Debido a su abundancia, el carbonato de calcio (CaCO3) tiene un alto potencial como fuente de alcalinidad para aplicaciones biotecnológicas. Sin embargo, la aplicación del CaCO3 en sistemas biológicos como agente neutralizador es limitada debido a las potenciales dificultades para controlar el pH. El objetivo del presente estudio fue determinar los procesos dominantes que controlan el pH en un proceso microbiano de formación de ácido en presencia de CaCO3. Para ello, se elaboró un modelo matemático con un conjunto mínimo de reacciones controladas cinéticamente y de equilibrio que fue capaz de reproducir los datos experimentales de un experimento de fermentación por lotes utilizando CaCO3 finamente pulverizado. En el modelo, se asumió un equilibrio termodinámico para todas las reacciones de especiación, complejación y precipitación, mientras que se incluyeron reacciones de velocidad limitada para la producción biológica de ácidos grasos, la transferencia de masa de CO2 de la fase líquida a la fase gaseosa y el transporte convectivo de CO2 fuera de la fase gaseosa. El patrón de pH estimado se asemeja mucho al pH medido, lo que sugiere que el conjunto elegido de reacciones cinéticamente controladas y de equilibrio estaba estableciendo el pH experimental. Un análisis detallado del sistema de reacción con la ayuda del modelo reveló que el establecimiento del pH era más sensible a cuatro factores: la tasa de transferencia de masa de CO2 a la fase gaseosa, la tasa de producción de ácido biológico, la presión parcial de CO2 y la concentración de Ca+2 en la solución. Las influencias individuales de estos factores sobre el pH se investigaron extrapolando el modelo a un caso de reactor de tanque agitado continuo (CSTR). Este estudio de caso indica cómo podría manipularse y ajustarse el pH de un proceso biotecnológico continuo comúnmente utilizado mediante la alteración de estos cuatro factores. Lograr una mejor comprensión de los procesos que controlan el pH de un sistema biológico que utiliza CaCO3 como agente neutralizador puede dar lugar a aplicaciones más amplias del CaCO3 en las industrias biotecnológicas. Biotechnol. Bioeng. 2015;112: 905-913. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.