https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## STUDI EKSPERIMENTAL KARAKTERISTIK NYALA API PEMBAKARAN PREMIX MINYAK KAPUK DENGAN BERBAGAI ORIENTASI MEDAN MAGNET

## EXPERIMENTAL STUDY ON FLAME CHARACTERISTICS OF PREMIXED COMBUSTION OF KAPOK OIL WITH VARIOUS MAGNETIC FIELD ORIENTATIONS
Dony Perdana 1) , Dadang Gabril Setiyawan 2) , Mochamad Choifin 3)
1,2,3 Program Studi Teknik Mesin, Universitas Maarif Hasyim Latif, Sidoarjo, Indonesia email: dony_perdana@dosen.umaha.ac.id 1) *,dadanggabril1305@gmail.com 2) , mochamad_choifin@dosen.umaha.ac.id 3)
Received:
16 Mei 2023 Accepted: 28 Juni 2023
Published:
30 Juni 2023

## Abstrak
Tujuan studi ini untuk mengetahui pengaruh arah medan magnet dan tanpa pada pembakaran premix minyak kapuk terhadap karakteristik nyala api selama proses pembakaran. Minyak nabati sebagai pengganti bahan bakar minyak bumi sangat penting untuk dilakukan penelitian yang berkelanjutan. Penelitian ini dilakukan dengan  menggunakan  metode  eksperimental  skala  laboratorium  untuk mendapatkan evolusi, temperatur dan tinggi nyala api pada pembakaran premix dengan penambahan magnet. Minyak kapuk diisikan kedalam boiler sebesar 600 ml  dan  dipanaskan  dengan  suhu  300 o C,  campuran  uap  minyak  kapuk  dengan udara ini direaksikan di ruang burner. Dua batang magnet permanen ditempatkan pada  dua  sisi  ujung  burner.  Studi  ini  menemukan  medan  magnet  tarik menghasilkan nyala api lebih bening, ramping dan temperatur tertinggi dibanding magnet tolak dan tanpa. Gaya lorent yang dihasilkan oleh medan magnet secara terus menerus memutuskan rantai kimia bahan bakar sehingga membuat denyutan magnetik  pada  nyala  api.  Udara  yang  mengandung  oksigen  disekitar  burner memisahkan  diri  mengakibatkan  elektron  terlepas,  sehingga  menghasilkan temperatur  nyala  api  semakin  tinggi  yang  dihasilkan  oleh  reaksi  pembakaran semakin  cepat.  Medan  magnet  di  sekitar  nyala  api  menginduksi  aliran  udara secara magnetis menimbulkan perpindahan panas disekeliling nyala api, sehingga menghasilkan ketinggian nyala api yang bervariasi.
Kata Kunci: minyak kapuk, medan magnet, pembakaran premix, karakteristik nyala api.

## Abstract
This study aims to determine the effect of the direction of magnetic fields and their absence on the premixed combustion of kapok oil on the flame's characteristics during the combustion process. Vegetable oils as a substitute for petroleum fuels are  important  for  sustainable  research.  This  research  used  a  laboratory-scale experimental method to obtain the evolution, temperature, and flame height in premix combustion by adding magnets. Kapok oil is filled into boilers of 600 ml
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
and  heated  to  a  temperature  of  300 o C.  A  kapok  oil  vapor  and  air  mixture  is reacting in a burner chamber. Two permanent magnetic rods are placed on either side  of  the  burner  tip.  This  study  found  that  the  attraction  of  magnetic  fields produces a brighter, slimmer flame with the highest temperature compared to the repulsive  effect  of  magnetic  fields  without  them.  Lorentz  force  generated  by magnetic fields continuously breaks off fuel's chemical chains, causing magnetic vibrations  in  flames.  Oxygen-containing  air  around  the  burner  is  separating itself, causing electrons to be released, thus producing higher flame temperatures produced  by  rapid  combustion  reactions.  A  magnetic  field  around  the  flame induces  a  flow  of  air,  which  magnetically  causes  heat  transfer  around  flames, resulting in varying flame heights.
Keywords: kapok  oil,  magnetic  fields,  premixed  combustion,  flame characteristics.
DOI:10.20527/sjmekinematika.v8i1.249
How to cite : Perdana, D., Setiyawan, D. G.., & Choifin, M. , “Studi Eksperimental Karakteristik Nyala Api Pembakaran  Premix  Minyak  Kapuk  dengan  Berbagai  Orientasi  Medan  Magnet” .  Scientific  Journal  of Mechanical Engineering Kinematika, 8(1), 45-55, 2023.

## PENDAHULUAN
Salah satu pengganti bahan bakar fosil adalah minyak nabati memiliki kemampuan luas  untuk  dikembangkan,  minyak  nabati  termasuk  energi  terbarukan,  lingkungan  yang ramah, rendah emisi, sangat melimpah dan berbagai jenis [1][2]. Minyak nabati disusun oleh trigliserida dalam jumlah besar, sedangkan solar merupakan campuran dari sejumlah besar senyawa  hidrokarbon  [3].  Namun  ada  beberapa  kelemahan  jika  diaplikasikan  langsung menjadi  bahan  bakar  alternatif,  kelemahan  yang  paling  krusial  masalah  properties  bahan bakar  umumnya  memiliki  nilai  viskositas  dan  atomisasi  yang  masih  terlalu  tinggi,  serta volatilitas dan densitas bahan bakar yang masih terlalu rendah [4].
Untuk  menangani  kekurangan  pada  minyak  nabati,  sejumlah  peneliti  menerapkan bahan bakar turunan minyak nabati seperti biodiesel, campuran minyak nabati dengan solar, minyak  nabati  dicampur  bioetanol  dan  biodiesel  dengan  solar.  Telah  dilakukan  oleh beberapa  peneliti  dengan  menggunakan  bahan  bakar  minyak  nabati  pada  mesin diesel . Ceiba petandra metyl ester (CPME) telah dieksplorasi oleh sejumlah pihak peneliti sebagai potensi pengganti bahan bakar solar. CPME dicampur dengan solar dalam mesin diesel yang tidak dimodifikasi menemukan bahwa B25 (25% biodiesel dan 75% solar)  menunjukkan kinerja mesin dan emisi sebanding dengan diesel [5]. Campuran bahan bakar 10% CPME dan solar 90% menemukan bahwa adanya peningkatan torsi, brake power (BP), dan brake specific fuel consumption (BSFC) pada mesin diesel . Performa mesin diesel terbaik dicapai pada putaran mesin 1900 rpm dengan kondisi beban penuh. BSFC adalah lebih tinggi untuk CPME  sebesar  22,98%  dibandingkan  dengan  solar.  Selanjutnya,  mereka  menemukan penambahan CPME mengurangi emisi CO 2 dan CO. Namun, sedikit emisi NOx yang lebih tinggi yang merugikan lingkungan [6]. Percobaan telah dilakukan dengan campuran B20, B30, B40 dan B100 dari kapok oil methyl ester (KOME) pada mesin diesel DI satu silinder. Penelitian ini menemukan bahwa brake thermal efficiency (BTE) dari campuran B30 mirip dengan solar, meskipun exhaust gas temperature (EGT) yang dan BSFC lebih tinggi [7]. Mesin diesel satu  silinder  dengan  tipe variable  compression  ratio  engine (VCRE) dioperasikan dengan campuran B10, B20, b30, dan B40 dari minyak biji kapas sutera dan bahan bakar B10 ternyata optimal dan pada urutan waktu injeksi 18° bTDC. Ditemukan, bahwa emisi CO mirip dengan solar [8]. Berbagai campuran KOME dengan compression ratio (CR) 17,5:1 bahwa campuran miskin  KOME memiliki atomisasi bahan bakar  yang lebih  baik,  viskositas  yang  lebih  rendah  dan  menghasilkan  pembakaran  sempurna.  BTE,
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
total  fuel  consumption (TFC)  dan  BSFC  meningkat  dengan  peningkatan  konsentrasi campuran dan peningkatan beban mesin [9]. CPME dengan rasio campuran B25, B50, B75, dan  B100  menggerakkan  mesin diesel silinder  tunggal  DI  dalam  kondisi  beban  penuh dengan CR konstan 17,5:1. Campuran B25 menunjukkan peningkatan 6,27 pada BSFC dan penurunan  BTE,  CO,  HC,  NOx  dan  menyarankan  bahwa  campuran  biodiesel  B25  dapat digunakan sebagai bahan bakar pengganti solar [10]. Bahan bakar KOME diuji pada mesin diesel satu  silinder  dengan  CR  konstan  17,5:1  dan  ditemukan  bahwa  efisiensi  mesin  4% lebih  besar  dan  data  emisi  dan  pembakaran  analog  dengan  solar  untuk  campuran  B25. Peningkatan  rasio  campuran  menyebabkan  sedikit  penurunan  pada  BTE  [11].  Campuran CPME  B10,  B20,  B30  dan  B40  dimasukkan  ke  dalam  mesin diesel tipe  VCRE  dan ditemukan bahwa peningkatan CR menyebabkan peningkatan BTE untuk campuran bahan bakar B10. Pada CR 18, peningkatan CO 2 , HC, dan NOx dengan penundaan pengapian yang lebih lama [12]. Pembakaran droplet dengan menggunakan variasi campuran (10%, 20%, 30%,  40%  dan  50%)  bahan  bakar  oli  bekas  dengan  biodiesel,  ditemukan  bahwa  dengan meningkatnya campuran oli bekas menghasilkan peningkatan flash point dan ignition delay time namun burning rate dan tinggi nyala api mengalami penurunan [13].
Disamping mengatasi kekurangan pada minyak nabati yang disebutkan diatas, untuk meningkatkan  efisiensi  dan  mengurangi  emisi  pembakaran  telah  digunakan  penambahan magnet  oleh  beberapa  peneliti.  Sifat  bakan  bakar  akan  meningkat  lebih  baik  dengan ditambahkan  magnet  sehingga  dapat  menyeimbangkan  dan  mengarahkan  molekul hidrokarbon. Viskositas bahan bakar akan turun signifikan dengan diterapkan medan magnet yang intensitas dan durasi yang cukup [14]. Pengurangan tegangan permukaan adalah kunci untuk menjelaskan efek medan magnet [15]. Tegangan permukaan hidrokarbon berkurang dengan  meningkatnya  intensitas  medan  magnet  [16].  Beberapa  penelitian  telah mengevaluasi efek medan magnet pada kinerja mesin diesel dengan menggunakan empat intensitas magnet yang berbeda (0 G, 3200 G, 4800 G dan 6400 G) ditemukan meningkatnya efisiensi  termal  3,9%  dan  konsumsi  bahan  bakar  turun  13,8%  yang  dihasilkan  oleh meningkanya efisiensi pembakaran [17]. Penelitian ini membahas pengaruh medan magnet (5  magnet  masing-masing  3000  Gauss)  pada  kinerja  mesin  dan  emisi  gas  buang  ketika diterapkan pada saluran bahan bakar di kendaraan roda dua empat langkah mesin bensin satu silinder. Menemukan penghematan bahan bakar meningkat maksimal 9.36%, CO dan HC berkurang  masing-masing  sebesar  12%  dan  72.84%,  sedangkan  CO 2 meningkat  sebesar 23.79%  [18].  Pengaruh  tabung  magnet  pada  emisi  polutan  dari  mesin diesel .  Tabung magnetik  dipasang  pada  saluran  masuk  bahan  bakar  generator diesel pada  kondisi idle dengan kecepatan konstan 1800 rpm, dengan variasi beban masing-masing 50% dan 25%. Specific fuel consumption (SFC) dan BSFC berkurang rata-rata 15% dan 3.5%, sementara BTE  meningkat  sekitar  3.5%.  Emisi  CO, particulat  matter (PM),  hidrokarbon  dan  CO 2 berkurang  dalam  kisaran,  5.4-11.3%,  21.9-33.3%,  29.4-64.7%  dan  2.68-  4.18%  [19]. Penelitian juga dilakukan pada mesin diesel yang dipengaruhi medan magnet, menghasilkan penurunan  BSFC  3,5%,  PM,  CO,  HC,  dan  CO 2 masing-masing  21,9–33,3%,  5,4-11,3%, 29,4–64,7%, dan 2,68–4,18%, sedangkan NOx meningkat 1,24-13,4%. Putaran mesin diesel divariasikan (1000 hingga 2500 rpm) dengan penambahan intensitas medan magnet (7000, 9000 dan 18000 G), menemukan pengurangan SFC 15,71%, BSFC 15,71% dan HC 29,82%, tetapi CO 2 meningkat sebesar 33,04% [20].
Dari  penelitian  yang  dijelaskan  diatas,  belum  banyak  studi  tentang  upaya  untuk menghasilkan proses pembakaran sempurna yang menunjang performa dan kinerja mesin. Penelitian  lebih  lanjut  diperlukan  terutama  terkait  pengaruh  medan  magnet  dalam menstabilkan proses pembakaran. Bahan bakar hidrokarbon yang digunakan dalam mesin IC dapat dirubah perlakuannya dengan merubah sifat fisika atau kimia untuk meningkatkan efisiensi pembakaran mesin. Pembakaran dengan bantuan medan magnet adalah salah satu
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
teknik  yang  secara  fisika  mengubah  keseimbangan  molekul  hidrokarbon  terpecah  dan mudah bereaksi dengan oksigen sehingga akan meningkatkan karakteristik pembakarannya. Perilaku nyala api berperan vital dalam stabilitas pembakaran yang mempengaruhi performa mesin  belum  banyak  dibahas.  Perhatian  khusus  harus  diberikan  pada  penelitian  tentang pembakaran  premix  yang  diberi  tambahan  medan  magnet.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  pengaruh  variasi  medan  magnet  tarik,  tolak  dan  tanpa  pada  pembakaran premixed  minyak  kapuk  terhadap  evolusi,  temperatur  dan  tinggi  nyala  api.  Informasi tersebut  dapat  digunakan  pada  peralatan  tungku  industri  dan  transportasi  di  masa  depan sebagai metode kontrol pembakaran dalam maupun luar yang layak dengan menggunakan medan magnet.

## METODE PENELITIAN

## Komposisi Asam Lemak dan Sifat Fisika Berbagai Minyak Nabati
Bahan bakar digunakan pada studi ini adalah minyak kapuk (ceiba petandra oil) yang didapatkan  dari  produk  komersial.  Komposisi  asam  lemak  berbagai  minyak  nabati ditentukan  dengan  menggunakan gas  chromatography (GC).  Asam  lemak  yang  banyak terdapat pada minyak nabati adalah lauric, myristic , palmitat, stearat, oleat, dan linoleat , dengan komposisi seperti pada Tabel 1.
Tabel 1. Kandungan asam lemak berbagai minyak nabati [21] Fatty Acid Structure Ceiba petandra oil Jatropha curcas oil Cotton oil Coconut oil Lauric Acid C12:0 – – 0.54 47.2 Myristic Acid C14:0 0.79 0.15 0,98 18.5 Palmitic Acid C16:0 19.2 14.4–15.6 21,13 – Stearic Acid C18:0 2.6 5.8–10.5 7,32 – Oleic Acid C18:1 21.88 42–43 20,14 – Linoleic Acid C18:2 53.78 30.9–35.4 43,09 3.1 Linolenic Acid C18:3 1.5 0.2 – 8.2

## Skema Peralatan Eksperimental
Metodologi  eksperimental  (true  experimental  research)  yang  digunakan  dalam penelitian  ini,  yaitu  dilakukan  pada  obyek  secara  langsung  yang  akan  diteliti  untuk mendapatkan data sebab akibat. Membuat instalasi penelitian skala laboratorium ditunjukkan secara  skematis  pada  Gambar  1.  Pembakaran  premix  minyak  kapuk  dengan burner  type sylinder , 600 ml minyak kapuk dituangkan ke boiler kemudian dipanaskan bersuhu 300 o C dijaga  konstan.  Hasil  penguapan  minyak  kapuk  dari  boiler  kemudian  direaksikan  dengan udara dari kompresor dalam ruang burner , setelah itu menuju ke nosel berdiameter 6 mm. Membuka katup inlet uap bahan bakar dan dijaga konstan kemudian diamati ketinggiannya di pipa U ( flow control ) sedangkan katup inlet udara dalam posisi tertutup. Pada ujung burner diberikan pengumpan api sehingga nyala api difusi terbentuk. Berikutnya membuka sedikit katup inlet dan diamati perbedaan beda ketinggian pada flow control . Kamera berkecepatan tinggi  120 frame  per  second (fps)  digunakan  untuk  mengambil  gambar  nyala  api. Pengambilan gambar dilakukan berkali-kali dari mulai terbentuk nyala api sampai padam. Flow control pada bahan bakar konstan dan udara berbeda digunakan untuk mendapatkan
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
perbandingan  udara  terhadap  bahan  bakar  (AFR).  Softwere  free  video  to  jpg  conventer digunakan untuk mengolah bentuk nyala api sehingga dihasilkan potongan foto nyala api. Kemudian  potongan  foto  nyala  api  diolah  menggunakan  perangkat  image  J.  Corel  draw digunakan untuk mengolah hasil dari image J, sehingga didapatkan sudut dan tinggi nyala api. Thermocouple  type K  untuk  mendapatkan  temperatur  ditempatkan  dipinggir  nosel dengan jarak 2 mm diatas ujung burner ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 1. Instalasi peralatan pembakaran premix [22]
Perhitungan Pengolahan Data Kecepatan Udara dan Bahan Bakar (V udara dan V bahan bakar )
V udara = √ 2 𝑥 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝑥 𝑔 𝑥 ∆ℎ 𝜌 𝑢𝑑𝑎𝑟𝑎 (1)
V bahan bakar = √ 2 𝑥 𝜌 𝑎𝑖𝑟 𝑥 𝑔 𝑥 𝛥ℎ
( 𝜌 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑏𝑎𝑘𝑎𝑟 ) (2)
Dimana V adalah kecepatan aliran udara atau bahan bakar (m/detik), g adalah percepatan gravitasi  (9,8  m/s 2 ),  densitas  udara  (ρ udara =  0,001  g/cm 3 ),  densitas  air  (ρ air =  1  g/cm 3 ), perbedaan ketinggian air dalam flow control sebagai ∆h (mm). Q udara dan Q bahan bakar dapat dicari menggunakan persamaan (3 dan 4)
Debit Aliran Udara dan Bahan Bakar (Q udara dan Q bahan bakar ) Q udara =   A oriface plate × V udara (3)
Q bahan bakar =   A oriface plate ×   V bahan bakar (4)
Q udara dan Q bahan bakar (m 3 /detik) adalah debit aliran udara dan bahan bakar didapatkan dari perkalian  luas  penampang  orifice  plate  (mm 2 )  yang  ada  didalam flow  control dengan kecepatan  udara  atau  bahan  bakar  (m/detik)  yang  mengalir  setelah  melewati  aliran flow control menuju ruang campuran udara dan bahan bakar. Perhitungan laju aliran massa udara and bahan bakar didapatkan dengan menggunakan persamaan (5 dan 6)
Laju Aliran Massa Udara dan Bahan Bakar (ṁ udara dan ṁ bahan bakar ) ṁ udara =   ρ udara × Q udara (5)
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
ṁ bahan bakar =   ρ bahan bakar ×   Q bahan bakar (6)
ṁ udara dan ṁ bahan bakar adalah laju aliran massa udara dan bahan bakar (g/detik) didapatkan dari  hasil  perkalian  densitas  udara  dengan  debit  aliran  udara  dan  densitas  bahan  bakar dengan  debit  aliran  bahan  bakar  yang  mengalir  setelah  melewati flow  control .  Untuk mendapatkan perhitungan AFR menggunakan persamaan (7).
Air Fuel Ratio (AFR)
AFR = ṁ udara ṁ bahan bakar (7)
AFR adalah perbandingan laju aliran massa udara (g/detik) dengan laju aliran massa bahan bakar (g/detik).

## Posisi Medan Magnet
Ditunjukkan pada Gambar 2 magnet permanen N45 berlapis nikel 40 x 25 x 10 (mm) mempunyai intensitas medan magnet 11000 Gauss . Batang magnet permanen terhubung ke dudukan pelat aluminium dengan baut dan mur untuk pelepasan dan pemasangan.
(a) (b)
Gambar 2. Posisi arah medan: a. magnet tolak (S-S) b. medan magnet tarik (U-S) [22]
Gambar 3. Posisi Thermocouple [22]

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh  Medan  Magnet  dan  Tanpa  pada  Berbagai  AFR  terhadap  Stabilitas  dan Bentuk Nyala Api
Stabilitas  dan  bentuk  nyala  api  pembakaran  premix  dengan  berbagai  AFR  tanpa magnet, magnet tolak dan magnet tarik ditunjukkan pada Gambar 4a-4c. Dua daerah kerucut nyala api yang dihasilkan dari pembakaran premix yaitu kerucut dalam dan luar. Gambar 4a menunjukkan pembakaran premix tanpa penambahan medan magnet menghasilkan warna nyala api agak lebar dan stabil, dibuktikan dengan AFR mulai 3.72 sampai 14.55.  Namun pada medan magnet tolak dan tarik menghasilkan warna lebih bening, ramping dan kurang stabil masing masing dengan AFR 3.72 sampai 12.99 dan 3.72 sampai 11.84 ditunjukkan pada Gambar 4b dan 4c. Hasil penelitian ini kontradiktif yang telah dilakukan oleh Dony [23] pada pembakaran premixed campuran minyak kapas dan jarak pagar ( blending 50% ) dengan penambahan medan magnet.
3.72     5.29     6.49    7.51     8.42     9.2      9.92   10.64   11.24   11.84   12.45   12.99  13.53   14.07  14.55 (a)
3.72     5.29     6.49    7.51     8.42     9.2       9.92   10.64   11.24   11.84   12.45   12.99
(b)
3.72     5.29     6.49    7.51     8.42     9.2      9.92   10.64   11.24   11.84
(c)
Gambar 4. Hubungan AFR terhadap Stabilitas dan bentuk nyala api: (a) tanpa magnet (b) magnet tolak (c) magnet tarik
Karakteristik  nyala  api  yang  berbeda  ini  disebabkan  oleh,  kecepatan  reaktan mempengaruhi kecepatan difusi bahan bakar, pada saat kecepatan reaktan tinggi maka difusi bahan  bakar  yang  terjadi  juga  lebih  cepat.  Penambahan  medan  magnet  pada  reaksi pembakaran  menyebabkan  pembakaran  semakin  sempurna  yang  dibuktikan  dari  waktu nyala api semakin singkat. Reaktan yang lebih energetik mengakibatkan pecahnya molekul menjadi unsur unsur lebih kecil, sehingga mudah bereaksi dengan molekul lainnya. Pada medan magnet tolak menolak (S-S) O 2 dan H 2 O akan dipompa keluar mengikuti arah medan magnet.  Hal  ini  dimungkinkan  O 2 sebagai  gas  paramagnetik  akan  cenderung  berpindah mengikuti  arah  medan  magnet  namun  H 2 O  sebagai  gas  diamagnetik  akan  berpindah melawan  arah  medan  magnet  [24].  Sehingga  menyebabkan  reaksi  kimia  pada  saat pembakaran  berlangsung  kurang  maksimal  jika  dilihat  pada  Gambar  4b.  Medan  magnet tolak  menolak  menghasilkan  pembakaran  kurang  sempurna,  dibuktikan  dengan terbentuknya  sedikit  nyala  api  kuning  (difusi)  pada  AFR  3.72.  Hal  ini  dikarenakan  arah medan magnet tolak, H 2 O yang dipompa masuk melintasi nyala api sedangkan O 2 dipompa keluar dari nyala api. Tetapi pada arah medan magnet tarik, kedua unsur O 2 dan H 2 O tersebut akan sama-sama dipompa masuk melintasi nyala api sehingga tidak menghasilkan nyala api kuning  (difusi).  Sedangkan  tanpa  magnet  menghasilkan  lebih  banyak  nyala  api  difusi, dimulai pada AFR 3.72 sampai 8.42. Warna nyala api kuning yang terbentuk lebih banyak ini  disebabkan  pertama,  asam  lemak  jenuh  rantai  panjang  berupa  asam  lemak  palmitat ditunjukkan pada Tabel 1, sulit terbakar karena butuh waktu untuk menguap dan bercampur dengan udara sehingga lolos ke hilir sehingga terbakar sebagai nyala api berwarna kuning (difusi). Kedua, nyala api warna kuning disebabkan pancaran jelaga yang berfungsi sebagai penyuplai panas agar nyala api menjadi stabil.
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika

## Pengaruh Medan Magnet dan Tanpa pada Berbagai AFR terhadap Temperatur
Gambar 5 menunjukkan pengaruh AFR terhadap tinggi nyala api pada pembakaran premix  medan  magnet  tarik,  tolak  dan  tanpa.  Temperatur  yang  dihasilkan  trendnya mengalami  peningkatan  dimulai  pada  AFR  3.72  kemudian  pada  AFR  tertentu  mulai mengalami penurunan. Temperatur nyala api tertinggi pada pembakaran premixed terjadi dimedan magnet tarik kemudian diikuti medan magnet tolak dan tanpa. Medan magnet tarik menghasilkan temperatur 427 o C saat mulai terbakar pada AFR 3.72, seiring meningkatnya AFR trendnya mengalami kenaikan sampai AFR 10.64 dengan suhu tertinggi 517 o C, pada AFR 11.24 temperatur mulai turun menjelang nyala api akan mulai padam pada temperatur 487 o C dengan AFR 11.84.  Temperatur tertinggi yang dihasilkan medan magnet tolak pada AFR  11.84  sebesar  433 o C  kemudian  trendnya  menurun  dengan  meningkatnya  AFR, Sedangkan temperatur nyala api terendah pada pembakaran premixed tanpa magnet sebesar 411 o C  pada  AFR  13.53.  Temperatur  nyala  api  tertinggi  pada  medan  magnet  tarik dimungkinkan  adanya  gaya  lorent  memutuskan  rantai  kimia  bahan  bakar  menghasilkan gataran magnetik pada nyala api. Hal ini O 2 memisahkan diri dari ikatan dan bahan bakar sehingga membuat terlepasnya elektron mengakibatkan bilangan oksidasinya semakin besar sehingga temperatur nyala api semakin tinggi. Sebagai gas paramegnetik oksigen ditarik ke bagian  bawah  nyala  api  dari  udara  sekitar  sehingga  menyebabkan  konsentrasi  oksigen menjadi  meningkat  pada  zona  reaksi  nyala  api  dan  menghasilkan  pembakaran  sempurna [23]. Ketika nyala api ditempatkan pada medan magnet yang besar, jumlah udara maksimum ditarik  menuju  pangkal  burner,  sedangkan  gas  diamagnetik  tertarik  ke  arah  luar  medan magnet,  maka  semua  produk  pembakaran  didorong  menjauh  dari  zona  reaksi.  Hal  ini menyebabkan peningkatan karakteristik pembakaran dan perilaku pembakaran.
Gambar 5. Hubungan AFR terhadap temperatur nyala api
Pengaruh Medan Magnet dan Tanpa pada Berbagai AFR terhadap Tinggi Nyala Api Grafik pengaruh AFR terhadap tinggi nyala api, medan magnet tarik, tolak dan tanpa ditunjukkan  di  Gambar  6.  Tanpa  medan  magnet  menghasilkan  tinggi  nyala  api  tertinggi
250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 T em p er at u r ( o C) Air Fuel Ratio (AFR) Tanpa Magnet Magnet Tolak
Magnet Tarik
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
sebesar 42.08 mm pada AFR 3.72 dibandingkan dengan penambahan medan magnet tolak dan tarik. Kemudian diikuti medan magnet tolak dan medan magnet tarik masing-masing sebesar  40.08 mm  dan  37.76  mm.  Seiring  meningkatnya  AFR,  tinggi  nyala  api  trendnya menurun sampai nyala api akan padam. Hal ini sangat kontradiktif yang telah dilakukan oleh Maulana  [25]  menemukan  bahwa  medan  magnet  tarik  menghasilkan  tinggi  nyala  api tertinggi dibandingkan medan magnet tolak dan tanpa.

## Gambar 6. Hubungan AFR terhadap tinggi nyala api
Tinggi nyala api yang terendah ini menandakan bahwa medan magnet tarik menghasilkan energi yang besar, karena semakin rendah tinggi nyala api yang terbentuk akan mengalami peregangan yang lebih besar sehingga dihasilkan pembakaran sempurna. Perbedaan tinggi nyala  api  disinyalir  adanya  induksi  udara  secara  magnetis  pada  area  nyala  api  sehingga mengakibatkan perpindaha panas di sekeliling nyala api. Gas oksigen mengalir ke bagian bawah nyala api dari kedua sisi dan meningkatkan konsentrasi oksigen di sekitar zona reaksi [22].
Aliran udara disekitar nyala api akan meningkatkan konsentrasi oksigen dan molekul bahan  bakar  di  sekitar  zona  reaksi  menyebabkan  pembakaran  lebih  reaktif  dan  singkat sehingga menghasilkan sudut nyala api yang besar dan mempengaruhi kenaikan tinggi nyala api. Semakin besar medan magnet tarik (U-S) semakin besar sudut nyala api, maka tinggi nyala api sangat pendek, sebaliknya semakin kecil medan magnet tolak (S-S) semakin kecil sudut  nyala  api,  maka  nyala  api  semakin  tinggi.  Fenomena  ini  terjadi  karena  lepasnya molekul oksigen dan H 2 O yang didorong keluar oleh medan magnet yang lemah disebabkan adanya gaya tolak antar magnet disekitar nyala api, menyebabkan nyala api difusi karena bereaksi di zona kerucut dengan ditunjukkan kerucut nyala api lebih tinggi.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian pembakaran premix minyak kapuk dengan penambahan berbagai arah  medan  magnet  dapat  ditarik  kesimpulan  dengan  variasi  arah  medan  magnet  sangat mempengaruhi stabilitas, bentuk, temperatur dan ketinggian nyala api. Temperatur tertinggi mencapai 517 o C terjadi dimedan magnet tarik, sedangkan tinggi nyala api 37.76 mm dan nilai AFR 3.72-8.42 terendah dibandingkan medan magnet tolak dan tanpa medan magnet.
26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 T in gg i N ya la A p i ( m m ) Air Fuel Ratio (AFR) Tanpa Magnet Magnet Tolak
Magnet Tarik
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Hal ini dikarenakan medan magnet sangat berperan aktif terhadap peningkatan campuran udara bahan yang dihasilkan, karena putaran elektron mempersingkat putusnya ikatan rantai karbon dan bahan bakar. Kombinasi antara kecepatan pembakaran dan arah medan magnet yang tepat akan menghasilkan reaksi pembakaran yang sempurna.

## REFERENSI
[1] P.  Zareh,  A.  A.  Zare,  and  B.  Ghobadian,  “Comparative  assessment  of  performance  and emission  characteristics  of  castor,  coconut  and  waste  cooking  based  biodiesel  as  fuel  in  a diesel engine,” Energy , vol. 139, pp. 883–894, 2017, doi: 10.1016/j.energy.2017.08.040.
[2] G.  Kumar  Deshmukh,  A.  Rehman,  R.  Gupta,  and  C.  Author,  “Combustion  and  Emission Characteristics  of  a  Compression-Ignition  Engine  fuelled  with  Transesterified-Jatropha Biodiesel-Diesel  Blends,” International  Journal  of  Renewable  Energy  Research ,  vol.  11, no.2, 2021, doi: 20.1001.1.13090127.2021.11.2.38.7
[3] P. Emberger, D. Hebecker, P. Pickel, E. Remmele, and K. Thuneke, “Emission behaviour of vegetable oil fuel compatible tractors fuelled with different pure vegetable oils,” Fuel , vol. 167, pp. 257–270, 2016, doi: 10.1016/j.fuel.2015.11.071.
[4] G. Chiatti, O. Chiavola, and F. Palmieri, “Impact on combustion and emissions of jet fuel as additive  in  diesel  engine  fueled  with  blends  of  petrol  diesel,  renewable  diesel  and  waste cooking oil biodiesel,” Energies (Basel) , vol. 12, no. 13, 2019, doi: 10.3390/en12132488.
[5] S.  Vedharaj,  R.  Vallinayagam,  W.  M.  Yang,  S.  K.  Chou,  K.  J.  E.  Chua,  and  P.  S.  Lee, “Experimental investigation of kapok (Ceiba pentandra) oil biodiesel as an alternate fuel for diesel  engine,” Energy  Conversion  and  Management ,  vol.  75,  pp.  773–779,  2013,  doi: 10.1016/j.enconman.2013.08.042.
[6] A. S. Silitonga, H. H. Masjuki, T. M. I. Mahlia, H. C. Ong, and W. T. Chong, “Experimental study on performance and exhaust emissions of a diesel engine fuelled with Ceiba pentandra biodiesel  blends,” Energy  Conversion  and  Management ,  vol. 76, pp.  828–836,  2013, doi: 10.1016/j.enconman.2013.08.032.
[7] M. A. Asokan, R. Vijayan, S. S. Prabu, and N. Venkatesan, “Experimental  studies on  the combustion  characteristics  and  performance  of  a  di  diesel  engine  using  kapok  oil  methyl ester/diesel blends,” International Journal of Oil, Gas and Coal Technology , vol. 12, no. 1, pp. 105–119, 2016, doi: 10.1504/IJOGCT.2016.075843.
[8] R.  Tamilselvan,  R.  Rameshbabu,  R.  Thirunavukkarasu,  and  Periyasamy,  “Effect  of  fuel injection timing on performance and emission characteristics of ceiba pentandra biodiesel,” Materials  Today:  Proceedings ,  vol.  5,  no.  2,  pp.  6770–6779,  2018,  doi: 10.1016/j.matpr.2017.11.336.
[9] B.  Venkatanarayana  and  C.  Ratnam,  “Selection  of optimal  performance  parameters  of  DI diesel  engine  using  taguchi  approach,” Biofuels ,  vol.  10,  no.  4,  pp.  503–510,  2019,  doi: 10.1080/17597269.2017.1329492.
[10]  N.  Panneerselvam,  A.  Murugesan,  K.  P.  Porkodi,  T.  Jima,  C.  Vijayakumar,  and  D. Subramaniam,  “Computational  engine  performance  and  emission  analysis  using  ceiba pentandra  biodiesel,” Biofuels ,  vol.  7,  no.  3,  pp.  201–206,  2016,  doi: 10.1080/17597269.2015.1123985.
[11]  S.  Vedharaj,  R.  Vallinayagam,  W.  M.  Yang,  S.  K.  Chou,  K.  J.  E.  Chua,  and  P.  S.  Lee, “Experimental investigation of kapok (Ceiba Pentandra) oil biodiesel as an alternate fuel for diesel  engine,” Energy  Conversion  and  Management ,  vol.  75,  pp.  773–779,  2013,  doi: 10.1016/j.enconman.2013.08.042.
[12]  T. Rathinasamy, “Effect of compression ratio on performance and emission characteristics of ceiba pentandra biodiesel,” International Journal of Applied Engineering Research , vol. 1, no. 3, pp. 643–649, 2016.
[13]  A. Syarief, A. Ramadan dan Misbachudin, "Analisa Variasi Waktu Fermentasi Pembuatan Bioetanol dengan Bahan Kulit Singkong dan Kulit Nanas," Scientific Journal of Mechanical Engineering Kinematika , vol. 2, pp. 83-96, 2017.
[14]  L. P. O. Kumar. G. N. Libin P. Oommen , Kumar. G. N, “A Study on the Effect of Magnetic Field  on  the  Properties  and  Combustion  of  Hydrocarbon  Fuels,” International  Journal  of
https://kinematika.ulm.ac.id/index.php/kinematika
Mechanical and Production Engineering Research and Development , vol. 9, no. 3, pp. 89- 98, 2019.
[15]  A. V. G. Khedvan and V. A. Gaikwad, “Review on Effect of Magnetic Field on Hydrocarbon Refrigerant in Vapor Compression Cycle,” Internatioal Journal of Scientific Engineering and Technology , vol. 04, no. 07, pp. 1374–1378, 2015.
[16]  M. Hayakawa, J. Vialetto, M. Anyfantakis, M. Takinoue, S. Rudiuk, M. Morel and D. Baigl, “Effect  of  moderate  magnetic  fields  on  the  surface  tension  of  aqueous  liquids:  a  reliable assessment,” RSC Advances , vol. 9, no. 18, pp. 10030–10033, 2019, doi: 10.1039/c9ra00849g [17]  L.  P.  Oommen,  K. G.  Narayanappa,  and  S.  K.  Vijayalakshmi,  “Experimental  Analysis  of Synergetic  Effect  of  Part-Cooled  Exhaust  Gas  Recirculation  on  Magnetic  Field-Assisted Combustion of Liquefied Petroleum Gas,” Arabian Journal for Science and Engineering , vol. 45, no. 11, pp. 9187–9196, 2020, doi: 10.1007/s13369-020-04696-z.
[18]  P. Tipole, A. Karthikeyan, V. Bhojwani, S. Deshmukh, H. Babar, and B. Tipole, “Examining the  impact  of  magnetic  field  on  fuel  economy  and  emission  reduction  in  I.C.  engines,” International  Journal  of  Ambient  Energy ,  vol.  43,  no.  1,  pp.  678–684,  2022,  doi: 10.1080/01430750.2019.1667434.
[19]  C. Y. Chen, W. J. Lee, J. K. Mwangi, L. C. Wang, and J. H. Lu, “Impact of magnetic tube on pollutant emissions from the diesel engine,” Aerosol and Air Quality Research , vol. 17, no. 4, pp. 1097–1104, 2017, doi: 10.4209/aaqr.2016.11.0478.
[20]  H.  J.  Kurji  and  M.  S.  Imran,  “Magnetic  field  effect  on  compression  ignition  engine performance,” ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences , vol. 13, no. 12, 2018.
[21]  D. Perdana, I. N. G. Wardana, L. Yuliati, and N. Hamidi, “The role of fatty acid structure in various  pure  vegetable  oils  on  flame  characteristics  and  stability  behavior  for  industrial furnace,” Eastern-European Journal of Enterprise Technologies , vol. 5, no. 8–95, pp. 65–75, 2018, doi: 10.15587/1729-4061.2018.144243.
[22]  D.  Perdana,  L.  Yuliati,  N.  Hamidi,  and  I.  N.  G.  Wardana,  “The  Role  of  Magnetic  Field Orientation  in  Vegetable  Oil  Premixed  Combustion,” Journal  of  Combustion ,  vol.  2020, 2020, doi: 10.1155/2020/2145353.
[23]  D. Perdana, “Pengaruh Variasi Arah Medan Magnet Pembakaran Premixed Minyak Nabati terhadap Karakteristik Nyala Api pada Tungku Industri,” TEKNIK , vol. 43, no. 3, pp. 280– 286, 2022, doi: 10.14710/teknik.v43i3.39701.
[24]  D. Perdana, A. Asrori, M. Hanifudin, and N. I. Dinata, “Effect of Magnetic Field on the Flame Characteristics of Droplet Combustion of Coconut and Palm Oil,” Jurnal Teknik Pertanian Lampung , vol. 12, no. 2, pp. 326–337, 2023, doi: 10.23960/jtep-l.v12i2.326-337.
[25]  M.  A.  Maulana,  “Analisa  Pengaruh  Medan  Magnet  pada  Air  Fuel  Ratio  Pembakaran Premixied  Campuran  Minyak  Kelapa  dan  Minyak  Jarak  B50  terhadap  Karateristik  Nyala Api,” Mechonversio: Mechanical Engineering Journal , vol. 3, no. 1, pp. 7–11, 2020.