El uso de residuales de la industria como sustrato es tendencia a nivel mundial, el lactosuero es uno de ellos. El objetivo de la investigación fue encontrar la combinación de temperatura y pH que maximicen la productividad de ácido láctico con el uso de lactosuero y Lactobacillus casei. Se evaluaron las variables de temperatura en los valores de (29, 31.1, 37, 42.7 y 45 °C) y pH (4.8, 5, 5.5, 6 y 6.2) para encontrar parámetros óptimos del bioproceso que maximicen la productividad volumétrica de ácido láctico mediante el uso del Diseño Central Compuesto utilizando el programa Design Expert 11.0. Se realizaron trece corridas. Se verificó la validez del modelo cuadrático mediante 3 repeticiones con los parámetros óptimos sugeridos por el programa y se determinó que las condiciones de maximización de la productividad volumétrica son 40.2 °C de temperatura y 5.6 de pH, alcanzando valores de 1.2 gl-1h-1 y se confirmó que no existe diferencia significativa (p ≤ 0.05) con los valores brindados por el modelo. Concluyendo que los valores óptimos de temperatura y pH encontrados fueron cercanos a los reportados por otros autores y se demostró que el lactosuero tiene un gran potencial para ser utilizado como sustrato.