Du fait de son abondance, le carbonate de calcium (CaCO3) a des potentiels élevés comme source d’alcalinité pour les applications biotechnologiques. L’application du CaCO3 dans les systèmes biologiques en tant qu’agent neutralisant est cependant limitée en raison des difficultés potentielles à contrôler le pH. L’objectif de la présente étude était de déterminer les processus dominants qui contrôlent le pH dans un processus microbien acidifiant en présence de CaCO3. Pour ce faire, un modèle mathématique a été élaboré avec un ensemble minimal de réactions cinétiquement contrôlées et à l’équilibre, capable de reproduire les données expérimentales d’une expérience de fermentation discontinue utilisant du CaCO3 finement pulvérisé. Dans le modèle, l’équilibre thermodynamique a été supposé pour toutes les réactions de spéciation, de complexation et de précipitation, tandis que des réactions à vitesse limitée ont été incluses pour la production biologique d’acides gras, le transfert de masse du CO2 de la phase liquide à la phase gazeuse et le transport convectif du CO2 hors de la phase gazeuse. Le modèle de pH estimé ressemblait fortement au pH mesuré, ce qui suggère que l’ensemble choisi de réactions cinétiquement contrôlées et en équilibre établissait le pH expérimental. Une analyse détaillée du système réactionnel à l’aide du modèle a révélé que l’établissement du pH était le plus sensible à quatre facteurs : le taux de transfert de masse du CO2 vers la phase gazeuse, le taux de production d’acide biologique, la pression partielle du CO2 et la concentration de Ca+2 dans la solution. Les influences individuelles de ces facteurs sur le pH ont été étudiées en extrapolant le modèle à un cas de réacteur à réservoir agité en continu (CSTR). Cette étude de cas indique comment le pH d’un processus biotechnologique continu couramment utilisé pourrait être manipulé et ajusté en modifiant ces quatre facteurs. Une meilleure compréhension des processus contrôlant le pH d’un système biologique utilisant le CaCO3 comme agent neutralisant peut conduire à des applications plus larges du CaCO3 dans les industries biotechnologiques. Biotechnol. Bioeng. 2015;112 : 905-913. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.