Data la sua abbondanza, il carbonato di calcio (CaCO3) ha un alto potenziale come fonte di alcalinità per applicazioni biotecnologiche. L’applicazione del CaCO3 nei sistemi biologici come agente neutralizzante è, tuttavia, limitata a causa delle potenziali difficoltà nel controllo del pH. L’obiettivo del presente studio è stato quello di determinare i processi dominanti che controllano il pH in un processo microbico di formazione di acido in presenza di CaCO3. Per raggiungere questo obiettivo, è stato realizzato un modello matematico con un insieme minimo di reazioni cineticamente controllate e di equilibrio che era in grado di riprodurre i dati sperimentali di un esperimento di fermentazione in batch utilizzando CaCO3 finemente polverizzato. Nel modello, l’equilibrio termodinamico è stato assunto per tutte le reazioni di speciazione, complessazione e precipitazione, mentre le reazioni a tasso limitato sono state incluse per la produzione biologica di acidi grassi, il trasferimento di massa di CO2 dalla fase liquida alla fase gassosa e il trasporto convettivo di CO2 fuori dalla fase gassosa. Il modello di pH stimato assomigliava fortemente al pH misurato, suggerendo che l’insieme scelto di reazioni cineticamente controllate ed equilibrate stava stabilendo il pH sperimentale. Un’analisi dettagliata del sistema di reazione con l’aiuto del modello ha rivelato che la determinazione del pH era più sensibile a quattro fattori: il tasso di trasferimento di massa di CO2 alla fase gassosa, il tasso di produzione di acido biologico, la pressione parziale di CO2 e la concentrazione di Ca+2 nella soluzione. Le influenze individuali di questi fattori sul pH sono state studiate estrapolando il modello a un caso di reattore a vasca continua (CSTR). Questo caso di studio indica come il pH di un processo biotecnologico continuo comunemente usato potrebbe essere manipolato e regolato alterando questi quattro fattori. Il raggiungimento di una migliore comprensione dei processi che controllano il pH di un sistema biologico utilizzando CaCO3 come agente neutralizzante può portare a più ampie applicazioni di CaCO3 nelle industrie biotecnologiche. Biotechnol. Bioeng. 2015;112: 905-913. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.