Milling [PDF]

Citation preview

Nama : Dewi Oktavia Citra NIM



: 10717043



MILLING Teori Milling (penggilingan) merupakan proses mekanis untuk mengurangi ukuran partikel padatan. Hasil terpenting dari proses milling adalah peningkatan luas permukaan yang akan berpengaruh pada proses disolusi obat yang selanjutnya mempengaruhi pula proses absorpsinya. Umumnya obat diberikan secara oral dalam bentuk partikel padat sehingga untuk proses absorpsi, obat harus mengalami disolusi terlebih dahulu. Milling secara signifikan juga dapat meningkatkan proses difusi. Semakin kecil ukuran partikel, partikel akan bergerak secara lebih cepat sehingga laju difusinya pun semakin tinggi. Milling juga berperan dalam formulasi, karena ketika formulasi ukuran partikel juga harus diperhatikan sesuai dengan persyaratan formulasi yang ada. Ketidakterasaan dan penyebaran yang baik diharuskan untuk serbuk kosmetik. Oleh karena itu, untuk serbuk kosmetik ukuran partikel umumnya lebih halus dari 30 mikro karena partikel dengan ukuran 35-40 mikro dapat dideteksi sebagai partikel tunggal saat diaplikasikan ke kulit sehingga dapat memberi kesan grittiness (terasa seperti pasir) pada kulit. Pada pembuatan tablet, pengurangan ukuran partikel akan mempermudah proses pengempaan. Sifat aliran suspense dipengaruhi oleh ukuran partikel dan distribusi ukuran. Pada konsentrasi fase disperse tertentu, pengecilan ukuran partikel meningkatkan viskositas sementara perluasan distribusi ukuran partikel menghasilkan penurunan viskositas. Terdapat beberapa persyaratan dalam proses milling, yaitu sebagai berikut : 1. Zat harus tetap mempunyai komposisi awal dan sifat farmakologis awal selama proses penggilingan. 2. Secara berkala menghilangkan partikel yang sudah digiling dengan cukup dari bidang penumbukan 3. Mencegah terbentuknya debu 4. Kelembaban material yang sesuai 5. Penggunaan mesin penggilingan yang terhubung secara berurutan Dalam memilih mesin penggilingan juga harus diperhatikan beberapa hal, meliputi ukuran awal bahan dan ukuran produk akhir yang diinginkan, jumlah bahan yang akan digiling, serta sifat fisika dan kimia dari bahan yang akan digiling.



Alat Berikut merupakan peralatan yang biasa digunakan untuk menggiling bahan farmasi yang kering : edge and end runner mills, the hammer mill, pin mills, dan ball mills. Fluid



energy mill digunakan untuk produksi serbuk yang sangat halus. Ball mill dan colloid mill digunakan untuk penggilingan basah dan produksi dispersi liquid. End runner mill dan roll mill dapat digunakan untuk menggiling dan mendispersikan serbuk dalam basis semi-padat, misalnya dalam produksi salep. 1. Edge dan end runner mills Edge runner mills terdiri dari satu atau dua granit berat atau roda besi atau batu berat yang terpasang pada batang horizontal dan berada dalam pan yang tebal. Baik muller atau pan digerakkan. Bahan dimasukkan ke dalam tengah pan dan digerakkan ke arah luar oleh muller. Sedangkan pada zona yang dilalui oleh muller, penggilingan akan terjadi dengan kompresi (pengempaan) akibat berat muller dan gaya geser.



Gambar X. Edge runner mills Sumber : https://i.pinimg.com/originals/28/58/b2/2858b23c0ce38f93c16b8fcb0d20f854.gif End runner mills terdiri dari rotating pan atau mortar yang dibuat dari besi atau porselen. Pestle (alu) yang berat dipasang secara vertikal dalam pan dengan posisi tidak berada di tengah. Mekanisme pengurangan ukuran dengan end runner mills ini adalah kompresi akibat berat pestle dan gaya geser. Scraper (pengeruk) digunakan untuk memindahkan bahan ke dalam area penggilingan. Kedua penggiling tersebut bekerja dengan kecepatan yang lambat. Keduanya menghasilkan serbuk yang cukup halus dan dapat digunakan untuk penggilingan basah dengan bahan yang sangat kental seperti salep dan pasta.



Gambar X. End runner mills



Sumber : Ganderton, 1968 2. Hammer Mill Hammer mill merupakan kelompok mesin yang beroperasi dengan kecepatan yang sangat tinggi dan bekerja terutama melalui tumbukan dengan partikel tersuspensi bebas. Alat ini terdiri dari cakram yang berputar dengan kecepatan hingga 8.000 rpm. Kecepatan yang lebih tinggi digunakan untuk penggilingan halus (fine grinding) dalam mesin yang relatif kecil. Jumlah palu yang seimbang dipasangkan pada cakram. Bahan dimasukkan ke bagian atas atau pada bagian pusat penggiling dan dipecah melalui benturan langsung sampai cukup halus untuk melewati screen yang membentuk bagian bawah dari selubung penggiling.



Gambar X. Hammer mill Sumber : http://domas09.blogspot.com/2013/02/hammer-mill.html 3. Pin Mill Pin mill terdiri dari dua pelat baja horizontal dengan proyeksi vertikal yang disusun dalam lingkaran konsentris pada permukaan yang berlawanan dan menjadi lebih dekat jaraknya ke bagian pinggir. Bahan dimasukkan melalui bagian tengah dari cakram atas yang tidak bergerak ke cakram putar bawah dan didorong oleh aksi sentrifugal menuju bagian pinggir. Bagian antara pin memberikan pengurangan ukuran dengan benturan dan gesekan. Hasil penggilingan dikumpulkan dalam tempat melingkar yang mengelilingi cakram dan dilewatkan pada pemisah. Sejumlah besar udara yang ditarik melalui penggilingan dibuang melalui pemisah. Mesin ini cocok untuk menggiling serbuk lembut non-abrasif dan suhu penggilingan yang rendah memungkinkan pemrosesan bahan yang sensitif terhadap panas.



Gambar X. Pin mill Sumber : Ganderton, 1968 4. Ball Mill Ball Mill secara luas digunakan untuk penggilingan halus. Serbuk yang sangat halus dapat diproduksi meskipun dengan waktu penggilingan yang sangat lama. Meskipun konstruksinya sederhana, penggilingan ini sangat serbaguna. Mesin ini dapat digunakan untuk penggilingan basah atau kering dalam proses kontinyu atau batch. Ball Mill ini tertutup, sehingga sterilitasnya bisa dipertahankan. Ball Mill terdiri dari silinder berongga berputar yang mengandung bola yang biasanya terbuat dari stainless steel atau periuk. Selama penggilingan, bola perlahan aus dan akhirnya diganti. Untuk keperluan umum, mesin penggiling akan berisi bola dengan ukuran berbeda dan menjalankan fungsi berbeda. Biasanya, penggilingan diisi setengah dengan bola dan bahan yang akan digiling ditambahkan untuk mengisi celah di antara bola. Volume nyata dari muatan total biasanya 60% dari volume gilingan.



Gambar X. Ball mill Sumber : https://ars.els-cdn.com/content/image/3-s2.0-B9780081007730000022-f02-229780081007730.jpg



5. Vibratory Mill Dalam ball mill, energi untuk penggilingan berasal dari percepatan bola dalam medan gravitasi. Waktu penggilingan yang lama merupakan karakteristik dari ball mill. Keuntungan dari vibratory milling adalah metode ini memungkinkan untuk mengembangkan percepatan yang lebih besar dibandingkan yang diinduksi oleh medan gravitasi bumi. Penggilingan dapat lebih aktif dan waktu penggilingan dapat dikurangi. Bentuk sederhana dari vibratory mill terdiri dari badan penggilingan yang berisi media penggilingan, biasanya dari porselen atau bola stainless steel. Badan penggilingan didukung pada pegas yang memungkinkan gerakan osilasi. Getaran ini biasanya dalam bidang vertikal. Massa yang ditangguhkan dipertahankan dalam keadaan getaran paksa dengan beberapa cara seperti rotasi poros tempat beban tidak seimbang dipasang. Muatan dikenakan pergerakan frekuensi tinggi dan amplitudo kecil. Hal ini menghasilkan tumbukan melalui gesekan. Karakteristik dari vibratory mill yaitu penggilangannya yang cukup cepat dan biasanya lebih fleksibel dibandingkan ball mill.



Gambar X. Vibratory mill Sumber : https://i0.wp.com/www.pharmapproach.com/wpcontent/uploads/2016/01/scematic-representation-of-vibration-mill.jpg? resize=640%2C480&ssl=1



6. Fluid Energy Mill Fluid energy mill memberikan metode alternatif untuk menghasilkan serbuk yang sangat halus. Dalam semua fluid energy mill, hasil penggilingan terutama dari gesekan di antara partikel yang digiling, gerakan yang menginduksi energi dari partikel yang disuplai dalam bentuk fluida terkompresi.



Bahan ditiup ke dalam ruang penggilingan melalui umpan venturi yang ditempatkan di sekelilingnya. Cairan terkompresi memasuki ruang melalui nozel dalam chamber penggilingan. Partikel-partikel tersebut dipercepat dengan oleh fluida yang berputar dan terkena pengaruh nozel secara berturut-turut. Hasil penggilingan dari tumbukan antar partikel kemudian dikenakan pada cairan yang bersirkulasi. Partikel yang terlalu besar tetap berada di zona penggilingan sementara serbuk halus dan cairan penggilingan yang sudah digunakan berputar ke outlet pusat.



Gambar X. Fluid energy mill Sumber : https://image.slidesharecdn.com/ultrafinegrinders-160911080747/95/ultrafinegrindershammer-millsagitated-millsfluid-energy-mils-9-638.jpg?cb=1473581354



7. Colloid Mills Colloid mills merupakan sekelompok mesin yang digunakan untuk penggilingan dan dispersi basah. Mekanisme kerjanya yaitu dengan memotong lapisan material yang relatif tipis di antara dua permukaan, salah satunya bergerak dengan kecepatan sudut tinggi relatif terhadap yang lain. Colloid mills juga banyak digunakan dalam pembuatan emulsi. Colloid mills terdiri dari stator dan rotor dengan permukaan kerja datar yang biasanya terbuat dari baja tahan karat atau karborundum. Rotor diputar pada beberapa ribu putaran per menit dan bubur dari material yang sudah halus melewati clearance di bawah aksi gaya sentrifugal.



Gambar X. Colloid mills Sumber : https://5.imimg.com/data5/LX/QW/TU/SELLER-21673430/colloid-mill-machine500x500.jpg



8. Roller Mills Roller mills dapat digunakan untuk menggiling pasta dan dispersi plastik lainnya. Mesin ini bekerja dengan menginduksi gaya penghancur dan geser pada lapisan tipis pasta saat melewati celah sempit antara dua roller. Biasanya gaya geser diperkuat oleh perbedaan kecepatan perifer dari roller. Jarak bebas antara roller bervariasi dan tergantung pada plastisitas massa, celah meningkat dengan meningkatnya kekakuan material.



Gambar X. Roller mills Sumber : https://www.researchgate.net/profile/Jennifer-Wood4/publication/287312732/figure/fig7/AS:667841162391556@1536237149214/Flour-rollermill-Source-C-2008-Government-of-Saskatchewan.jpg



DAFTAR PUSTAKA Ganderton, David. 1968. Unit Processes in Pharmacy. London : Morrison & Gibb, Ltd. p. 190209 https://www.slideshare.net/ibtihalosman/milling-final diakses 20 Maret 2021 pukul 22.30