حذف اکسیژن محلول در آب، توسط آنزیم گلوکز اکسیداز تثبیت شده در بستر نانو حفره

خوردگی در صنایع ضرر های زیادی به اقتصاد کشور ها تحمیل می کند. یکی از عوامل خوردگی اکسیژن محلول در آب است، به همین دلیل یک مرحله ضروری در صنایع مختلف اکسیژن زدایی از آب است. روشهای اکسیژن زدایی به دو دسته عمده ی فیزیکی و شیمیایی تقسیم می شوند روشهای فیزیکی قادر به حذف کامل اکسیژن محلول نیستند. روشهای شیمیایی بر مبنای استفاده از یک عامل کاهنده مانند هیدرازین، هیدروژن و سدیم سولفیت است اما هر کدام از آنها دارای نواقصی می باشند. در این پژوهش هدف اکسیژن زدایی زیستی آب می باشد. سیستم گلوکز-گلوکز اکسیداز-کاتالاز و گلوکز-گلوکز اکسیداز-دی اکسید منگنز به عنوان عامل اکسیژن زدایی انتخاب گردید. ابتدا توسط روش رویه پاسخ و ترکیب مکعب مرکزی شرایط اکسیژن زدایی بهینه سازی شد. ph ، دما، غلظت اولیه گلوکز و غلظت گلوکز اکسیداز به عنوان عوامل موثر در پنج سطح مطالعه شدند. اثرات خطی، مربعی و برهمکنش بین عوامل به منظور مطالعه معادله چند جمله ای درجه دوم به دست آمد. نقطه بهینه به صورت ph برابر 6/5 ،دمای40 درجه سلسیوس، غلظت سوبسترای 5/65 میلی مولار و غلظت آنزیم گلوکز اکسیداز 21/0 گرم بر لیتر به دست آمد به طوری که در این شرایط مقدار اکسیژن زدایی 15/98% در مدت 30 ثانیه بود. این نتیجه در حضور کاتالاز برای تجزیه هیدروژن پر اکسید (حاصل از واکنش اصلی) 86% به دست آمد. در این شرایط اکسیژن در مدت 40 ثانیه به طور کامل حذف شد. برای اینکه سیستم قابلیت استفاده ی مکرر و پیوسته را دارا باشد تثبیت آنزیم روی پایه های مختلف سیلیکاژل مزوحفره، آلومینا، سدیم آلژینات و منگنز دی اکسید مزوحفره بررسی گردید. با توجه به مقدار آنزیم تثبیت شده روی پایه ها و اینکه mno2 می تواند علاوه بر پایه به عنوان کاتالیزور تجزیه ی هیدروژن پراکسید عمل کند برای ادامه کار انتخاب شد. منگنز دی اکسید سنتز شده دارای سطح ویژه ی m2/g 93/176، حجم کل حفرات ml/g 47/0 و فاصله بین ذرات 11-13 نانو متر بود. فعالیت بیوکاتالیست هیبریدی god-mno2 u/g 700 به دست آمد. اکسیژن زدایی از ml 150 آب شیر حاوی ppm 5/7 اکسیژن و غلظت دو برابر استوکیومتری گلوکز و در حضور g 15/0 بیوکاتالیست هیبریدی در بیو راکتور همزن دار در مدت 4 دقیقه به طور کامل انجام شد.