En el presente trabajo de investigación se utilizó la ruta metabólica de Clostridium acetobutylicum ATCC 824 para la optimización teórica de la producción de n-butanol y se emplearon datos a escala de laboratorio de la fermentación de la glucosa utilizando C. acetobutylicum ATCC 824; para calibrar un modelo cinético estructurado de la producción de n-butanol. Se plantearon y solucionaron tres modelos estequiométricos teóricos denominados: modelo simplificado, generalizado y subespaciado. Los modelos se construyeron con base en el balance de masa de carbono, el balance de electrones, la función objetivo, restricciones bioquímicas, termodinámicas y/o cinéticas de la ruta metabólica y la ecuación de biosíntesis de biomasa de C. acetobutylicum. GAMS y NEOS fueron los software utilizados para la optimización de los modelos estequiométricos. Los modelos simplificado y generalizado convergieron a la solución trivial de n-butanol y no proporcionaron información sobre la dinámica metabólica de los productos extracelulares. El modelo subespaciado inicialmente optimizó la acidogénesis, limitando la solución a cuatro estados termodinámicos (subespacios). La integración de los subespacios a la solventogénesis determinó que no todos fueron factibles para alcanzar un máximo teórico de n-butanol. Los modelos subespaciados son pioneros y únicos en su especie para la optimización teórica de n-butanol sin ignorar la complejidad del metabolismo de C. acetobutylicum. Además poseen la capacidad predecir y explicar observables de las cepas productoras de n-butanol. Finalmente, se realizaron pruebas en modo de operación Batch. En donde se fermentó la glucosa utilizando C. acetobutylicum ATCC 824 bajo dos escenarios: uno sin control de pH y otro a pH 5.0 constante. En el primero se alcanzó un mayor rendimiento de n-butanol y en el segundo una mayor concentración y productividad volumétrica de n-butanol. Estos datos experimentales fueron ajustados a un modelo cinético estructurado, obteniéndose buenos niveles de precisión en la simulación de la concentración de n-butanol.