本發明涉及微生物發酵，具體為基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法。

背景技術：

1、固氮微生物是指那些能夠將大氣中的氮氣（n2）轉化為植物和微生物可利用的氨氮（nh3）的微生物，它們通過自生或與植物共生，將大氣中的氮氣轉化成能被植物吸收利用的氮素。

2、其中，固氮微生物發酵過程中常采用火焰接種的方式向發酵罐中注入菌種溶液，該火焰接種是一種無菌接種技術，核心在于利用火焰的高溫殺滅發酵罐的接種口以及接種工具上的雜菌，確保接種過程的無菌操作，從而保障發酵過程的順利進行。

3、參考公開號為cn218089577u的專利申請所公開的一種用于發酵的菌種接種裝置，包括發酵罐體；還包括：?接口座，所述接口座固定在發酵罐體上，其上設有接種口，所述接種口外壁設有外螺紋，所述接口座上環繞接種口設置有環形卡槽ⅰ；密封蓋，所述密封蓋包括與接種口配合連接的密封蓋體，以及固定在密封蓋體上的提手桿，所述密封蓋體內設有與外螺紋配合連接的內螺紋，該專利申請通過設置滅火蓋，在菌種接種完后可簡單方便的進行火焰撲滅，提高了操作的便利性和安全性。

4、上述的現有技術中的接種裝置在實際使用中存在以下缺陷：

5、1、現有微生物發酵裝置上的接種口為了方便傾倒菌種，接種口一般和發酵罐罐體呈一定角度設置，即呈傾斜狀態設置，這種情況下，環形酒精燈內放置酒精或放置吸附有酒精的棉花在重力作用下，酒精會集中在位置較低的一側，而缺乏酒精的位置上則無火焰產生，從而無法在接種口位置形成環形火焰保護圈，導致接種過程中容易發生雜菌污染的情況；

6、2、酒精位于環形酒精燈的內部，通過出火孔難以快速點燃酒精，并且在接種操作結束后，儲存在環形酒精燈內的酒精在長時間閑置狀態下容易揮發，造成酒精燃料的浪費。

7、因此，本發明提出了基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法以解決上述問題。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明提供了基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法，解決了現有微生物發酵裝置上的接種口在傾斜設置狀態下，環形酒精燈內的酒精或吸附有酒精的棉花在重力作用下，酒精會集中在位置較低的一側，而缺乏酒精的位置上則無火焰產生，從而無法在接種口位置形成環形火焰保護圈，導致接種過程中容易發生雜菌污染的情況，并且通過出火孔難以快速點燃酒精，在接種操作結束后，儲存在環形酒精燈內的酒精在長時間閑置狀態下容易揮發，容易造成酒精燃料浪費的問題。

2、為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置，包括發酵罐和固定設置在發酵罐頂部一側用于加注菌種的接種嘴，該接種嘴的頂部還可拆卸設置有用于密封的密封蓋，還包括：

3、安裝凹槽，開設在發酵罐的頂部一側，該接種嘴設置在安裝凹槽底部的中心位置上；

4、火焰滅菌機構，設置在安裝凹槽的內部，用于在加注菌種前進行點燃，以圍繞接種嘴形成環形火圈，利用火焰的高溫進行消毒滅菌；

5、所述火焰滅菌機構還包括用于儲存消毒燃料的燃料儲存組件，該燃料儲存組件的上方設置有用于利用酒精進行燃燒的環形火圈形成組件，并且位于燃料儲存組件和環形火圈形成組件之間還設置有泵送組件、自動點火單元和點火控制組件，該泵送組件用于將燃料儲存組件內的酒精向環形火圈形成組件內輸送，該自動點火單元用于對進入環形火圈形成組件內的酒精進行點燃。

6、進一步地，所述燃料儲存組件包括可拆卸設置在安裝凹槽底部的環形燃料罐，所述環形燃料罐的側壁上固定設置有與其內部相連通的加料管，該加料管的頂端貫穿發酵罐并延伸至外部，并且位于加料管的頂端還可拆卸設置有密封塞。

7、進一步地，所述環形火圈形成組件包括上蓋單元和活動設置在上蓋單元底部的下蓋單元，并且位于上蓋單元和下蓋單元之間設置有燃料吸附單元；

8、所述上蓋單元包括可拆卸設置在安裝凹槽內的滅火蓋，該滅火蓋環繞接種嘴外壁設置，并且位于滅火蓋的頂部均勻開設有多個避讓通孔一。

9、進一步地，所述下蓋單元包括密封設置在滅火蓋底部的環形裝載盒，所述環形裝載盒的內腔底部均勻固定設置有多個封堵塊，并且所述環形裝載盒的底部還均勻開設有多個用于為自動點火單元提供安裝位置的安裝孔；

10、所述燃料吸附單元包括可拆卸設置在環形裝載盒內部的環形多孔吸附材料，所述環形多孔吸附材料的頂部均勻開設有和避讓通孔一、封堵塊位置一一對應避讓通孔二，并且該環形多孔吸附材料的頂部還開設有多個和安裝孔位置相對應的點火避讓通孔。

11、進一步地，所述自動點火單元包括固定設置在環形裝載盒底部安裝孔內的壓電式點火器，所述環形燃料罐的頂部且位于壓電式點火器的正下方固定設置有頂塊，用于推動壓電式點火器進行點火動作。

12、進一步地，所述泵送組件包括可拆卸設置在環形燃料罐頂部的筒體，所述筒體的內部密封滑動設置有活塞，該活塞的頂部還固定設置有活塞桿，該活塞桿的頂端滑動貫穿筒體并延伸至外部，并且活塞桿的外壁上且位于筒體的上方套設有彈簧一，所述筒體的底部固定設置有與其內部相連通的抽吸管，該抽吸管的內部固定設置有用于僅允許燃料向筒體內流動的單向閥一。

13、進一步地，所述筒體的側壁上設置有與其內部相連通的耐高溫軟管，該耐高溫軟管內部固定設置有僅允許燃料從筒體流出的單向閥二，并且所述耐高溫軟管遠離筒體的一端還固定設置有用于防止回火情況發生的微型阻火器，所述微型阻火器的頂端可拆卸設置在環形火圈形成組件的底部，并且位于微型阻火器的輸出端還固定設置有金屬管嘴，該金屬管嘴貫穿環形火圈形成組件并延伸至其內部。

14、進一步地，所述點火控制組件包括固定設置在環形燃料罐頂部的承載板和滑動設置在承載板側壁上的升降板，所述升降板和環形裝載盒底部之間共同固定設置有連接板，所述升降板的側壁上開設有活動槽，該活動槽的內部設置有用于對升降板的位置進行鎖定的鎖銷單元，并且活動槽的內部還設置有用于控制鎖銷單元執行鎖定或解鎖動作的驅動單元；

15、所述鎖銷單元包括滑動設置在活動槽內部的驅動塊和開設在驅動塊外壁上的斜槽，所述驅動塊的側壁上還固定設置有限位銷，并且限位銷的外壁上且位于驅動塊和升降板側壁之間滑動套設有彈簧二，該限位銷滑動貫穿活動槽內壁并延伸至外部，所述承載板的側壁上還固定設置有用于配合限位銷完成鎖定操作的多個限位齒牙。

16、進一步地，所述驅動單元包括滑動設置在斜槽內的滑塊和固定設置在滑塊側壁上的推拉桿，所述推拉桿的頂端滑動貫穿升降板和發酵罐并延伸至外部，并且該推拉桿的頂端還固定設置有拉環。

17、本發明還公開了基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵方法，用于基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置，該方法包括以下步驟：

18、步驟1、將選定的固氮菌菌株在培養基中進行預培養，使其達到適應性培養階段，保證其在發酵過程中的固氮效率；

19、步驟2、接種前，手動解除點火控制組件對環形火圈形成組件的位置限定，并借助點火控制組件推動環形火圈形成組件下移，該過程中，泵送組件將燃料儲存組件內的燃料向環形火圈形成組件內輸送；

20、步驟3、然后自動點火單元受壓后產生電火花，環形火圈形成組件內的燃料被電火花點燃后圍繞接種嘴形成環形火圈；

21、步驟4、將預培養的固氮菌菌株和培養基混合液通過接種嘴加注至發酵罐內進行發酵處理。

22、本發明提供了基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法。與現有技術相比具備以下有益效果：

23、1、基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法，通過設置火焰滅菌機構，能夠在每次接種前通過按壓拉環即可控制環形裝載盒和滅火蓋分離，從而使得環形多孔吸附材料暴露在外部，為后續的點火奠定基礎；而且環形裝載盒與多個泵送組件之間能夠形成聯動，即在環形裝載盒下移過程中能夠對多個泵送組件同時施加壓力，從而泵送組件能夠將環形燃料罐內的酒精從多個位置上向環形裝載盒內輸送酒精，使得環形多孔吸附材料能夠從環形裝載盒的多個位置上同時吸附酒精，從而能夠保證環形多孔吸附材料整體均能夠被酒精快速填充，保證環形多孔吸附材料被點燃后能夠形成完整的火圈，從而能夠起到良好的消毒滅菌效果。

24、2、基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法，通過多個泵送組件的設置，能夠在每次接種前向環形多孔吸附材料實時定量的供給酒精燃料，使得每次點火時環形多孔吸附材料內均填充有充足酒精，從而保證點火操作能夠順利進行，避免環形多孔吸附材料由于長時間閑置后，其內部酒精蒸發而無法點燃的情況，而且即時補充酒精即時點燃的方式能夠對酒精最大程度的使用，避免酒精由于長時間存放而蒸發浪費的問題，而其他備用部分的酒精則被單獨存放在環形燃料罐內，能夠最大程度上降低酒精的揮發量。

25、3、基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法，通過設置自動點火單元，能夠在泵送單元向環形多孔吸附材料內輸送酒精后，利用壓電式點火器和頂塊之間的相互作用，能夠利用產生的電火花點燃環形多孔吸附材料，從而實現自動補充燃料后即刻自動點火的效果，使得點火操作不僅自動化程度高，而且還明顯簡化了火焰接種時設置火圈的操作步驟，大大降低了設置火圈的操作難度。

26、4、基于大豆種植土壤固氮改善的固氮微生物發酵裝置及方法，通過設置點火控制組件，其能夠控制環形裝載盒的升降過程，并且在環形裝載盒達到預設位置后能夠對該位置進行鎖定，保證環形裝載盒與滅火蓋處于持續分離狀態，使得火焰能夠通過環形裝載盒與滅火蓋之間的空間向上傳遞，而且在接種結束后，該點火控制組件又能夠解除對環形裝載盒位置的鎖定，使其再次恢復原始位置，使得滅火蓋和環形裝載盒之間的空間形成封閉空間，不僅能夠起到滅火效果，而且能夠將未完全燃燒的酒精封閉在密閉空間內，避免酒精的揮發，從而能夠在下次接種操作中使用；而泵送組件在環形裝載盒上移過程中，其內部能夠再次從環形燃料罐內定量抽吸部分酒精，為下次接種時向環形多孔吸附材料內快速補充酒精做準備。

27、本發明的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書來實現和獲得。