Delignifikācija ir strukturālā polimēra lignīna noņemšana no augu audiem, lai to varētu izmantot, piemēram, papīra ražošanai. Šis process galvenokārt attiecas uz ķīmisko procesu celulozes atdalīšanai no koksnes. Var veikt arī mehāniski.
Lignīns ir fenola savienojumu maisījums, kas ir savstarpēji savienots augu sekundārajās sienās, sasaistot celulozes ogļhidrātus, kurus var izmantot papīra šķiedru veidošanai. Šis komplekss veido hidrofobu matricu, kas nozīmē, ka tas atgrūž ūdeni, ļaujot augam transportēt ūdeni augšup pa savu sistēmu. Lignīns piešķir šūnu sieniņām lielu mehānisko izturību un samazina to sagremojamību gan dzīvniekiem, gan delignifikācijas ķīmiskajā procesā. Šis polimērs arī samazina augu uzņēmību pret kukaiņu un augu patogēnu uzbrukumu. Tas ir viens no pēdējiem savienojumiem, kas paliek augiem bojājoties un uzkrājas augsnē kā humuss.
Lignīna atdalīšana no koksnes tradicionāli notiek ar metodi, ko sauc par Kraft procesu. Šis nosaukums ir cēlies no vācu vārda stiprs. Šķiedru masu, kas paliek pēc lignīna noņemšanas, sauc par mīkstumu. Kraft process ražo stiprāku celulozi nekā iepriekš izmantotās metodes, un no koksnes atdala 95% lignīna.
Šis process parasti ietver koksnes skaidu sagremošanu augstā temperatūrā un spiedienā, kā arī nātrija hidroksīda un nātrija sulfīda šķīdumā ūdenī, kas ir kombinācija, kas pazīstama kā baltais šķidrums. Tas ķīmiski izšķīdina saites, kas savstarpēji savieno celulozes šķiedras. Koksnes atlignifikācija notiek traukā, ko sauc par bioreaktoru, kas var izturēt augstu spiedienu. Ir divu veidu bioreaktori — sērijveida un nepārtrauktie, un nesen izstrādātie ir nepārtraukti.
Šajā posmā cietā mīkstums ir brūns un tiek saukts par brūno masu. Kombinētie šķidrumi ir pazīstami kā melnais šķidrums, un tie satur lignīna fragmentus, kā arī ķīmiskas vielas un blakusproduktus. Celuloze tiek atdalīta no izmantotajiem vārīšanai paredzētajiem šķidrumiem ar mazgāšanas sēriju. Fragmenti tiek savākti un sadedzināti, lai palīdzētu rūpnīcai darbināt. Pārējā procesa daļa ir paredzēta siltuma un vārīšanas ķimikāliju pārstrādei.
Daži Kraft procesa blakusprodukti ir terpentīns un taleļļa, kas ir sveķi ar dažādiem rūpnieciskiem lietojumiem. Pašreizējās Kraft rūpnīcas ir autonomas un atgūst lielāko daļu ķīmisko vielu, radot ļoti maz ūdens piesārņojuma. Tomēr tie var radīt gaisa piesārņojumu.
Krafta procesā iegūtais brūnais materiāls satur apmēram 5% lignīna atlikuma, un to tālāk attīra ar vairākiem balināšanas posmiem. Balināšana noņem papildu lignīnu, padarot papīru gaišāku. Dažreiz balināšanas vajadzības ir minimālas. Piemēram, ja papīrs ir paredzēts brūnam papīra maisiņam, tam nav jābūt spilgti baltam. Ir stimuls izvairīties no balināšanas, jo tas samazina saražotās celulozes masu, palielina izmaksas un samazina šķiedru izturību.
Skābekļa delignifikācija ir jaunāks process, kas atdala vairāk lignīna un izmanto mazāk ķīmisko vielu. Tas ietver celulozes apstrādi ar skābekli spiediena traukā augstā temperatūrā sārmainā šķīdumā. Šim procesam seko mazgāšanas posms. Lietojot šo metodi, atlikušā lignīna daudzumu var samazināt līdz aptuveni 1.5%, ierobežojot balināšanas pakāpi, kas nepieciešama papīra ražošanai no celulozes.
Lai gan šāda veida inženierija tradicionāli ir vērsta uz koksnes celulozi papīram un kokšķiedru plātnēm, jaunākie centieni bija saistīti ar biomasas, lielu augu materiāla daudzumu izmantošanu kā etanola avotu un alternatīvu fosilajam kurināmajam. Šim augu materiālam ir jāveic delignifikācija, pirms to var izmantot šim nolūkam. Tiek izstrādātas mikrobu sistēmas, kas apvieno lignīna atdalīšanu ar celulozes pārvēršanu etanolā. Biodegvielas ražošanas pētniecība ir ļoti aktīva joma.
Tiek veikts diezgan daudz biotehnoloģisko pētījumu gan par lignīna sintēzi augos, gan par tā noārdīšanos mikroorganismu ietekmē. Zinātnieki cenšas mainīt lignīna struktūru un saturu, cerot uzlabot tā sagremojamību dzīvniekiem un palielināt šūnu sieniņu lietderību papīra un biodegvielas ražošanā.
Pastāv arī liela interese par rūpniecisku pielietojumu izstrādi mikroorganismu enzīmiem lignīna noārdīšanai. Dažas sēnes diezgan prasmīgi dzīvo uz koka, jo tās ražo fermentus, piemēram, peroksidāzes, kas skābekļa klātbūtnē katalizē lignīna sadalīšanos. Citi mikrobu fermenti, kas tiek pētīti biodegvielas ražošanai, darbojas bez skābekļa. Notiek gēnu inženierijas eksperimenti, lai uzlabotu šo enzīmu īpašības lignīna degradācijas rūpnieciskai izmantošanai.