A kalcium-karbonát (CaCO3) bősége miatt nagy lehetőségeket rejt magában, mint lúgforrás a biotechnológiai alkalmazásokban. A CaCO3 biológiai rendszerekben semlegesítőszerként való alkalmazása azonban korlátozott a pH szabályozásának lehetséges nehézségei miatt. Jelen tanulmány célja az volt, hogy meghatározzuk azokat a domináns folyamatokat, amelyek a pH-t szabályozzák egy savképző mikrobiális folyamatban CaCO3 jelenlétében. Ennek érdekében egy matematikai modellt készítettünk a kinetikusan szabályozott és egyensúlyi reakciók minimális készletével, amely képes volt reprodukálni a finomra porított CaCO3 felhasználásával végzett szakaszos fermentációs kísérlet kísérleti adatait. A modellben termodinamikai egyensúlyt feltételeztek minden speciációs, komplexképződési és kicsapódási reakcióra, míg a biológiai zsírsavtermelésre, a CO2 folyékony fázisból a gázfázisba történő tömegátvitelére és a CO2 gázfázisból történő konvektív transzportjára sebességkorlátozott reakciókat vettek figyelembe. A becsült pH-mintázat erősen hasonlított a mért pH-hoz, ami arra utal, hogy a kinetikusan szabályozott és egyensúlyi reakciók kiválasztott halmaza határozta meg a kísérleti pH értékét. A reakciórendszer részletes elemzése a modell segítségével kimutatta, hogy a pH beállítása négy tényezőre volt a legérzékenyebb: a CO2 gázfázisba történő tömegátadási sebességére, a biológiai savtermelés sebességére, a CO2 parciális nyomására és az oldat Ca+2 koncentrációjára. E tényezők pH-ra gyakorolt egyedi hatásait a modellnek a folyamatosan kevert tartályos reaktor (CSTR) esetére történő extrapolálásával vizsgálták. Ez az esettanulmány megmutatja, hogy egy általánosan használt folyamatos biotechnológiai folyamat pH-ja hogyan manipulálható és állítható be e négy tényező megváltoztatásával. A CaCO3-at semlegesítő anyagként használó biológiai rendszer pH-ját szabályozó folyamatok jobb megértése a CaCO3 szélesebb körű alkalmazását eredményezheti a biotechnológiai iparágakban. Biotechnol. Bioeng. 2015;112: 905-913. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.