近年来，随着经济的发展和社会的进步，整个世界对环境保护越来越重视，由于聚乳酸(PLA)是可降解塑料材料，所以PLA可望在将来代替聚氯乙烯(PVC)等各种不可降解的塑料。而L-乳酸作为PLA的材料，需求量也将越来越大。为了提高L-乳酸的产量，本文根据育种理论和发酵工艺理论，对L-乳酸生产菌种的选育、固定化细胞发酵生产L-乳酸在线分离进行了系统的研究。首先，采用离子束诱变育种技术对菌株进行诱变筛选，研究了菌株的特性。其次，在发酵工艺的基础上，对固定化细胞的工艺进行了研究，对固定化细胞在发酵罐中不同条件下的发酵结果进行了分析；同时还对乳酸在线分离进行了初步的探索。由于米根霉的特殊性质，不适于在传统的搅拌罐中进行发酵生产，所以对发酵罐结构进行了改造，将搅拌罐改为鼓泡罐作为固定化米根霉的发酵装置。主要研究内容如下：　　 ⑴采用离子注入诱变筛选技术，通过试验，确定米根霉离子注入的条件：注入能量为10～15keV，注入剂量为80*2.6*1013ions/cm2，总结了诱变筛选工艺流程，筛选到具有较好的遗传稳定性突变菌株RL6041。摇瓶发酵实验结果表明，突变菌株RL6041的糖酸转化率高达90％，比出发菌株(70％)提高了20个百分点，相对提高了28.57％。　　 ⑵对固定化细胞的载体进行了优选实验，确定了聚氨酯泡沫为合适的载体。通过实验，确定了最佳转速为150r/min，载体大小为4mm×4mm×4mm；确定了加入载体的最佳量为0.2g/100ml，最适温度为38℃；同时还确定了加入载体的最佳时间是在菌体培养10hr后，有利于固定化细胞的生长。通过对乳酸脱氢酶(LDH)活性与固定化细胞发酵产酸的研究，获得了LDH与乳酸产量存在着正相关性的实验结果。　　 ⑶根据代谢通量模型的建立及代谢通量分析的理论，构建了代谢通量网络，建立了米根霉胞内代谢反应方程、质量平衡方程，对固定化细胞和游离菌的代谢通量进行了分析，可以确定米根霉葡萄糖代谢中丙酮酸(PYR)是刚性节点。　　 ⑷研究了不同比例的碳源、氮源以及微量元素对发酵的影响，得出了氮源对产酸的影响较明显的结论；在连续分批发酵了15批次后，乳酸产量始终保持78-89g/L，并且固定化细胞没有破损。为了后期的连续发酵，通过实验确定了最佳投糖浓度为8％。　　 ⑸通过米根霉在不同条件下发酵结果分析，可以得出不适于采用搅拌罐发酵的结论；根据实验结果对搅拌罐进行一系列的改造，为固定化连续发酵耦合分离实验做准备。在发酵过程中，从通气量对发酵结果影响的分析中可以得出，通气量对发酵过程影响较明显，在开始发酵的前10hr，菌体对氧气的需求量较大；随着通气量的增大，整个发酵时间缩短4hr，转化率提高了10％。　　 ⑹通过建立初步分离的流程，对乳酸发酵的分离过程进行了初步研究。通过此流程后，有利于对后续电渗析分离装置起到保护作用，延长其使用寿命。