Eu resolvi esse problema editando a fonte, para que ela não dependesse do valor da variável de ambiente LD_LIBRARY_PATH (que era automaticamente desfeita devido ao Tomcat ser um programa "setuid"), então compilada com ant.
Também era essencial usar o Sun / Oracle JDK, pois o djatoka usa algumas das classes sun (o que é uma prática ruim, pois ele compromete a compilação do servidor para uma distribuição específica e a versão do Java!)
Também tive que alterar uma linha no tomcat.sh (o script de inicialização do djatoka) para remover uma referência ao "catalina.sh" (o antigo script de inicialização do tomcat) e substituí-lo por "service tomcat6".