谷氨酸钠(monosodium L-glutamate，NaGA)是重要的调味剂味精的主要成分，目前国内年产量已超过240万吨，为各类氨基酸产品之首。作为一种氨基酸钠盐，其常见的生产方法为先通过微生物发酵获得谷氨酸(L-glutamic acid，HGA)，再采用“等电点结晶-酸碱中和”工艺从发酵液（主要成分为NH4GA）中提取HGA并将其转变为NaGA。这种传统工艺的缺点在于需要消耗大量酸碱且产生大量高浓度难处理的有机废水，易导致环境污染，不符合发展清洁生产的现代工业要求。为此，本文提出采用基于树脂填充床电膜反应器的离子重组新工艺清洁制备NaGA。首先以NH4GA溶液模拟经过预处理的发酵液，基于自主设计的电膜反应器，在酸碱零消耗，废液零排放的条件下，经较短的一步工艺直接获得NaGA，同时副产(NH4)2SO4。随后，所得低浓度NaGA溶液采用电渗析技术进行浓缩，以期得到较高浓度的NaGA溶液，便于后续结晶工艺的进行。　　本文先后设计构建了四种不同构型的电膜反应器，即无树脂填充的电膜反应器、原料室填充树脂的电膜反应器、产品室填充树脂的电膜反应器以及原料室产品室均填充树脂的树脂填充床电膜反应器。研究了在电流密度为10mA/cm2，NH4GA溶液浓度为10 wt％的条件下，各反应器的性能。结果发现，隔室内填充树脂后，谷氨酸根离子迁移速度可由1.504 mol/m2·h提高至2.170mol/m2·h，NaGA的生产能耗由1.060 KWh/kg NaGA降至0.786 KWh/kg NaGA。离子迁移速度的提高可以缩短反应时间、提高生产效率。此外，质量平衡分析表明，原料室产品室均填充树脂的树脂填充床电膜反应器主要在增强传质模式下运行。树脂的填充一方面提高了隔室内的湍流程度，减小了边界层厚度;另一方面，树脂为离子的迁移提供了快速通道，提高了离子迁移速度，减轻了不利于过程反应的浓差极化现象。　　随后，对于性能最佳的树脂填充床电膜反应器，进一步研究了电流密度、产品液初始浓度、原料液与产品液的初始体积比等主要操作参数对反应器性能的影响。结果发现，在其他实验条件相同的情况下，提高电流密度可以提高谷氨酸根的离子迁移速度，但能耗亦随之增加。较高的产品液初始浓度可降低反应器运行初期的能耗。增加原料液与产品液的体积比，即减小反应初期产品液的体积，可以提高产品液的最终浓度。结果发现在电流密度为15 mA/cm2，NaGA初始浓度为0.2 mol/L，原料液与产品液的初始体积比为2∶1时，反应器性能最佳，所得NaGA浓度为0.603 mol/L(101.97 g/L)，生产能耗为0.920 KWh/kgNaGA。　　对于树脂填充床电膜反应器制得的谷氨酸钠，采用电渗析进行浓缩，同时借助响应面优化法(RSM)来研究电流密度、初始浓度、浓淡室体积比三个因素及其交互作用对能耗、浓缩液最终浓度、离子迁移速度的影响，并利用Design-Expert软件对其进行多元回归分析，建立了响应值与各因素之间的二次回归模型。同时利用软件获得了一组最佳的工艺条件，即在电流密度为27.04mA/cm2，原料液初始浓度为0.57 mol/L，浓缩液与淡化液的初始体积比为1∶5时，浓缩液最终浓度可达0.899 mol/L(152.03 g/L)，能耗为0.434 KWh/kg NaGA。　　与先转化后浓缩的工艺路线不同，本文还研究了树脂填充床电膜反应器在多批次连续运行模式下的性能。结果发现经过三个批次连续转化，NaGA的最终浓度可以达到0.858 mol/L(145.10 g/L)，与此前电渗析浓缩后得到的NaGA浓度相近，而能耗仅为0.748 KWh/kg NaGA，低于此前的单批次转化。　　最后，对上述过程进行了详细的经济分析，并与传统工艺进行了对比。结果发现电膜反应器制备NaGA的成本较传统工艺偏高。但鉴于该工艺绿色无污染，故需对其进行更深入的研究，为实际生产应用做准备。