Delignifikacija – tai struktūrinio polimero lignino pašalinimas iš augalinio audinio, kad jį būtų galima naudoti, pavyzdžiui, popieriaus gamybai. Šis procesas visų pirma reiškia cheminį plaušienos pašalinimo iš medienos procesą. Galima atlikti ir mechaniškai.
Ligninas yra fenolinių junginių mišinys, susimaišęs su antrinėmis augalų sienelėmis, sujungdamas celiuliozės angliavandenius, kurie gali būti naudojami popieriaus pluoštams formuoti. Šis kompleksas sudaro hidrofobinę matricą, o tai reiškia, kad jis atstumia vandenį, todėl augalas gali transportuoti vandenį aukštyn per savo sistemą. Ligninas suteikia daug mechaninio stiprumo ląstelių sienelėms ir sumažina jų virškinamumą tiek gyvūnams, tiek dėl lignifikacijos cheminio proceso. Šis polimeras taip pat sumažina augalų jautrumą vabzdžių ir augalų patogenų atakai. Tai vienas iš paskutinių junginių, išliekančių augalams irstant, ir kaupiasi dirvožemyje kaip humusas.
Lignino pašalinimas iš medienos tradiciškai vyksta metodu, vadinamu Kraft procesu. Šis pavadinimas kilęs iš vokiško žodžio stiprus. Skaidulų masė, likusi po lignino pašalinimo, vadinama minkštimu. Kraft procese gaunama stipresnė plaušiena nei anksčiau taikytais metodais ir iš medienos pašalinama 95 % lignino.
Šis procesas paprastai apima medienos drožlių virškinimą aukštoje temperatūroje ir slėgyje bei natrio hidroksido ir natrio sulfido tirpale vandenyje, kuris yra derinys, žinomas kaip baltasis skystis. Jis chemiškai ištirpdo ryšius, jungiančius celiuliozės pluoštus. Medienos delignifikacija vyksta inde, vadinamame pūdytuvu, kuris gali atlaikyti aukštą slėgį. Yra dviejų tipų viryklės – periodiniai ir nuolatiniai, o pastaruoju metu sukurti yra nuolatiniai.
Šiame etape kieta minkštimas yra rudas ir vadinamas ruduoju. Sujungti skysčiai yra žinomi kaip juodieji skysčiai, juose yra lignino fragmentų kartu su cheminėmis medžiagomis ir šalutiniais produktais. Minkštimas atskiriamas nuo naudojamo virimo skysčio plovimo serija. Fragmentai surenkami ir sudeginami, kad būtų galima aprūpinti gamyklą. Likusi proceso dalis skirta perdirbti šilumą ir virimo chemines medžiagas.
Kai kurie Kraft proceso šalutiniai produktai yra terpentinas ir talo aliejus, kuris yra derva, naudojama įvairiems pramoniniams tikslams. Dabartinės Kraft gamyklos yra savarankiškos ir išgauna didžiąją dalį cheminių medžiagų, todėl vanduo teršiamas labai mažai. Tačiau jie gali sukelti oro taršą.
Kraft proceso metu pagamintoje rudoje žaliavoje yra apie 5% likutinio lignino, o lignino pašalinimas atliekamas atliekant daugybę balinimo etapų. Balinant pašalinamas papildomas ligninas, todėl popierius tampa šviesesnis. Kartais balinimo poreikis yra minimalus. Pavyzdžiui, jei popierius turi būti rudas popierinis maišelis, jis nebūtinai turi būti ryškiai baltas. Atsiranda paskata vengti balinimo, nes sumažėja gaminamos plaušienos masė, padidėja savikaina ir sumažėja pluošto stiprumas.
Delignifikavimas deguonimi yra naujesnis procesas, kurio metu pašalinama daugiau lignino ir naudojama mažiau cheminių medžiagų. Tai apima plaušienos apdorojimą deguonimi suslėgtame inde aukštoje temperatūroje šarminiame tirpale. Po šio proceso seka plovimo etapas. Taikant šį metodą, likutinio lignino kiekį galima sumažinti iki maždaug 1.5%, ribojant balinimo laipsnį, reikalingą popieriui gaminti iš plaušienos.
Nors tokio tipo inžinerija tradiciškai buvo orientuota į medienos plaušienos popierių ir medienos plaušų plokštes, naujausios pastangos buvo susijusios su biomasės, dideliu augalinės medžiagos kiekiu kaip etanolio šaltiniu ir iškastinio kuro alternatyva. Prieš naudojant šią augalinę medžiagą, ji turi būti delignifikuota. Kuriamos mikrobinės sistemos, kurios sujungia lignino pašalinimą su celiuliozės pavertimu etanoliu. Biokuro gamybos tyrimai yra labai aktyvi sritis.
Atliekama nemažai biotechnologinių tyrimų apie lignino sintezę augaluose ir jo skaidymą mikroorganizmais. Mokslininkai bando pakeisti lignino struktūrą ir kiekį, tikėdamiesi pagerinti jo virškinamumą gyvūnams ir padidinti ląstelių sienelių naudingumą popieriaus ir biokuro gamybai.
Taip pat didelis susidomėjimas mikroorganizmų fermentų, skirtų ligninui skaidyti, pramoniniu pritaikymu. Kai kurie grybai gana įgudę gyventi ant medienos, nes gamina fermentus, tokius kaip peroksidazės, kurie katalizuoja lignino skaidymą esant deguoniui. Kiti mikrobų fermentai, tiriami biokuro gamybai, veikia, kai nėra deguonies. Vykdomi genų inžinerijos eksperimentai, skirti pagerinti šių fermentų savybes pramoniniam lignino skaidymo naudojimui.