Kalsiumkarbonaatilla (CaCO3) on runsaasti potentiaalia emäksisyyden lähteenä bioteknisissä sovelluksissa. CaCO3:n käyttöä biologisissa järjestelmissä neutraloivana aineena on kuitenkin rajoitettu pH:n hallintaan liittyvien mahdollisten vaikeuksien vuoksi. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli määrittää hallitsevat prosessit, jotka säätelevät pH:ta happoa muodostavassa mikrobiprosessissa CaCO3:n läsnä ollessa. Tätä varten laadittiin matemaattinen malli, johon sisältyi minimaalinen joukko kineettisesti kontrolloituja ja tasapainoreaktioita ja joka pystyi toistamaan panosfermentaatiokokeen kokeelliset tiedot, joissa käytettiin hienoksi jauhettua CaCO3:a. Mallissa oletettiin termodynaaminen tasapaino kaikille spesifikaatio-, kompleksoitumis- ja saostusreaktioille, kun taas nopeusrajoitetut reaktiot otettiin mukaan biologista rasvahappotuotantoa, hiilidioksidin aineensiirtoa nestefaasista kaasufaasiin ja hiilidioksidin konvektiivista kulkeutumista kaasufaasista ulos. Arvioitu pH-kuvio muistutti voimakkaasti mitattua pH:ta, mikä viittaa siihen, että valittu joukko kineettisesti kontrolloituja ja tasapainoreaktioita määritteli kokeellisen pH:n. Reaktiojärjestelmän yksityiskohtainen analyysi mallin avulla osoitti, että pH:n muodostuminen oli herkintä neljälle tekijälle: CO2:n aineensiirtonopeus kaasufaasiin, biologisen hapon tuotantonopeus, CO2:n osapaine ja Ca+2-pitoisuus liuoksessa. Näiden tekijöiden yksittäisiä vaikutuksia pH-arvoon tutkittiin ekstrapoloimalla malli jatkuvatoimisen sekoitussäiliöreaktorin (CSTR) tapaukseen. Tämä tapaustutkimus osoittaa, miten yleisesti käytetyn jatkuvan bioteknisen prosessin pH:ta voidaan manipuloida ja säätää muuttamalla näitä neljää tekijää. Paremman käsityksen saaminen biologisen järjestelmän pH:ta säätelevistä prosesseista, joissa käytetään CaCO3:a neutraloivana aineena, voi johtaa CaCO3:n laajempiin sovelluksiin bioteknologian teollisuudessa. Biotechnol. Bioeng. 2015;112: 905-913. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.