目前，双极膜电渗析技术在氨基酸产品清洁生产具有广泛应用。理论上，离子交换膜是一种致密膜，其离子在膜相的传递主要是依赖膜的荷电特性，而不是膜的孔径大小。但在实际运行中，离子的尺寸大小、电荷数、分子形貌对分离过程影响非常大。本课题组利用双极膜电渗析对N-甲基甘氨酸（NMG）、N,N-二甲基甘氨酸(DMG）、N,N,N-三甲基甘氨酸（TMG）这三种结构相似、N-甲基数量不同的甘氨酸衍生类氨基酸清洁生产过程进行了研究。在相同操作电流、进料浓度下，NMG、DMG、TMG的回收率分别为89.8-96.4%、70-75%、34.5-38.4%，其氨基酸产品的回收率随氨基酸N-甲基数量的增加而显著下降，三种氨基酸在电渗析膜堆中电压降NMG>TMG>DMG，能耗TMG>DMG>NMG，电流效率和回收率NMG>DMG>TMG。当双极膜电渗析在生产大尺寸氨基酸产品时，由于有机酸根离子尺寸大，孔径位阻高，此种大尺寸阴离子很难透过常规结构的阴离子交换膜，极易在阴膜表面附着形成一层带负电结构的分离皮层，形成类似“双极膜”的复合膜结构，此种类似“双极膜”结构在电场作用下，也会发生水解离产生H+和OH-离子，但其离子产生方向与常规双极膜水解离产生H+和OH-的方向正好相反，导致双极膜电渗析生产大尺寸氨基酸时的电流效率和回收率都非常低。相关研究工作发表于AIChE J. 2020，e17023。