasanya dilakukan untuk menentukan keseragaman obat di seluruh campuran atau campuran. Sampel yang representatif harus diambil seluruh campuran atau campuran. Teknik pengambilan sampel dan penanganan bahan adalah kunci dalam memperoleh hasil yang valid keseragaman konten. Pemisahan sampel dapat terjadi dengan overhandling, sehingga hasil yang tidak akurat. Untuk campuran akhir (berbaur sebelum kompresi), sampel yang diambil harus setara dengan berat satu tablet. Keseragaman Eksipien: Selain keseragaman obat, eksipien harus seragam dalam granulasi atau campuran. Dua eksipien kunci adalah: Pelumas: Pelumas perlu terdistribusi secara merata dalam campuran / granulasi untuk operasi kompresi kecepatan tinggi. Distribusi yang tidak merata dari pelumas dapat mengakibatkan memilih dan masalah lengket selama kompresi. Hal ini juga dapat menyebabkan masalah kinerja tablet (disolusi rendah karena pelumas yang berlebihan di beberapa tablet) WARNA: pewarna akan merata dalam campuran sehingga tablet memiliki penampilan seragam (misalnya, warna , warna, dan intensitas). The pewarna mungkin perlu prescreened atau lebih merata dalam campuran sebelum kompresi untuk menghindari speckling atau shading dari color.

Equipment kapasitas / beban: The bulk density bahan atau butiran akan mempengaruhi kapasitas peralatan. Jika eksipien dalam formulasi mempengaruhi kepadatan campuran akhir untuk tingkat yang lebih besar daripada bahan lain, maka kepadatan spesifikasi terkendali dengan baik untuk eksipien yang dapat dibenarkan. Uji beban yang berbeda-ukuran dalam mixer / blender (misalnya,

30, 50, dan 70% dari volume kerja) untuk pencampuran optimal atau blending. Undercharging atau pengisian yang berlebihan blender dapat mengakibatkan obat atau tablet distribusi pelumas yang buruk.

Dalam semua jenis campuran, pencampuran dicapai dengan menerapkan satu atau lebih dari mekanisme berikut.

Convective mixing : selama convective mixing perpindahan sekelompok partikel dalam jumlah besar terjadi dari satu bagian powder bed ke bagian yang lain. Convective mixing disebut sebagai pencampuran makro.

Shear mixing : Selama shear mixing gaya geser terbentuk dalam massa bahan dengan menggunakan agitator arm atau blast of air.

Diffusive mixing : Selama diffusive mixing, bahan-bahan miring sehingga gaya gravitasi menyebabkan lapisan atas tergelincir dan difusi partikel individu berlangsung di atas permukaan yang baru dikembangkan. Diffusive mixing disebut sebagai pencampuran mikro (Bhatt & Agrawal, 2007)

1. Blender

Blender dilengkapi dengan pengadukan pisau, melalui pengadukan dengan kecepatan tinggi akan memberikan energi kinetik yang dapat menggerakkan cairan dalam wadah sehingga dapat mendispersikan fase dispersi ke dalam medium dispersinya. Selain itu blender juga dapat menghomogenkan campuran dan memperkecil ukuran partikel. Dengan adanya pengadukan mengakibatkan terjadinya tumbukan antarpartikel dispers. Bila tumbukan terjadi terus-menerus maka terjadi transfer massa sehingga ukuran partikel menjadi semakin kecil. Ukuran partikel yang kecil biasanya sukar homogen karena gaya kohesivitasnya tinggi sehingga cendrung memisah. Namun kelemahan alat ini adalah muah terbentuk buih/busa yang dapat menggangu pengamatan selanjutnya. Penggunaan emulgator hidrokarbon akan membuat makromolekul dari hidrokarbon terpotong-potong sehingga dapat mempengaruhi kestabilan emulsi yang terbentuk (Lieberman HA & Lachmann, 1994).

Gambar sBlender

2. Homogenizer

Homogenizer paling efektif dalam memperkecil ukuran fase dispers kemudian meningkatkan luas permukaan fase minyak dan akhirnya meningkatkan viskositas emulsi sehingga mengurangi kemungkinan terjadinya ”creaming”. Homogenizer bekerja dengan cara menekan cairan dimana cairan tersebut dipaksa melalui suatu celah yang sangat sempit lalu dibenturkan ke suatu dinding atau ditumbuhkan pada peniti-peniti metal yang ada di dalam celah tersebut. Homogenizer umumnya terdiri dari pompa yang menaikkan tekanan dispersi pada kisaran 500-5000 psi, dan suatu lubang yang dilalui cairan dan mengenai katup penghomogenan yang terdapat pada tempat katup dengan suatu spiral yang kuat. Ketika tekanan meningkat, spiral ditekan dan sebagian dispersi tersebut bebas di antara katup dan tempat (dudukan) katup. Pada titik ini, energi yang tersimpan dalam cairan sebagian tekanan dilepaskan secara spontan sehingga produk menghasilkan turbulensi yang kuat dan shear hidrolik. Cara kerja homogenizer ini cukup efektif sehingga bisa didapatkan diameter partikel rata-rata kurang dari 1 mikron tetapi homogenizer dapat menaikkan temperatur emulsi sehingga dibutuhkan pendinginan (Lieberman HA & Lachmann, 1994).

Gambar Homogenizer

3. Mixer

Mixer memiliki sifat menghomogenkan sekaligus memperkecil ukuran partikel tapi efek menghomogenkan lebih dominan. Mixer biasanya digunakan untuk membuat emulsi tipe batch. Terdapat berbagai macam mixer yang dapat digunakan dalam pembuatan sediaan semi padat. Dalam hal ini sangat penting untuk merancang dan memilih mixer sesuai dengan jenis produk yang diproduksi atau sedang dicampur. Sebagai contoh: salah satu aspek desain mixer yang penting adalah seberapa baik/tahan dinding internal dari mixer. Hal ini karena terdapat beberapa permasalahan dengan baja tahan karat dari mixer sebab mata pisau pengikis harus fleksibel cukup untuk memindahkan/mengaduk bagian dalam dinding mixer. Atau dengan kata lain, mata pisau atau pengaduk harus mampu mengaduk atau memindahkan bahan yang melekat pada dinding mixer tanpa merusak dinding mixer. Jika proses pengadukan tidak berjalan dengan baik (masih banyak bahan yang menempel/tersisa pada dinding mixer), maka hasil pencampurannya tidak akan homogen. Oleh karena mixer mempunyai aksi planetary mixing maka kemampuannya untuk mencampur fase air, fase minyak dan emulgator sangat tergantung pada macam pengaduk yang digunakan. Selain spesifikasi untuk tiap alatnya, harus diperhatikan pula agar tidak terlalu banyak udara yang ikut terdispersi ke dalam cairan karena akan membentuk buih atau bisa yang menggangu saat melakukan pembacaan volume sedimentasi (Lieberman HA & Lachmann, 1994).

Gambar Mixer

4. Agitator Mixers

Secara prinsip mirip dengan mixer pengaduk yang digunakan untuk cairan dan untuk serbuk, memang mixer gerakan planetary sering digunakan untuk semi padat. Mixers dirancang khusus untuk semi padat yang biasanya memiliki bentuk lebih berat untuk menangani bahan dengan konsistensi lebih besar. Lengan pengaduk dirancang untuk menarik, meremas, membentuk dan bergerak sedemikian rupa sehingga bahan dibersihkan dari semua sisi dan sudut tempat pencampuran (Bhatt & Agrawal, 2007).

Salah satu bentuk umum yang digunakan untuk menangani konsistensi plastik semi padat dikenal sebagai mixer lengan sigma, karena mixer menggunakan dua bilah mixer, dengan bentuk yang menyerupai huruf Yunani, sigma (∑). Kedua bilah berputar terhadap satu sama lain dan beroperasi di sebuah tempat pencampuran yang memiliki bentuk bak double, masing-masing bilah menyesuaikan bak. Dua bilah berputar pada kecepatan yang berbeda, yang satu biasanya sekitar dua kali kecepatan yang lain, menghasilkan penarikan lateral bahan dan terbagi ke dalam kedua bak. Bentuk bilah dan perbedaan kecepatan menyebabkan gerakan end-to-end. Dengan bentuk yang kokoh dan daya yang lebih tinggi, bentuk mixer ini dapat menangani bahkan bahan plastik terberat, dan produk-produk seperti massa pil, massa tablet granul, dan salep yang telah siap dicampur. Salah satu masalah yang dihadapi dalam pencampuran semi padat adalah masuknya udara. Mixer lengan sigma dapat ditutup dan dioperasikan pada tekanan rendah, yang merupakan metode terbaik untuk menghindari masuknya udara dan dapat membantu dalam meminimalkan dekomposisi bahan oxidisable, tetapi harus digunakan dengan hati-hati jika campuran mengandung bahan yang mudah menguap (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar. Agitator mixer

5. Shear Mixers

Mesin yang dirancang untuk pengurangan ukuran ini dapat digunakan untuk mencampur. Tetapi meskipun gaya gesernya baik, efisiensi pencampuran umumnya buruk. Bentuk rotary mungkin digunakan dan colloid mill memiliki stator dan rotor dengan permukaan kerja kerucut. Rotor bekerja

pada kecepatan antara 3.000-15.000 rpm dan pembersihan dapat diatur antara 50-500 mikrometer. Suspensi campuran kasar atau dispersi dimasukkan melalui corong dan dikeluarkan antara permukaan kerja dengan gaya sentrifugal (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar Shear mixer

6. Planatory Mixer

Planatory mixer digunakan untuk pencampuran dan mengaduk bahan kental dan seperti bubur, planatory mixer tersebut masih sering digunakan untuk operasi dasar pencampuran dalam industri farmasi. Planatory mixer digunakan dengan kecepatan rendah untuk pencampuran kering dan kecepatan lebih cepat untuk peremasan yang diperlukan dalam granulasi basah (Bhatt & Agrawal, 2007).

Keuntungan: planatory mixer bekerja pada berbagai kecepatan. Hal ini lebih berguna untuk granulasi basah dan lebih menguntungkan dibandingkan sigma mixers.

Kerugian:

Planatory mixer membutuhkan daya tinggi.

Panas mekanik dibangun dalam campuran bubuk.

Penggunaan terbatas hanya pada pekerjaan batch (Bhatt & Agrawal, 2007)

7. Double Planetary Mixers

Double planetary mixers mencakup dua bilah yang berputar pada sumbu mereka sendiri, sementara mereka mengorbit tempat mencampur pada sumbu umum. Bilah terus maju di sepanjang pinggiran tempat, menghapus bahan dari dinding tempat dan membawanya ke bagian interior. Berlawanan dengan conventional planetary mixer, negosiasi kedua konsfigurasi bilah menyapu dinding tempat searah jarum jam dan memutar dalam arah yang berlawanan pada sekitar tiga kali kecepatan perjalanan. Shear blades menggantikan bahan dari dinding tempat dan oleh aksi tumpang tindih mereka pusat membawa partikel ke arah agitator shafts, sehingga menghasilkan gaya geser yang luas. Dengan menggunakan bahan ini bahkan bahan yang sangat kental dan kohesif dapat dicampur secara efisien (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar Double planetary mixers

8. Sigma mixer

Sigma mixer berisi pencampuran elemen (blades) dari dua tipe sigma dalam jumlah yang kontra berputar ke dalam untuk mencapai sirkulasi ujung ke ujung serta menyeluruh dan pencampuran yang seragam di pembersihan dekat atau tertentu dengan wadah. Produk campuran dapat dengan mudah diberhentikan dengan memiringkan wadah dengan tuas tangan secara manual baik dengan sistem roda gigi yang dioperasikan secara manual atau bermotor. Mixer yang lengkap dipasang pada baja dibuat dari kekuatan yang sesuai untuk menahan getaran dan memberikan performance (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar Sigma mixer

Sigma mixer digunakan untuk proses granulasi basah dalam pembuatan tablet, massa pil dan salep. Hal ini terutama digunakan untuk pencampuran padat-cair meskipun bisa digunakan untuk campuran padat-padat juga.

Keuntungan:

Bilah sigma mixer menciptakan jarak kematian minimal selama pencampuran.

Ada toleransi dekat antara bilah dan dinding samping maupun bawah mixer shell.

Kerugian: Sigma mixer bekerja dengan kecepatan tetap (Bhatt & Agrawal, 2007).

9. Ultrasonic Mixers

Metode yang efektif untuk menangani bentuk-bentuk tertentu dari masalah pencampuran adalah untuk permasalahan bahan terhadap getaran ultrasonik. Hal ini memiliki aplikasi khusus dalam pencampuran dalam preparasi emulsi (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar Ultrasonic mixer

10. Colloid Mill

Colloid mill berguna untuk penggilingan, dispersi, homogenisasi dan merusak aglomerat dalam pembuatan pasta makanan, emulsi, coating, salep, krim, pulp, minyak, dll. Fungsi utama dari colloid mill adalah untuk memastikan kerusakan aglomerat atau dalam kasus emulsi untuk menghasilkan tetesan halus yang berukuran sekitar 1 mikron. Bahan yang diproses diisi oleh gravitasi untuk dipompa sehingga lewat di antara elemen rotor dan stator dimana ia mengalami gaya geser dan hidrolik tinggi. Bahan dibuang melalui gerbong dimana ia dapat diresirkulasi untuk perlewatan kedua, biasanya untuk bahan yang memiliki kepadatan lebih tinggi dan isi serat cakram beralur berbentuk kerucut. Terkadang pengaturan pendinginan dan pemanasan juga ditentukan dalam penggilingan ini yang tergantung pada jenis bahan yang diproses. Kecepatan rotasi rotor bervariasi dari 3.000-20.000 rpm dengan jarak kemampuan penyesuaian yang sangat halus antara rotor dan stator bervariasi dari 0.001-0.005 inci tergantung pada ukuran alat. Colloid mills memerlukan pengisian air yang banyak, cairan dipaksa melalui celah sempit dengan aksi sentrifugal dan jalur spiral. Dalam penggilingan ini hampir semua energi yang diberikan diubah menjadi panas dan gaya geser terlalu dapat meningkatkan suhu produk. Oleh karena itu, sebagian besar colloid mills

dilengkapi dengan jaket air dan itu adalah juga diperlukan untuk mendinginkan bahan sebelum dan setelah melewati penggilingan (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar Colloid mills

Dalam colloid mill primer, aksi geser intens diproduksi antara running rotor pada beberapa ribu rpm dengan permukaan kerjanya dalam proxim yang dekat ke stator. Sebuah rotor berdiameter 5 inci berjalan pada 9000 rpm dan memiliki output 40-60 galon tergantung pada viskositas cairan. Kesenjangan antara dua permukaan disesuaikan dari 0,3-0,002 inci. Campuran mentah dimasukkan melalui gerbong ke pusat rotor. Bahan dikeluarkan dan berhenti setelah homogenisasi di seluruh permukaan shearing. Bahan harus diberikan pada tingkat yang jarak antara rotor dan stator menjaga keseluruhan pengisian dengan cairan. Colloid mills digunakan dalam produksi salep, krim, gel dan cairan kental tinggi untuk grinding, membubarkan dan homogenisasi dalam satu operasi (Bhatt & Agrawal, 2007).

Keuntungan:

- Distribusi partikel sangat halus melalui gaya geser yang optimal.

- Kapasitas yang tinggi dengan kebutuhan ruang minimal.

- Penanganan cepat dan memudahkan pembersihan.

- Aplikasi hampir terbatas karena sistem homogenisasi fleksibel yang tinggi (Bhatt & Agrawal, 2007).

11. Triple-Roller Mill

Berbagai jenis roller mill biasanya digunakan terdiri dari satu atau lebih rol, terutama triple-roller mill. Alat ini dilengkapi dengan tiga rol yang terdiri dari bahan tahan abrasi keras. Mereka dilengkapi sedemikian rupa sehingga mereka datang dalam kontak dekat satu sama lain dan berputar pada kecepatan yang berbeda. Materi yang datang di antara rol dihancurkan dan ukuran partikelnya dikurangi. Penurunan ukuran partikel tergantung pada gap antara rol dan perbedaan kecepatannya. Bahan masuk melewati gerbong A, diantara rol B dan C dimana ia mengurangi ukuran. Kemudian bahan tersebut lewat di antara rol C dan D dimana ia kemudian mengurangi ukuran partikel dan menghasilkan campuran yang halus. Gap antara rol C dan D biasanya kurang dari celah antara B dan C, setelah melewati materi antara rol C dan D bahan halus terus dihapus dari rol D oleh sarana scraper E, dari mana ia dikumpulkan dalam penerima (Bhatt & Agrawal, 2007).

Pada skala besar, roller mill salep mekanik digunakan untuk mendapatkan salep halus dan tekstur yang seragam. Perlakuan salep kasar dipaksa untuk lewat melalui rol stainless steel di mana ia mengurangi ukuran partikel dan produk halus yang seragam dalam komposisi dan tekstur yang diperoleh. Untuk skala kecil kerja, pabrik salep kecil tersedia (Bhatt & Agrawal, 2007).

Keuntungan: triple-roller mill menghasilkan dispersi yang sangat seragam dan cocok untuk terus menerus memproses (Bhatt & Agrawal, 2007).

Gambar Triple-roller mills