CN110779261A - 一种循环式二氧化碳喷淋速冻***及其冷冻方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种循环式二氧化碳喷淋速冻***及其冷冻方法。本发明采用二氧化碳补气罐、二氧化碳冷却循环***、输液泵、单流体组合式喷嘴、冷冻腔室、传送带、调压阀、乏气回收装置和压缩机；实现了对喷淋速冻过程中制冷剂的回收再利用，大大降低了制冷剂的损耗，节约了喷淋速冻的成本；冷冻过程在低氧环境下进行，防止食品被氧化，提高了速冻过程的保鲜品质；单流体组合式喷嘴强化了喷淋速冻的效果；喷淋液组成主要为低压冷凝液，高压冷凝液主要起到预冷、增压、混流等辅助作用，增强了***的安全性；根据不同用途对循环中不同状态制冷剂进行合理选用，实现了能量的梯级利用，充分发挥了循环中二氧化碳的制冷能力，节约了循环所需的运行能耗。

Description

一种循环式二氧化碳喷淋速冻***及其冷冻方法

技术领域

本发明涉及冷冻对象冷链保鲜技术，具体涉及一种循环式二氧化碳喷淋速冻***及其冷冻方法。

背景技术

液态二氧化碳喷淋速冻技术作为一种直接接触式冷冻技术，由于充分利用了液态二氧化碳汽化潜热高、化学性质稳定、冻结干耗小的特点，同时通过流态化喷淋避免了过度接触引发的冻害，可使冷冻对象短时间内迅速降温、冻结，是一项高品质冷冻技术，广泛应用于生鲜易腐冷冻对象贮存保鲜中。然而，目前所使用的喷淋速冻装置均为开放式体系，制冷剂经相变后由抽风机抽出并直接排入环境，造成了极大的资源浪费，同时大大增加了喷淋速冻***的运行成本；此外，目前常用的多流体喷嘴在喷淋过程中会引入热气流，影响喷淋液实际换热效率，而在常用的单流体喷嘴中，空心锥式喷嘴可得到小尺寸的液滴，但由于喷淋液集中在锥面上，覆盖范围及均匀性有所欠缺，实心锥式喷嘴可实现均匀覆盖，但所得液滴尺寸较大，影响液滴汽化换热效果，正是由于喷嘴形式上的制约，使得目前喷淋速冻技术的实际冷冻能力受到限制。

发明内容

为实现喷淋***制冷剂的回收与再利用，同时改善喷嘴构型以增强喷淋换热效果，本发明提出了一种循环式二氧化碳喷淋速冻***及其冷冻方法。

本发明的一个目的在于提出一种循环式二氧化碳喷淋速冻***。

本发明的循环式二氧化碳喷淋速冻***包括：二氧化碳补气罐、二氧化碳冷却循环***、输液泵、单流体组合式喷嘴、冷冻腔室、传送带、调压阀、乏气回收装置和第一压缩机；其中，二氧化碳补气罐通过管道连接至二氧化碳冷却循环***，在连接二氧化碳补气罐至二氧化碳冷却循环***的管道上设置电子膨胀阀和压力传感器；二氧化碳冷却循环***通过管道连接至输液泵；输液泵通过管道连接至多个均匀分布的单流体组合式喷嘴；在冷冻腔室的侧壁上设置调压阀；在冷冻腔室内设置传送带，冷冻对象均匀放置在传送带上；多个均匀分布的单流体组合式喷嘴位于冷冻腔室内对着传送带；乏气回收装置位于冷冻腔室内与单流体组合式喷嘴相对的另一侧，通过管道连接至冷冻腔室外的第一压缩机；第一压缩机通过管道连接至二氧化碳冷却循环***；在冷冻对象制冷前，打开调压阀，同时二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳，通过输液泵将二氧化碳液体输送至单流体组合式喷嘴的副喷嘴，副喷嘴喷出二氧化碳液滴，排出冷冻腔室内的空气，并使冷冻腔室内达到冷冻时所需要的压力；冷冻时，电子膨胀阀通过压力传感器的反馈信号控制补气量，二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳；二氧化碳冷却循环***形成二氧化碳工质的闭合制冷回路；二氧化碳冷却循环***中的二氧化碳液体通过输液泵传输至单流体组合式喷嘴；冷冻腔室内的冷冻对象，通过传送带依次经过单流体组合式喷嘴；单流体组合式喷嘴向冷冻对象喷淋二氧化碳液体，对冷冻对象进行制冷；乏气回收装置抽吸制冷后膨胀汽化的二氧化碳气体，通过第一压缩机重新压缩冷却，输送回二氧化碳冷却循环***，从而实现循环喷淋。

单流体组合式喷嘴包括：主喷嘴和副喷嘴；其中，主喷嘴采用空心锥式喷嘴；副喷嘴采用实心锥式喷嘴；主喷嘴的喷射方向正对冷冻对象传送带；副喷嘴的喷射方向与主喷嘴具有夹角；夹角范围为30°～45°；主喷嘴喷淋通过喷淋产生大量含有小尺寸液滴的射流来实现冷冻效果，副喷嘴通过喷淋产生少量含有中等尺寸液滴的射流。并且，在主喷嘴和副喷嘴上分别设置主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀。

二氧化碳冷却循环***包括：二氧化碳气液分离器、第二压缩机、换热器、余热回收利用***、二氧化碳储液器和节流阀；其中，二氧化碳气液分离器通过管道连接至第二压缩机；第二压缩机通过管道连接至换热器；换热器连接余热回收利用***；换热器通过管道连接至二氧化碳储液器；二氧化碳储液器通过管道连接至节流阀；节流阀通过管道连接至二氧化碳气液分离器；二氧化碳气液分离器通过管道连接至第一输液泵，第一输液泵通过管道连接至主喷嘴，并设置主喷嘴调节阀；连接主喷嘴的管道连接回二氧化碳气液分离器，并在管道上设置压力传感器；二氧化碳储液器通过管道连接至第二输液泵，第二输液泵通过管道连接至副喷嘴，并设置副喷嘴调节阀；二氧化碳由二氧化碳补气罐输送至二氧化碳气液分离器，通过重力沉降的形式将二氧化碳液体和二氧化碳气体分离；二氧化碳气体从位于二氧化碳气液分离器顶部的管道输送至第二压缩机，将饱和态的二氧化碳气体压缩至过热态，输送至换热器；换热器吸收二氧化碳气体中的热量，转变成二氧化碳液体，并将热量传输至余热回收利用***；二氧化碳液体传输至二氧化碳储液器；二氧化碳储液器中的二氧化碳液体的温度高于二氧化碳气液分离器中的二氧化碳液体的温度；二氧化碳储液器通过第二输液泵输送至副喷嘴喷淋；二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过节流阀降压节流，对二氧化碳液体冷却降压后传输至二氧化碳气液分离器，以增强喷淋液的制冷能力；二氧化碳气液分离器中的二氧化碳液体作为喷淋液通过第一输液泵输送至主喷嘴喷淋。主喷嘴的来流为二氧化碳气液分离器中低温的二氧化碳冷凝液，通过喷淋产生大量含有小尺寸液滴的射流来实现冷冻效果；副喷嘴的来流为二氧化碳储液器中高压二氧化碳冷凝液，通过喷淋产生少量含有中等尺寸液滴的射流，一方面用于排出冷冻前冷冻腔室冷冻腔室内残余空气，防止食品在冷冻过程中被氧化，另一方面通过脉动射流的方式同主喷嘴射流进行混合，加强喷嘴射流整体的覆盖均匀性，从而强化喷淋冷冻的效果。

传送带采用U形传送带，位于乏气回收装置与单流体组合式喷嘴之间；传送带包括两条互相平行的沿横向的主传送带，以及连接二者的垂直传送带，主传送带与垂直传送带连接为一个整体，主传送带与垂直传送带长度比为3：1～5：1；在传送带上均匀设置多个布风隔板，布风隔板的方向垂直于主传送带的运输方向；在两条主传送带之间均匀设置多个引风机，在相邻的引风机之间设置引风隔板，引风隔板平行于布风隔板。引风隔板配合传送带上的布风隔板与引风机，将单流体组合式喷嘴的来流进行整合，形成横向均匀，纵向顺温度梯度的二氧化碳流场，同时传送带为U形，利用上述流畅性质形成对冷冻对象先预冷、再冻结的冷冻模式，充分利用冷冻腔室中二氧化碳的制冷能力。

引风隔板和布风隔板采用塑料、木板、玻璃纤维中的一种，如ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物)板或PS(聚苯乙烯)板。

冷冻腔室墙体的外部采用防护材料，内部采用保温材料，保证腔室墙体绝热并具有较好的密封性能。

调压阀位于冷冻腔室内靠近单流体组合式喷嘴一侧，外端设置成气门嘴结构，能够适量排出冷冻腔室内气体并隔绝外界气体进入，同时防止液态二氧化碳液体喷射出时由于体积迅速膨胀造成冷冻腔室内压力大幅波动，保证冷冻腔室内压力整体为稳定。

乏气回收装置包括抽风机、集风口和抽风机后调节阀；其中，抽风机和集风口位于冷冻腔室内，抽风机的吸风口与单流体组合式喷嘴相对位于冷冻腔室的另一侧；抽风机的排风口正对集风口；集风口通过管道连接至第一压缩机；在连接集风口的管道上设置抽风机后调节阀；抽风机抽吸膨胀汽化后的二氧化碳气体，通过集风口收集输送至第一压缩机，形成纵向温度梯度流畅的同时回收二氧化碳乏气进行重新冷却，以达到循环喷淋的目的。

本发明的另一个目的在于提供一种循环式二氧化碳喷淋速冻***的冷冻方法。

本发明的循环式二氧化碳喷淋速冻***的冷冻方法，包括以下步骤：

1)将冷冻对象在传送带入口处均匀排放，关闭传送带出口和入口，同时关闭主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀；

2)在冷冻对象制冷前，打开调压阀，同时二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳，通过控制第二输液泵将二氧化碳储液器中的二氧化碳液体输送至副喷嘴，副喷嘴喷出二氧化碳液滴，排出冷冻腔室内的空气，并使冷冻腔室内达到冷冻时所需要的压力和温度，关闭调压阀；

3)冷冻时，电子膨胀阀通过压力传感器的反馈信号控制补气量，二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳；二氧化碳冷却循环***对二氧化碳工质形成闭合制冷回路；二氧化碳冷却循环***中二氧化碳气液分离器的二氧化碳液体通过第一输液泵传输至主喷嘴，通过喷淋产生大量含有小尺寸液滴的射流来实现冷冻效果；同时，二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过第二输液泵传输至副喷嘴，以周期性脉动射流的方式进行喷淋，与主喷嘴的来流进行混合，使喷淋液覆盖均匀；

4)启动传送带及引风机，开始进行冷冻腔室内喷淋速冻；引风隔板配合传送带上的布风隔板与引风机，将单流体组合式喷嘴的来流进行整合，形成横向均匀，纵向顺温度梯度的二氧化碳流场，同时传送带为U形，利用上述流畅性质形成对冷冻对象先预冷、再冻结的冷冻模式，充分利用冷冻腔室中二氧化碳的制冷能力；

5)乏气回收装置抽吸制冷后膨胀汽化的二氧化碳气体，通过第一压缩机重新压缩冷却，输送回二氧化碳冷却循环***，从而实现循环喷淋；

6)喷淋冷冻完成后，停止循环式二氧化碳喷淋速冻***，关闭主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀，停止乏气回收装置、引风机及传送带，打开调压阀，排出冷冻腔室内的剩余二氧化碳；

7)待冷冻腔室内压力至常压后，打开传送带出口，取出冻结后的冷冻对象。

其中，在步骤3)中，二氧化碳冷却循环***对二氧化碳工质形成闭合制冷回路，包括以下步骤：

a)二氧化碳由二氧化碳补气罐输送至二氧化碳气液分离器，通过重力沉降的形式将二氧化碳液体和二氧化碳气体分离；

b)二氧化碳气体从位于二氧化碳气液分离器顶部的管道输送至第二压缩机，将饱和态的二氧化碳气体压缩至过热态，输送至换热器；

c)换热器吸收二氧化碳气体中的热量，转变成二氧化碳液体，并将热量传输至余热回收利用***；二氧化碳液体传输至二氧化碳储液器；

d)二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过节流阀降压节流，对二氧化碳液体冷却降压后传输至二氧化碳气液分离器，以增强喷淋液的制冷能力。

本发明的优点：

(1)实现了对喷淋速冻过程中制冷剂的回收再利用，大大降低了制冷剂的损耗，节约了喷淋速冻的成本；

(2)冷冻过程在低氧环境下进行，防止食品被氧化，提高了速冻过程的保鲜品质；

(3)提出了一种单流体组合式喷嘴，克服了传统单流体喷嘴无法兼顾液滴尺寸与喷淋均匀性的问题，强化了喷淋速冻的效果；

(4)喷淋液组成主要为低压冷凝液，高压冷凝液主要起到预冷、增压、混流等辅助作用，增强了***的安全性；

(5)根据不同用途对循环中不同状态制冷剂进行合理选用，实现了能量的梯级利用，充分发挥了循环中二氧化碳的制冷能力，节约了循环所需的运行能耗。

附图说明

图1为本发明的循环式二氧化碳喷淋速冻***的一个实施例的示意图；

图2为本发明的循环式二氧化碳喷淋速冻***的单流体组合式喷嘴的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，本实施例的循环式二氧化碳喷淋速冻***包括：二氧化碳补气罐1、二氧化碳冷却循环***、第一和第二输液泵31和32、单流体组合式喷嘴13、冷冻腔室18、传送带14、调压阀19、乏气回收装置17和第一压缩机41；其中，单流体组合式喷嘴13包括主喷嘴和副喷嘴；二氧化碳冷却循环***包括：二氧化碳气液分离器5、第二压缩机42、换热器6、余热回收利用***8、二氧化碳储液器7和节流阀9；二氧化碳补气罐1通过管道连接至二氧化碳冷却循环***的二氧化碳气液分离器，在连接二氧化碳补气罐至二氧化碳冷却循环***的管道上设置电子膨胀阀2和压力传感器P；二氧化碳气液分离器5通过管道连接至第二压缩机42；第二压缩机42通过管道连接至换热器6；换热器6连接余热回收利用***8；换热器6通过管道连接至二氧化碳储液器7；二氧化碳储液器7通过管道连接至节流阀9；节流阀9通过管道连接至二氧化碳气液分离器5；二氧化碳气液分离器5通过管道连接至第一输液泵31，第一输液泵31通过管道连接至主喷嘴，并在管道上设置主喷嘴调节阀11；连接主喷嘴的管道连接回二氧化碳气液分离器5，并在管道上设置压力传感器P；二氧化碳储液器7通过管道连接至第二输液泵32，第二输液泵32通过管道连接至副喷嘴，并在管道上设置副喷嘴调节阀12；在冷冻腔室18的侧壁上设置调压阀19；多个均匀分布的单流体组合式喷嘴13位于冷冻腔室18内对着传送带14；在冷冻腔室18内设置传送带14，冷冻对象均匀放置在传送带14上；传送带14采用U形传送带；传送带14包括两条互相平行的沿横向的主传送带，以及连接二者的垂直传送带，主传送带与垂直传送带连接为一个整体；在传送带14上均匀设置多个布风隔板25，布风隔板的方向垂直于主传送带的运输方向；在两条主传送带之间均匀设置多个引风机16，在相邻的引风机之间设置引风隔板15，引风隔板平行于布风隔板；在冷冻腔室18的侧壁上设置调压阀19；乏气回收装置17位于冷冻腔室18内与单流体组合式喷嘴13相对的另一侧，包括抽风机、集风口和抽风机后调节阀；抽风机的排风口正对集风口；集风口通过管道连接至第一压缩机41，并在管道上设置压力传感器P；在连接集风口的管道上设置抽风机后调节阀20。

如图2所示，单流体组合式喷嘴13包括：主喷嘴131和副喷嘴132；其中，主喷嘴采用空心锥式喷嘴；副喷嘴采用实心锥式喷嘴；主喷嘴的喷射方向正对冷冻对象传送带；副喷嘴的喷射方向与主喷嘴的夹角为40°。

本实施例中，主传送带与垂直传送带长度比为4:1；引风隔板和布风隔板采用ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的三元共聚物)板；冷冻腔室墙体的外部采用不锈钢作为防护材料，内部采用聚氨酯芯板作为保温材料。

本实施例的循环式二氧化碳喷淋速冻***的冷冻方法，包括以下步骤：

1)将冷冻对象在传送带入口处均匀排放，关闭传送带出口和入口，同时关闭主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀；

2)在冷冻对象制冷前，打开调压阀，同时二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳，通过控制第二输液泵将二氧化碳储液器中的二氧化碳液体输送至副喷嘴，副喷嘴喷出二氧化碳液滴，排出冷冻腔室内的空气，并使冷冻腔室内达到冷冻时所需要的压力和温度，关闭调压阀；

3)冷冻时，电子膨胀阀通过压力传感器的反馈信号控制补气量，二氧化碳由二氧化碳补气罐输送至二氧化碳气液分离器，通过重力沉降的形式将二氧化碳液体和二氧化碳气体分离；二氧化碳气体从位于二氧化碳气液分离器顶部的管道输送至第二压缩机，将饱和态的二氧化碳气体压缩至过热态，输送至换热器；换热器吸收二氧化碳气体中的热量，转变成二氧化碳液体，并将热量传输至余热回收利用***；二氧化碳液体传输至二氧化碳储液器；二氧化碳储液器中的二氧化碳液体的温度高于二氧化碳气液分离器中的二氧化碳液体的温度；二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过节流阀降压节流，对二氧化碳液体冷却降压后传输至二氧化碳气液分离器，以增强喷淋液的制冷能力；二氧化碳气液分离器中的二氧化碳液体作为喷淋液通过第一输液泵输送至主喷嘴喷淋；同时，二氧化碳储液器通过第二输液泵输送至副喷嘴喷淋；以周期性脉动射流的方式进行喷淋，与主喷嘴的来流进行混合，使喷淋液覆盖均匀；

4)启动传送带及引风机，开始进行冷冻腔室内喷淋速冻；引风隔板配合传送带上的布风隔板与引风机，将单流体组合式喷嘴的来流进行整合，形成横向均匀，纵向顺温度梯度的二氧化碳流场，同时传送带为U形，利用上述流畅性质形成对冷冻对象先预冷、再冻结的冷冻模式，充分利用冷冻腔室中二氧化碳的制冷能力；

5)乏气回收装置抽吸制冷后膨胀汽化的二氧化碳气体，通过第一压缩机重新压缩冷却，输送回二氧化碳冷却循环***，从而实现循环喷淋；

6)喷淋冷冻完成后，停止循环式二氧化碳喷淋速冻***，关闭主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀，停止乏气回收装置、引风机及传送带，打开调压阀，排出冷冻腔室内的剩余二氧化碳；

7)待冷冻腔室内压力至常压后，打开传送带出口，取出冻结后的冷冻对象。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述循环式二氧化碳喷淋速冻***包括：二氧化碳补气罐、二氧化碳冷却循环***、输液泵、单流体组合式喷嘴、冷冻腔室、传送带、调压阀、乏气回收装置和第一压缩机；其中，所述二氧化碳补气罐通过管道连接至二氧化碳冷却循环***，在连接二氧化碳补气罐至二氧化碳冷却循环***的管道上设置电子膨胀阀和压力传感器；所述二氧化碳冷却循环***通过管道连接至输液泵；输液泵通过管道连接至多个均匀分布的单流体组合式喷嘴；在冷冻腔室的侧壁上设置调压阀；在冷冻腔室内设置传送带，冷冻对象均匀放置在传送带上；多个均匀分布的单流体组合式喷嘴位于冷冻腔室内对着传送带；所述乏气回收装置位于冷冻腔室内与单流体组合式喷嘴相对的另一侧，通过管道连接至冷冻腔室外的第一压缩机；第一压缩机通过管道连接至二氧化碳冷却循环***；在冷冻对象制冷前，打开调压阀，同时二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳，通过输液泵将二氧化碳液体输送至单流体组合式喷嘴，喷出二氧化碳液滴，排出冷冻腔室内的空气，并使冷冻腔室内达到冷冻时所需要的压力；冷冻时，电子膨胀阀通过压力传感器的反馈信号控制补气量，二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳；二氧化碳冷却循环***形成二氧化碳工质的闭合制冷回路；二氧化碳冷却循环***中的二氧化碳液体通过输液泵传输至单流体组合式喷嘴；冷冻腔室内的冷冻对象，通过传送带依次经过单流体组合式喷嘴；单流体组合式喷嘴向冷冻对象喷淋二氧化碳液体，对冷冻对象进行制冷；乏气回收装置抽吸制冷后膨胀汽化的二氧化碳气体，通过第一压缩机重新压缩冷却，输送回二氧化碳冷却循环***，从而实现循环喷淋。

2.如权利要求1所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述单流体组合式喷嘴包括：主喷嘴和副喷嘴；其中，所述主喷嘴采用空心锥式喷嘴；所述副喷嘴采用实心锥式喷嘴；所述主喷嘴的喷射方向正对冷冻对象传送带；所述副喷嘴的喷射方向与主喷嘴的喷射方向具有夹角；夹角范围为30°～45°。

3.如权利要求1所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述二氧化碳冷却循环***包括：二氧化碳气液分离器、第二压缩机、换热器、余热回收利用***、二氧化碳储液器和节流阀；其中，所述二氧化碳气液分离器通过管道连接至第二压缩机；所述第二压缩机通过管道连接至换热器；所述换热器连接余热回收利用***；换热器通过管道连接至二氧化碳储液器；所述二氧化碳储液器通过管道连接至节流阀；节流阀通过管道连接至二氧化碳气液分离器；所述二氧化碳气液分离器通过管道连接至第一输液泵，第一输液泵通过管道连接至主喷嘴，并设置主喷嘴调节阀；连接主喷嘴的管道连接回二氧化碳气液分离器，并在管道上设置压力传感器；所述二氧化碳储液器通过管道连接至第二输液泵，第二输液泵通过管道连接至副喷嘴，并设置副喷嘴调节阀；二氧化碳由二氧化碳补气罐输送至二氧化碳气液分离器，通过重力沉降的形式将二氧化碳液体和二氧化碳气体分离；二氧化碳气体从位于二氧化碳气液分离器顶部的管道输送至第二压缩机，将饱和态的二氧化碳气体压缩至过热态，输送至换热器；换热器吸收二氧化碳气体中的热量，转变成二氧化碳液体，并将热量传输至余热回收利用***；二氧化碳液体传输至二氧化碳储液器；二氧化碳储液器中的二氧化碳液体的温度高于二氧化碳气液分离器中的二氧化碳液体的温度；二氧化碳储液器通过第二输液泵输送至副喷嘴喷淋；二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过节流阀降压节流，对二氧化碳液体冷却降压后传输至二氧化碳气液分离器，以增强喷淋液的制冷能力；二氧化碳气液分离器中的二氧化碳液体作为喷淋液通过第一输液泵输送至主喷嘴喷淋。

4.如权利要求1所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述传送带采用U形传送带；传送带包括两条互相平行的沿横向的主传送带，以及连接二者的垂直传送带，主传送带与垂直传送带连接为一个整体，主传送带与垂直传送带长度比为3：1～5：1。

5.如权利要求4所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，还包括布风隔板、引风机和引风隔板；在传送带上均匀设置多个布风隔板，布风隔板的方向垂直于主传送带的运输方向；在两条主传送带之间均匀设置多个引风机，在相邻的引风机之间设置引风隔板，引风隔板平行于布风隔板。

6.如权利要求5所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述引风隔板和布风隔板采用塑料、木板、玻璃纤维中的一种。

7.如权利要求1所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述冷冻腔室墙体的外部采用防护材料，内部采用保温材料。

8.如权利要求1所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***，其特征在于，所述乏气回收装置包括抽风机、集风口和抽风机后调节阀；其中，抽风机和集风口位于冷冻腔室内，抽风机的吸风口与单流体组合式喷嘴相对位于冷冻腔室的另一侧；抽风机的排风口正对集风口；集风口通过管道连接至第一压缩机；在连接集风口的管道上设置抽风机后调节阀；抽风机抽吸膨胀汽化后的二氧化碳气体，通过集风口收集输送至第一压缩机。

9.一种如权利要求1所述的循环式二氧化碳喷淋速冻***的冷冻方法，其特征在于，所述冷冻方法包括以下步骤：

1)将冷冻对象在传送带入口处均匀排放，关闭传送带出口和入口，同时关闭主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀；

2)在冷冻对象制冷前，打开调压阀，同时二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳，通过控制第二输液泵将二氧化碳储液器中的二氧化碳液体输送至副喷嘴，副喷嘴喷出二氧化碳液滴，排出冷冻腔室内的空气，并使冷冻腔室内达到冷冻时所需要的压力和温度，关闭调压阀；

3)冷冻时，电子膨胀阀通过压力传感器的反馈信号控制补气量，二氧化碳补气罐向二氧化碳冷却循环***输送二氧化碳；二氧化碳冷却循环***对二氧化碳工质形成闭合制冷回路；二氧化碳冷却循环***中二氧化碳气液分离器的二氧化碳液体通过第一输液泵传输至主喷嘴，通过喷淋产生大量含有小尺寸液滴的射流来实现冷冻效果；同时，二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过第二输液泵传输至副喷嘴，以周期性脉动射流的方式进行喷淋，与主喷嘴的来流进行混合，使喷淋液覆盖均匀；

4)启动传送带及引风机，开始进行冷冻腔室内喷淋速冻；引风隔板配合传送带上的布风隔板与引风机，将单流体组合式喷嘴的来流进行整合，形成横向均匀，纵向顺温度梯度的二氧化碳流场，同时传送带为U形，利用上述流畅性质形成对冷冻对象先预冷、再冻结的冷冻模式，充分利用冷冻腔室中二氧化碳的制冷能力；

5)乏气回收装置抽吸制冷后膨胀汽化的二氧化碳气体，通过第一压缩机重新压缩冷却，输送回二氧化碳冷却循环***，从而实现循环喷淋；

6)喷淋冷冻完成后，停止循环式二氧化碳喷淋速冻***，关闭主喷嘴调节阀和副喷嘴调节阀，停止乏气回收装置、引风机及传送带，打开调压阀，排出冷冻腔室内的剩余二氧化碳；

7)待冷冻腔室内压力至常压后，打开传送带出口，取出冻结后的冷冻对象。

10.如权利要求9所述的冷冻方法，其特征在于，在步骤3)中，二氧化碳冷却循环***对二氧化碳工质形成闭合制冷回路，包括以下步骤：

a)二氧化碳由二氧化碳补气罐输送至二氧化碳气液分离器，通过重力沉降的形式将二氧化碳液体和二氧化碳气体分离；

b)二氧化碳气体从位于二氧化碳气液分离器顶部的管道输送至第二压缩机，将饱和态的二氧化碳气体压缩至过热态，输送至换热器；

c)换热器吸收二氧化碳气体中的热量，转变成二氧化碳液体，并将热量传输至余热回收利用***；二氧化碳液体传输至二氧化碳储液器；

d)二氧化碳储液器中的二氧化碳液体通过节流阀降压节流，对二氧化碳液体冷却降压后传输至二氧化碳气液分离器，以增强喷淋液的制冷能力。

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