その豊富な量から、炭酸カルシウム（CaCO3）はバイオテクノロジー用途のアルカリ源として高い可能性を持っています。 しかし、中和剤としての炭酸カルシウムの生物系への応用は、pHの制御が困難である可能性があるため、限定的である。 本研究の目的は、CaCO3存在下での酸生成微生物プロセスにおいて、pHを制御する支配的なプロセスを決定することである。 そのために、微粉末のCaCO3を用いたバッチ発酵実験の実験データを再現できる、最小限の速度論的制御反応と平衡反応のセットで数理モデルを作成した。 モデルでは、すべての化学種生成、錯形成および沈殿反応について熱力学的平衡を仮定し、一方、生体脂肪酸生成、液相から気相へのCO2物質移動および気相からのCO2対流輸送については速度制限反応を含めました。 推定されたpHパターンは測定されたpHと非常によく似ており、選択された一連の速度論的制御反応と平衡反応が実験的pHを確立していることが示唆された。 モデルを用いて反応系を詳細に解析した結果、pHの確立は、気相へのCO2物質移動速度、生物学的酸生成速度、CO2分圧、溶液中のCa+2濃度の4つの要因に最も敏感であることが判明しました。 これらの要因がpHに与える個々の影響について、モデルを連続攪拌槽反応器（CSTR）のケースに外挿することで検討しました。 このケーススタディは、一般的に使用されている連続バイオテクノロジープロセスのpHが、これら4つの因子を変更することでどのように操作・調整されるかを示しています。 CaCO3を中和剤として使用する生物学的システムのpHを制御するプロセスに関するより良い洞察を得ることは、バイオテクノロジー産業におけるCaCO3のより広い応用をもたらすことができます。 Biotechnol. バイオエン. 2015;112: 905-913. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.