Delignifiering är avlägsnandet av den strukturella polymeren lignin från växtvävnad, så att den kan användas för tillämpningar som att göra papper. Processen avser i första hand den kemiska processen för att ta bort massa från ved. Det kan också göras mekaniskt.
Lignin är en blandning av fenoliska föreningar som är sammanflätade i växternas sekundära väggar och tvärbinder cellulosakolhydraterna som kan användas för att bilda pappersfibrer. Detta komplex bildar en hydrofob matris, vilket betyder att den stöter bort vatten, vilket gör att växten kan transportera vatten upp genom sitt system. Lignin tillför mycket mekanisk styrka till cellväggarna och minskar deras smältbarhet, både av djur och genom den kemiska delignifieringsprocessen. Denna polymer minskar också växternas känslighet för attacker från insekter och växtpatogener. Det är en av de sista föreningarna som finns kvar när växter förfaller, och byggs upp i jorden som humus.
Avlägsnandet av lignin från träet har traditionellt skett med en metod som kallas Kraftprocessen. Detta namn kommer från det tyska ordet för stark. Massan av fibrer som finns kvar efter att ligninet har avlägsnats kallas massa. Kraftprocessen ger starkare massa än de metoder som tidigare använts och tar bort 95 % av ligninet från veden.
Denna process involverar vanligtvis rötning av träflis vid hög temperatur och tryck, och i en lösning av natriumhydroxid och natriumsulfid i vatten, vilket är en kombination som kallas vitlut. Det löser kemiskt bindningarna som sammanbinder cellulosafibrerna. Delignifieringen av trä sker i ett kärl som kallas kokare och som tål högt tryck. Det finns två typer av rötkammare — batch och kontinuerlig — där de mer nyligen utvecklade är kontinuerliga.
I detta skede är den fasta massan brun och kallas brun fond. De kombinerade vätskorna är kända som svartlut och innehåller ligninfragmenten tillsammans med kemikalier och biprodukter. Massan separeras från de använda kokvätskorna genom en serie tvättar. Fragmenten samlas in och bränns för att hjälpa till att driva fabriken. Resten av processen är utformad för att återvinna värmen och matlagningskemikalier.
Några biprodukter från Kraftprocessen är terpentin och tallolja, som är ett harts med en mängd olika industriella användningsområden. Nuvarande Kraft-fabriker är fristående och återvinner de flesta av sina kemikalier, vilket ger väldigt lite vattenföroreningar. De kan dock orsaka luftföroreningar.
Den bruna mälden som produceras genom Kraft-processen innehåller cirka 5 % resterande lignin och delignifieras ytterligare genom en serie blekningssteg. Blekning tar bort ytterligare lignin, vilket gör papperet ljusare. Ibland är blekningsbehovet minimalt. Till exempel, om papperet är avsett att vara en brun papperspåse, behöver det inte vara ljust vitt. Det finns ett incitament att undvika blekning, eftersom det minskar massan av massa som produceras, ökar kostnaden och minskar styrkan hos fibrerna.
Syrgasdelignifiering är en nyare process som tar bort mer lignin och använder färre kemikalier. Det handlar om att behandla massan med syre i ett trycksatt kärl vid hög temperatur i alkalisk lösning. Denna process följs av ett tvättsteg. Mängden kvarvarande lignin kan minskas till cirka 1.5 % med denna metod, vilket begränsar graden av blekning som behövs för att göra papper av massan.
Även om denna typ av ingenjörskonst traditionellt har fokuserat på trämassa för papper och fiberskivor, har de senaste ansträngningarna inkluderat användningen av biomassa, stora mängder växtmaterial, som en källa till etanol och ett alternativ till fossila bränslen. Detta växtmaterial måste genomgå delignifiering innan det kan användas för detta ändamål. Mikrobiella system utvecklas som kombinerar avlägsnandet av lignin med omvandlingen av cellulosa till etanol. Forskning om biobränsleproduktion är ett mycket aktivt område.
Det pågår en hel del bioteknologisk forskning både om syntesen av lignin i växterna och dess nedbrytning av mikroorganismer. Forskare försöker ändra strukturen och innehållet av lignin i hopp om att förbättra dess smältbarhet för djur och öka användbarheten av cellväggarna för produktion av papper och biobränsle.
Det finns också ett stort intresse för att utveckla industriella tillämpningar för enzymer från mikroorganismer för att bryta ned lignin. Vissa svampar är ganska skickliga på att leva på trä, eftersom de producerar enzymer – såsom peroxidaser – som katalyserar nedbrytningen av lignin i närvaro av syre. Andra mikrobiella enzymer som studeras för produktion av biobränslen verkar i frånvaro av syre. Det pågår gentekniska experiment för att förbättra egenskaperna hos dessa enzymer för industriell användning av ligninnedbrytning.