Lignin

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
Dominerande strukturkomponenter (bestående av olika fenylpropanenheter) i lignin

Lignin är en aromatisk förening som ingår i växters cellväggar. Ämnet är ett av de mest allmänt förekommande organiska föreningarna i naturen. Lignin ingår i gruppen polycykliska biopolymerer.

Egenskaper[redigera | redigera wikitext]

Lignin bidrar till att ge trä dess mekaniska styrka. Till skillnad från cellulosa som är en lång, ogrenad polymer som bildar kristallstrukturer är ligninet amorft och kraftigt förgrenat. Möjligen kan en ligninmolekyl räcka ända från ett träds rötter till dess topp. Lignin bildar kovalenta bindningar till vedens polysackarider och kan tvärbinda dessa. Man kan likna trä vid ett kompositmaterial, där cellulosan fungerar som förstärkande fibrer, och ligninet är en flexibel hoplimmande plast. Lignifiering är själva processen där enheter av lignin infiltrerar utrymmet mellan cellulosamikrofibrillerna och korslänkas.

Lignin byggs upp av tre monomerer, p-kumarylalkohol, koniferylalkohol och sinapylalkohol. Tvåhjärtbladiga växter har i allmänhet lignin som består av de två sistnämnda monomererna (i regel mest av den sistnämnda). Enhjärtbladiga växters lignin innehåller alla tre monomererna, men oftast mest av koniferylalkohol. Nakenfröiga växters lignin (med möjligt undantag av gnetumväxter) består nästan helt och hållet av koniferylalkohol. Kärlkryptogamernas lignin är föga utforskat, men verkar påminna om de enhjärtbladiga växternas. Monomererna i lignin är sammanbunda av olika typer av eter- och kol-kol bindningar, som är slumpmässigt fördelade. Lignin bildar också talrika kovalenta bindningar (etrar och estrar) till polysackarider - i synnerhet till hemicellulosa.

Det mest anmärkningsvärda med ligninet är att polymeren är optiskt inaktiv, trots att den innehåller flera kirala centrum. Förklaringen till dessa ovanliga egenskaper är att den bildas genom en okatalyserad polymerisering av resonansstabiliserade radikaler.

I massa- och pappersindustrin[redigera | redigera wikitext]

Ligninet har en negativ inverkan på papprets kvalitet. Vid kemisk massatillverkning måste ligninet lösas ut genom kokning med sulfid enligt sulfatprocessen eller sulfit. Blekning oxiderar bort de sista resterna av lignin. I sulfitprocessen erhålls ett kemiskt modiferat lignin, lignosulfonat som är en värdefull biprodukt.

Lignin är olösligt i vatten och kan utvinnas ur svartluten. Lignin kan användas som energikälla vid värmeproduktion eftersom materialet i förhållande till olja är mycket billigt och har ett högt energivärde. Sulfonerat lignin kan också utvinnas från lutarna i sulfitprocessen. De kallas lignosulfonater och används bland annat som dispergeringsmedel vid oljeborrning och i betong. Lignosulfonater är vattenlösliga vid alla pH, till skillnad från sulfatligninet som bara är lösligt vid starkt alkaliska pH.

Vid tillverkning av mekanisk pappersmassa löses ligninet ej ut, vilket ger ett högt utbyte. Sådant papper har sämre kvalitet och används bland annat till dagstidningar. Pappret gulnar i solen på grund av ligninets känslighet för ultraviolett strålning.

Lignin i bränslepellets[redigera | redigera wikitext]

Vid tillverkning av bränslepellets utnyttjar man ligninets bindande egenskaper. Sågspån pressas ihop under extremt högt tryck, varpå ligninet håller ihop spånen till stavformade pellets. Det gäller att använda rätt tryck, rätt temperatur och rätt fuktighet till en viss råvara för att få ligninet att hålla ihop spånen från tillverkning genom hanteringen ända fram till brännaren. Vid brister i tillverkningen förmår inte ligninet att hålla ihop spånen och man riskerar problem i bränslematning eller förbränning.

Källor[redigera | redigera wikitext]

Eero Sjöström: Wood Chemistry - Fundamentals and Applications, [utg. av] Academic Press, New York, 1981.