suspensi terflokulasi

Flokulasi

Flokulasi adalah proses pengadukan lambat agar campuran koagulan dan air baku yang telah merata membentuk gumpalan atau flok dan dapat mengendap dengan cepat.
Tujuan utama flokulasi adalah membawa partikel ke dalam hubungan sehingga partikel-partikel tersebut saling bertabrakan, kemudian melekat, dan tumbuh mejadi ukuran yang siap turun mengendap. Pengadukan lambat sangat diperlukan untuk membawa flok dan menyimpannya pada bak flokulasi.
Sebelum tiba di bak flokulasi, air sudah dikoagulasikan, dan sudah memiliki inti flok (microflocs). Sehingga kini saatnya mendorong inti flok menjadi kumpulan dan membentuk flok yang lebih besar. Waktu penahanan sekitar 20 sampai 60 menit dibutuhkan, oleh karena itu bak flokulasi harus 50 kali lebih besar dari unit kecepatan pengadukan. Pergejolakan yang lembut diperlukan pada unit ini untuk menaikkan pengadukkan dengan seksama. Meskipun pengadukan seharusnya tidak terlalu keras karena akan menyebabkan rusaknya flok yang sudah terbentuk. Bak flokulasi dikategorikan menjadi tipe aliran mendatar (axial flow type/hydraulic) atau tipe aliran melintang (cross flow type/mechanical). Kategori tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini:



Gambar 7. Kategori Bak Flokulasi

Pada pembuatan Suspensi di kenal 2 macam sistem , yaitu :

a. Sistem Deflokulasi

b. Sistem Flokulasi

Dalam system flokulasi, partikel terflokulasi adalah terikat lemah, cepat mengendap dan mudah tersuspensi kembali dan tidak membentuk cake. Sedangkan pada system Deflokulasi, partikel terdeflokulasi mengendap perlahan – lahan dan akhirnya akan membentuk sendimen dan terjadi agregasi dan selanjutnya cake yang keras dan sukar tersuspensi kembali. ( Farmasetika , 163 )

Potensial zeta adalah indikasi pengukuran dari potensial pada permukaan partikel.

Jika potensial zeta relatif tinggi (25 mV atau lebih), gaya tolak menolak antar dua partikel melebihi gaya tarik menarik (gaya London), oleh karena itu partikel-partikel terdispersi dan disebut terdeflokulasi (deffloculated).

Penambahan secara khusus ion yang diadsorpsi yang muatannya berlawanan dengan muatan partikel menyebabkan penurunan potensial zeta. Pada sejumlah konsentrasi yang ditambahkan, gaya elektris tolak menolak menurun sehingga gaya tarik menarik lebih kuat. Dalam keadaan ini partikel mendekat satu sama lain dan membentuk agregat longgar yang disebut flok. Sistem seperti ini disebut terflokulasi (flocculated)

—  Suspensi terflokulasi 

        Dalam suspensi terflokulasi, terbentuk flok (agregat longgar) yang akan menyebabkan flok turun bersamaan, sehingga tampak pemisahan antara sedimen dan supernatan. Supernatan akan tampak jernih.

   Laju sedimentasi ditentukan oleh ukuran dan porositas dari flok. Volume sedimen akhir relatif besar dan mudah diredispersi dengan pengocokan/agitasi.

•         Suspensi terdeflokulasi 

        Dalam suspensi terdeflokulasi, partikel-partikel mengendap, sehingga laju sedimentasi lambat yang mencegah cairan terperangkap dan membuatnya sulit untuk kembali didispersikan oleh pengocokan/agitasi. Fenomena ini disebut 'cracking' atau 'claying'. Dalam suspensi terdeflokulasi, partikel lebih besar turun dengan cepat, dan partikel lebih kecil tetap berada dalam cairan, sehingga  supernatan tampak keruh.

•         Gerakan Brown  

        Gerakan Brown mencegah pengendapan partikel dengan menjaga partikel-partikel tersebar dalam gerak yang tidak beraturan.

Parameter  Sedimentasi

Dua parameter penting dipertimbangkan:

1. Volume Sedimentasi (F)                                          

        F = V u / Vo -------------- (A)

 

        Di mana:

        F = volume sedimentasi

        Vu = volume endapan 

        Vo = volume total suspensi 

. Derajat  Flokulasi (β)

         β  = F / F∞

    dimana:

    β = derajat flokulasi

    F = volume sedimentasi

          suspensi terflokulasi

    F∞ = volume sedimentasi

             suspensi bila

             terdeflokulasi

Suspensi Terdeflokulasi:

Ò  Laju pengendapan sangat rendah.

Ò  Sedimen setelah jangka waktu tertentu menjadi sangat padat, karena berat lapisan atas bahan-bahan sedimen. Gaya tolak-menolak antar partikel dilampaui dan terbentuk suatu padatan keras (cake) yang sukar atau tidak mungkin untuk diredispersi.

Ò  Sistem terdeflokulasi menunjukkan perilaku dilatant.

Ò  Jenis suspensi ini memiliki penampilan yang menyenangkan, karena partikel tersuspensi dalam jangka waktu yang relatif lama

Ò  Cairan supernatan keruh/berawan meskipun kebanyakan partikel telah diendapkan.

Tidak ada batas jelas antara endapan dan supernatan.

Suspensi Terflokulasi:

Ò  Partikel tersuspensi dalam bentuk agregat longgar.

Ò  Laju sedimentasi tinggi.

Ò  Sedimen terbentuk dengan cepat.

Ò  Sedimen yang terbentuk longgar, sehingga cake tidak terbentuk.

Ò  Sedimen mudah diredispersi oleh sedikit pengocokan.

Ò  Suspensi terflokulasi menunjukkan sifat reologi plastik atau pseudoplastik

Ò  Suspensi kurang enak dipandang, karena sedimentasi cepat dan adanya daerah supernatant yang jelas

Ò  Viskositas hampir sama pada tingkat kedalaman yang berbeda.

Ò  Tujuan dari distribusi dosis seragam dapat dipenuhi oleh suspensi terflokulasi.

Flokulasi terkontrol

        Dengan menganggap serbuk dibasahi dan didispersi dengan baik  untuk menghasilkan flokulasi yang terkontrol, sehingga mencegah pembentukan cake yang sukar didispersikan kembali.

       

        Hal yang perlu diperhatikan dalam pengendalian flokulasi, yaitu:

        Pengawasan pada konsentrasi elektrolit, surfaktan, atau polimer yang digunakan.

        Karena perubahan konsentrasi dapat mengubah suspensi dari terflokulasi menjadi terdeflokulasi.

Elektrolit

        Bahan pemflokulasi elektrolit bertindak dengan mengurangi hambatan listrik antara partikel, seperti yang dibuktikan oleh penurunan potensial zeta dan pembentukan jembatan antara partikel yang berdekatan sehingga partikel-partikel membentuk flok longgar.

Ò                  Jika kita menyuspensi partikel bismut subnitrat  dalam air kita menemukan gaya tolak-menolak yang kuat antara partikel, sistem ini terdeflokulasi. Penambahan kalium fosfat berbasa satu ke suspensi bismut subnitrat menyebabkan potensial zeta positif untuk menurun disebabkan oleh adsorpsi dari anion fosfat bermuatan negatif. Dengan terus menambahkan elektrolit, potensial zeta akhirnya jatuh ke nol dan kemudian menurun pada arah negatif.

Ò  Ketika potensial zeta menjadi cukup negatif, maka volume sedimentasi mulai turun. Akhirnya, tidak adanya caking dalam suspensi berkorelasi dengan volume sedimentasi maksimum.

. Diagram caking, menunjukkan flokulasi dari suspensi

                  bismut subnitrat dengan menggunakan bahan pemflokulasi

Surfaktan

    Surfaktan ionik dan non-ionik dapat digunakan untuk

    menghasilkan suspensi terflokulasi.

•         Konsentrasi optimum diperlukan karena senyawa ini juga bertindak sebagai bahan pembasah.

•         Konsentrasi optimum surfaktan menurunkan energi bebas permukaan  dengan  mengurangi tegangan permukaan antara cairan  medium dan partikel padat.

        Hal ini cenderung untuk membentuk aglomerat  yang  berdekatan. Partikel yang memiliki energi bebas permukaan yang rendah saling tarik-menarik oleh gaya Van der Waals dan membentuk aglomerat longgar.

Polimer

        Polimer memiliki rantai panjang dalam strukturnya.

        Polimer membentuk jembatan (bridging) antara partikel-partikel sehingga terjadi flokulasi.

        Contoh: flokulasi suspensi sulfamerazin oleh polimer kationik

        a. Konsentrasi polimer rendah, suspensi deflokulasi

        b. Flokulasi oleh bridging                             

       c. Deflokulasi dengan konsentrasi polimer tinggi