CN114736794A

CN114736794A - 一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置及其发酵方法

Info

Publication number: CN114736794A
Application number: CN202210207234.8A
Authority: CN
Inventors: 何荣海; 马海乐; 代春华; 张�荣; 吴本刚; 许海宁
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2022-03-03
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2022-07-12
Also published as: WO2023165065A1

Abstract

本发明属于生物工程装备领域，涉及一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置及其发酵方法，包括：发酵罐、超声波换能器支架、支架连接件、超声波换能器、高频连接线、搅拌轴、搅拌桨、超声波发生器、超声波振子和不锈钢焊接短管；所述搅拌轴设于罐体内部，且与发酵罐同轴设置；搅拌轴的一端设有电机，另一端设有搅拌桨；在发酵罐的内部阵列设置多个超声波换能器支架，超声波换能器支架上设有多个超声波换能器，内壁设有多个超声波振子；超声波振子通过高频连接线与超声波发生器电性连接。本发明的装置解决了传统超声发酵装置超声波易衰减、作用不均匀而导致的促进发酵效果不明显和产品品质不稳定的问题。

Description

一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置及其发酵方法

技术领域

本发明属于生物工程装备领域，具体涉及一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置。

背景技术

由于微生物生长繁殖周期长、发酵底物与微生物的物质交换速率低等原因，导致发酵周期很长，产物的得率也较低，这是生物发酵转化的重要阻碍因素。

超声波作为一种物理学手段在强化农产品加工增值加工中有广泛应用，超声波在农产品有效成分提取、食品杀菌、细胞破碎、均质乳化、促进传热传质等方面已经显示了突出的应用价值，特别是在超声波促进发酵方面也表现出良好的应用前景，国内外许多报道表明，低强度超声波可促进发酵微生物增殖、提高发酵效率和产物得率。例如发明专利“一种固态发酵饼粕制备低聚肽的方法(CN201410390337.8)”中公开了一种采用扫频超声辅助微生物发酵的方法，采用扫频超声辅助培养枯草芽孢杆菌、酵母菌及黑曲霉，在同等条件下与无超声培养相比，种子液中菌数分别可提高116～290％、63％～152％以及160～264％，发酵饼粕生产的低聚肽得率比对照试验提高13.5％～46.4％，产品中蛋白质含量提高8.97％～15.2％，肽含量提高14.3％～36.7％。在超声辅助发酵设备方面也有不少报道，如发明专利“一种超声强化生物反应器(CN201110033778.9)”、“设有超声波发生装置的发酵罐(CN103952294B)”以及实用新型专利“一种超声辅助气升式发酵装置(CN208318170U)”等，均显示利用这些超声辅助发酵装置可有效提高发酵效率。

目前已报道的各类超声辅助发酵装置，其超声波的作用方式主要分为外贴式和内置式两类。如发明专利CN201110033778.9所述的“一种超声强化生物反应器”即属于外贴式超声作用方式，在发酵罐外壁贴上多组超声振子，使超声波透过罐壁作用于物料。这类超声辅助发酵装置的弊端在于：(1)发酵罐外壁有热水夹套用于发酵过程保温，如在发酵罐外壁贴超声振子，会破坏保温夹套的连续性，影响保温效果，并增加了发酵罐设备制造的工艺复杂性；(2)罐壁会导致超声波衰减，尤其是大型发酵罐比较厚，声能衰减严重，工业化大型发酵罐直径可达数米，中心区域的物料很难受到超声辐射处理。因此外贴式超声不适用于大型发酵罐。

关于内置式超声辅助发酵装置，目前已报道的如发明专利“设有超声波发生装置的发酵罐(CN103952294B)”以及实用新型专利“一种超声辅助气升式发酵装置(CN208318170U)”等，一般采用圆盘的形式，置于罐底或罐顶。这类装置存在的主要问题在于，工业化发酵罐高达10m甚至20m以上，只从罐体一端进行超声处理，超声辐射的区域只在那一端较小范围内，对罐内液体处理非常不均匀，或因超声处理不足而不能显现促进发酵的效果，如果一味提高超声功率，则可能产生因超声过度辐射导致微生物死亡的问题。

因此，要将超声强化发酵技术应用于大型工业发酵罐，面临着要克服超声传导效率低或作用不均匀等技术难题，是目前国内生物工程领域迫切需要突破的卡脖子问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，通过在发酵罐内壁均衡挂置多组超声换能器，直接作用于发酵液，克服因大型发酵罐壁厚使得声能衰减严重、以及因发酵罐直径和高度大，使得超声作用不均匀的难题，从而避免传统超声辅助发酵装置在大型发酵罐的促进发酵效果不明显、以及产品品质不稳定等问题发生。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案如下：

首先提供一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，所述装置包括发酵罐、超声波换能器支架、支架连接件、超声波换能器、高频连接线、搅拌轴、搅拌桨、超声波发生器、超声波振子和不锈钢焊接短管；

所述搅拌轴设于发酵罐的内部，且搅拌轴与发酵罐同轴设置；所述搅拌轴的一端设有电机，用于驱动搅拌轴运转；另一端设有多个搅拌桨；

在发酵罐的内部阵列设置多个超声波换能器支架，所述超声波换能器支架和搅拌轴平行设置；

所述超声波换能器支架上设有多个超声波换能器；所述超声波换能器内壁设有多个超声波振子；所述超声波振子通过高频连接线与超声波发生器电性连接。

优选的，所述搅拌桨具体为4-6个，平行设置在搅拌轴上。

优选的，所述超声波换能器支架沿着发酵罐内壁从顶部悬挂至底部；所述超声波换能器支架为多段式设置；具体由多节不锈钢管组成，每节不锈钢管的两头有法兰，通过卡箍密封连接；所述每节不锈钢管上包含3～5个超声波换能器，纵向等距分布。

优选的，所述超声波换能器支架由3～5节316L不锈钢管制成，各节之间通过316L不锈钢快装卡箍密封连接；所述不锈钢管的内径为2～5cm。

优选的，所述超声波换能器为不锈钢薄板制成的立方体结构，通过不锈钢焊接短管焊接悬挂于超声波换能器支架表面。

优选的，所述超声波换能器朝向发酵罐中心的一侧内壁上设有3～6个超声波振子；所述高频连接线的一端连接超声波振子，另一端穿过不锈钢焊接短管和超声波换能器支架，经超声波换能器支架的上部顶端伸出，与超声波发生器电性连接。

优选的，所述超声波发生器的超声波为固定频率模式(定频模式)或扫频模式，固定频率模式是指超声波工作过程中频率不变，扫频模式是指超声波工作过程中频率围绕中心频率作周期性上下波动；

所述定频模式的频率范围为15～200kHz；所述扫频模式频率范围为15±2～200±2kHz，为中心频率+扫频幅度；即中心频率范围为15～200kHz，在每一个中心频率工作时的扫频幅度范围为±0.5～±2kHz。

优选的，所述超声波振子单个的功率范围为5～20W。

本发明还提供一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置的发酵方法，具体如下：

步骤1：首先对发酵罐实罐灭菌，灭菌条件为115℃、8～15min；然后在发酵罐内接种发酵物种子液进行发酵，根据发酵物的不同，设定相应的发酵条件进行发酵：

步骤2：在发酵开始后的0～12h后开启超声波发生器，进行超声波辐射处理，超声波作用模式为定频或扫频模式，超声波频率范围为15～200kHz或15±2kHz～200±2kHz，单个超声波换能器功率范围15～120W，超声波处理时间为0.5～12h，处理结束关闭超声波发生器；

步骤3：在超声波辐射处理过程中及处理结束后，发酵罐均按照步骤1设定条件进行发酵，直至发酵结束；

步骤4：发酵结束后排空罐内发酵液，进行罐体的清洗，清洗过程中开启超声波发生器，设定相应的工作频率、工作时间进行清洗，清洗完毕以备下一次发酵使用。

优选的，步骤1中所述发酵物包括枯草芽孢杆菌、链霉菌或冬虫夏草菌。

优选的，步骤1中所述发酵条件具体为：发酵温度20～35℃、初始pH6.5～7.0、搅拌转速100～200r/min。

优选的，步骤2中当发酵物为枯草芽孢杆菌微生物菌剂时，在发酵开始6h开启超声波发生器，超声波模式为定频，超声波频率为28kHz，单个超声波换能器功率45W，超声波处理时间为12h；

优选的，步骤2中当发酵物为链霉菌时，在发酵开始6h开启超声波发生器，超声波模式为扫频，超声波频率为15kHz±0.5kHz，单个超声波换能器的功率15W，超声波处理时间为3h；

优选的，步骤2中当发酵物为冬虫夏草菌时，在发酵开始12h开启超声波发生器，超声波模式为扫频，超声波频率为200kHz±1kHz，单个超声波换能器的功率120W，超声波处理时间为0.5h。

优选的，步骤4中所述超声波发生器选择定频模式，频率为20kHz，工作时间为10～20min；所述单个超声波换能器的功率为60～120W。

与传统超声波强化发酵装置相比，本发明具有如下特点和有益效果：

(1)一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，通过在发酵罐内壁均衡挂置多架超声换能器，直接作用于发酵液，可克服传统超声辅助发酵装置在大型发酵罐应用时超声波易衰减或作用不均匀，从而导致的促进发酵效果不明显以及产品品质不稳定等问题。

(2)一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，在发酵结束后对发酵罐清洗时，不需要取出超声波换能器组件，只要清洗时开启超声波，由于超声波振动就能使换能器组件清洗干净，并且可加快整个发酵罐的清洗进程；

(3)一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，超声波换能器支架由3～5段不锈钢管组成，利用快接头密封连接，在检修超声装置时方便拆卸，不会因支架太长超出厂房高度而难以取出；

(4)一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，采用低功率超声波对发酵过程进行强化，使用的能耗很低，属于绿色节能高效的物理强化发酵装置；

(5)一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，分别应用于枯草芽孢杆菌微生物菌剂发酵、链霉菌发酵生产转谷氨酰胺酶(TG酶)以及冬虫夏草菌发酵生产菌丝体及多糖，与对照试验(不使用超声，其他条件相同)的发酵相比，枯草芽孢杆菌微生物菌剂浓度、TG酶产量及冬虫夏草菌丝体及多糖产量分别提高85.8％、20.9％、13.3％和16.1％。

附图说明

图1为一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置的正视图。

图2为一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置的俯视图。

图3为图1中A处结构放大后的正视图。

图4为图1中A处结构放大后的俯视图。

图1～4中：1-发酵罐，2-超声波换能器支架，3-支架连接件，4-超声波换能器，5-高频连接线，6-搅拌轴，7-搅拌桨，8-超声波发生器，9-超声波振子，10-不锈钢焊接短管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的应用方法作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。

一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，包括：发酵罐1、超声波换能器支架2、支架连接件3、超声波换能器4、高频连接线5、搅拌轴6、搅拌桨7、超声波发生器8、超声波振子9和不锈钢焊接短管10；

所述搅拌轴6设于发酵罐1的内部，且搅拌轴6与发酵罐1同轴设置；所述搅拌轴6的一端设有电机，用于驱动搅拌轴6运转；另一端设有4个搅拌桨7，平行设置在搅拌轴6的表面；

在发酵罐1的内部阵列设置6个超声波换能器支架2，所述超声波换能器支架2和搅拌轴6平行设置；

超声波换能器支架2由3节316L不锈钢细管制成，每节两头有法兰，316L不锈钢快装卡箍密封连接，超声波换能器支架2贴着发酵罐1内壁从顶部悬挂至底部；

所述每节不锈钢管上包含5个超声波换能器4，纵向等距分布；超声波换能器4为不锈钢薄板制成立方体结构，通过不锈钢焊接短管10焊接悬挂于超声波换能器支架2上，超声换能器朝向罐中心一侧内壁贴有3个超声波振子9，采用高频连接线5连接超声波振子，并穿过不锈钢焊接短管10和超声波换能器支架2，经支架上部顶端延伸出，与超声波发生器8电性连接；

超声波发生器8的超声波为定频模式或扫频模式，定频模式优选的频率范围为15～200kHz，扫频模式优选的频率范围为15±2～200±2kHz；

超声波振子9单个的功率范围为5～20W。

利用上述一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置进行发酵的方法，按照下述步骤进行：

步骤1：首先对发酵罐1进行实罐灭菌，灭菌条件为115℃、8～15min；然后在发酵罐内接种种子液，按照相应的发酵条件进行发酵；

步骤2：根据发酵物的不同，在发酵开始后的0～12h后开启超声波发生器8，进行超声波辐射处理，超声波作用模式为扫频或定频模式，超声波频率范围为15～200kHz，单个超声波换能器4的功率范围15～120W，超声波处理时间为0.5～12h，处理结束关闭超声波发生器。

步骤3：超声处理过程及处理结束后，发酵罐均按照设定条件进行发酵，直至发酵结束。

步骤4：发酵结束后排空罐内发酵液，按设定程序清洗罐体，清洗过程中开启超声波发生器10min，超声波频率为20kHz，单个换能器功率范围60～120W；清洗完即可进行下一罐发酵。

实施例1：

按照上述步骤在40m³发酵罐进行枯草芽孢杆菌微生物菌剂的超声波强化发酵，发酵罐1配置四组挂壁式超声波换能器支架2，均匀排布悬挂于内壁，每个支架有三节，通过不锈钢快装卡箍密封支架连接件3连接，每节纵向排列5个超声波换能器4，通过不锈钢焊接短管10焊接超声波换能器支架2，每个换能器内有3个超声波振子9，通过高频连接线5电性连接超声波发生器8；

具体发酵按如下步骤进行：

步骤1：向发酵罐1加注发酵液，发酵液组成成分中除水外，其他底物为1.5％(w/v，以下凡未注明皆是指质量体积浓度)黄豆粉、0.5％糖蜜、0.8％氯化铵、1.0％氯化钠、0.1％柠檬酸钠、0.5％碳酸钙、0.1％七水合硫酸镁，发酵罐装载量为80％容积。

首先对发酵罐1实罐灭菌，灭菌条件为115℃、15min，降温后向发酵罐1内接种10％(v/v)枯草芽孢杆菌种子液，按照设定条件发酵：发酵温度32℃，初始pH7.0，开动发酵罐搅转轴6，搅拌转速200r/min。

步骤2：在发酵开始6h开启超声波发生器8，超声波模式为定频，超声波频率为28kHz，单个超声波换能器4功率为45W，超声波处理时间为12h，处理结束关闭超声波发生器8。

步骤3：超声处理过程及处理结束后，发酵罐1均按照步骤1设定条件进行发酵36h，直至发酵结束；取样检测发酵液中细胞生物量为2.75×10¹⁰cfu/mL。

步骤4：发酵结束后排空发酵罐1内发酵液，按设定程序清洗罐体，清洗过程中开启超声波发生器810min，超声波频率为20kHz，单个换能器功率范围120W，清洗完即可进行下一罐发酵。

对比例1:

发酵条件及发酵过程与实施例2相同，区别是不使用超声处理。与实施例1相同，区别是不使用超声处理。发酵结束取样检测发酵液中细胞生物量为1.48×10¹⁰cfu/mL。

结果对比：与对比例1的发酵相比，实施例1的超声强化发酵使枯草芽孢杆菌微生物菌剂浓度提高了85.8％。

实施例2：

在40m³发酵罐进行链霉菌发酵生产转谷氨酰胺酶(TG酶)的超声波强化发酵，发酵罐1配置四组挂壁式超声波换能器支架2，均匀排布悬挂于内壁，每个支架有三节，通过不锈钢快装卡箍密封支架连接件3连接，每节纵向排列5个超声波换能器4，通过不锈钢焊接短管10焊接超声波换能器支架2，每个换能器内有3个超声波振子9，通过高频连接线5电性连接超声波发生器8。

具体发酵按如下步骤进行：

步骤1：向发酵罐1加注发酵液，发酵液组成成分中除水外，其他底物为2.4％豆粕粉水解物、2.4％甘油、0.5％酵母浸膏、0.3％硫酸铵，发酵罐装载量为75％容积。首先对发酵罐1实罐灭菌，灭菌条件为121℃、15min，降温后向发酵罐1内接种8％(v/v)链霉菌种子液，按照设定条件发酵：发酵温度30℃，初始pH7.0，开动发酵罐搅转轴6，搅拌转速180r/min。

步骤2：在发酵开始6h开启超声波发生器8，超声波模式为扫频，超声波频率为15kHz±0.5kHz，单个超声波换能器4功率15W，超声波处理时间为3h，处理结束关闭超声波发生器8；

步骤3：超声处理过程及处理结束后，发酵罐均按照步骤1设定条件进行发酵54h，直至发酵结束，取样检测发酵液中TG酶活力为6.87U/mL。

步骤4：发酵结束后排空发酵罐1内发酵液，按设定程序清洗罐体，清洗过程中开启超声波发生器810min，超声波频率为20kHz，单个换能器功率范围120W；清洗完即可进行下一罐发酵。

对比例2:

发酵条件及发酵过程与实施例2相同，区别是不使用超声处理。发酵结束取样检测发酵液中TG酶活力为5.68U/mL。

结果对比：与对比例2的发酵相比，实施例2的超声强化发酵使TG酶产量提高了20.9％。

实施例3：

在40m³发酵罐进行冬虫夏草菌发酵生产菌丝体及多糖的超声波强化发酵，发酵罐1配置四组挂壁式超声波换能器支架2，均匀排布悬挂于内壁，每个支架有三节，通过不锈钢快装卡箍密封支架连接件3连接，每节纵向排列5个超声波换能器4，通过不锈钢焊接短管10焊接超声波换能器支架2，每个换能器内有3个超声波振子9，通过高频连接线5电性连接超声波发生器8。

具体发酵按如下步骤进行：

步骤1：向发酵罐1加注发酵液，发酵液组成成分中除水外，其他底物为米糠粉3.6％、麸皮粉4.8％、KH₂PO₄ 0.27％、MgSO₄·7H₂O 0.27％、半胱氨酸盐酸盐0.05％、叶绿素铜钠盐0.01％，发酵罐装载量为75％容积。首先对发酵罐1实罐灭菌，灭菌条件为121℃、15min，降温后向发酵罐1内接种8％(v/v)冬虫夏草菌种子液，按照设定条件发酵：发酵温度23℃，初始pH7.0，开动发酵罐搅转轴6，搅拌转速100r/min；

步骤2：在发酵开始12h开启超声波发生器8，超声波模式为扫频，超声波频率为200kHz±1kHz，单个超声波换能器4功率120W，超声波处理时间为0.5h，处理结束关闭超声波发生器8；

步骤3：超声处理过程及处理结束后，发酵罐均按照步骤1设定条件进行发酵5d，直至发酵结束。取发酵液检测，菌丝干重48.5g/L发酵液，胞外多糖为2.67g/L发酵液；

对比例3:

发酵条件及发酵过程与实施例3相同，区别是不使用超声处理。发酵结束取样检测发酵液中菌丝干重42.8g/L发酵液，胞外多糖为2.30g/L发酵液；

结果对比：与对比例3的发酵相比，实施例3的超声强化发酵使菌丝干重提高了13.3％，胞外多糖增加了16.1％。

说明：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims

1.一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，其特征在于，所述装置包括发酵罐(1)、超声波换能器支架(2)、支架连接件(3)、超声波换能器(4)、高频连接线(5)、搅拌轴(6)、搅拌桨(7)、超声波发生器(8)、超声波振子(9)和不锈钢焊接短管(10)；

所述搅拌轴(6)设于发酵罐(1)的内部，且搅拌轴(6)与发酵罐(1)同轴设置；所述搅拌轴(6)的一端设有电机，用于驱动搅拌轴(6)运转；另一端设有多个搅拌桨(7)；

在发酵罐(1)的内部阵列设置多个超声波换能器支架(2)，所述超声波换能器支架(2)和搅拌轴(6)平行设置；

所述超声波换能器支架(2)上设有多个超声波换能器(4)；所述超声波换能器(4)内壁设有多个超声波振子(9)；所述超声波振子(9)通过高频连接线(5)与超声波发生器(8)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，其特征在于，所述搅拌桨(7)具体为4-6个，平行设置在搅拌轴(6)上。

3.根据权利要求1所述的一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，其特征在于，所述超声波换能器支架(2)沿着发酵罐(1)内壁从顶部悬挂至底部；所述超声波换能器支架(2)为多段式设置；具体由多节不锈钢管组成，每节不锈钢管的两头有法兰，通过卡箍密封连接；所述每节不锈钢管上包含3～5个超声波换能器(4)，纵向等距分布。

4.根据权利要求3所述的一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，其特征在于，所述超声波换能器支架(2)由3～5节316L不锈钢管制成，各节之间通过316L不锈钢快装卡箍密封连接；所述不锈钢管的内径为2～5cm。

5.根据权利要求1所述的一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，其特征在于，所述超声波换能器(4)为不锈钢薄板制成的立方体结构，通过不锈钢焊接短管(10)焊接悬挂于换能器支架(2)表面；所述超声波换能器(4)朝向发酵罐(1)中心的一侧内壁上设有3～6个超声波振子(9)；所述高频连接线(5)的一端连接超声波振子(9)，另一端穿过不锈钢焊接短管(10)和超声波换能器支架(2)，经超声波换能器支架(2)的上部顶端伸出，与超声波发生器(8)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置，其特征在于，所述超声波发生器(8)的超声波为固定频率模式或扫频模式；固定频率模式即定频模式，是指超声波工作过程中频率不变；扫频模式是指超声波工作过程中频率围绕中心频率作周期性上下波动；

所述定频模式的频率范围为15～200kHz；所述扫频模式频率范围为15±2～200±2kHz，为中心频率+扫频幅度，即中心频率范围为15～200kHz，在每一个中心频率工作时的扫频幅度范围为±0.5～±2kHz；

所述超声波振子(9)单个的功率范围为5～20W。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种适用于大型发酵罐的挂壁式超声波强化发酵装置进行发酵的方法，其特征在于，包括以下步骤:

步骤1：首先对发酵罐(1)实罐灭菌，灭菌条件为115℃、8～15min；然后在发酵罐(1)内接种发酵物种子液进行发酵，根据发酵物的不同，设定相应的发酵条件进行发酵：

步骤2：在发酵开始后的0～12h后开启超声波发生器(8)，进行超声波辐射处理，超声波作用模式为定频或扫频模式，超声波频率范围为15～200kHz或15±2kHz～200±2kHz，单个超声波换能器(4)功率范围15～120W，超声波处理时间为0.5～12h，处理结束关闭超声波发生器；

步骤4：发酵结束后排空罐内发酵液，进行罐体的清洗，清洗过程中开启超声波发生器(8)，设定相应的工作频率、工作时间进行清洗，清洗完毕以备下一次发酵使用。

8.根据权利要求7所述的发酵方法，其特征在于，步骤1中所述发酵物包括枯草芽孢杆菌、链霉菌或冬虫夏草菌；所述发酵条件具体为：发酵温度20～35℃、初始pH6.5～7.0、搅拌转速100～200r/min。

9.根据权利要求7所述的发酵方法，其特征在于，步骤2中当发酵物为枯草芽孢杆菌微生物菌剂时，在发酵开始6h开启超声波发生器(8)，超声波模式为定频，超声波频率为28kHz，单个超声波换能器(4)功率45W，超声波处理时间为12h；

当发酵物为链霉菌时，在发酵开始6h开启超声波发生器(8)，超声波模式为扫频，超声波频率为15kHz±0.5kHz，单个超声波换能器(4)的功率15W，超声波处理时间为3h；

当发酵物为冬虫夏草菌时，在发酵开始12h开启超声波发生器(8)，超声波模式为扫频，超声波频率为200kHz±1kHz，单个超声波换能器(4)的功率120W，超声波处理时间为0.5h。

10.根据权利要求7所述的发酵方法，其特征在于，步骤4中超声波发生器(8)选择定频模式，频率为20kHz，工作时间为10～20min；所述单个超声波换能器(4)的功率为60～120W。