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本科毕设论文-—年产6000吨茶饮料食品工厂工艺设计

年产6000吨茶饮料食品工厂工艺设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：日期：

指导教师签名：日期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

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四川理工学院

毕业设计任务书

设计（论文）题目：年产6000吨茶饮料食品工厂工艺设计

学院：生物工程专业：食品科学与工程班级：2007.2学号： 07041020204 接受任务时间 2011年3月17日

教研室主任（签名）二级学院院长（签名）

1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求

主要内容:在工艺和设备论证的基础上,对设备和工艺合理选择,进行车间布置和全厂总平面的布置,对车间和全厂建筑提出工艺要求。

基本要求:结合实际生产,选择较合理的工艺和较先进的设备,车间和全厂布置符合GMP、SSOP和HACCP等体系相关要求。

图纸要求:工艺流程图1张、主要车间平面布置图1张、主要车间剖面图1张、全厂总平面图1张。

2．指定查阅的主要参考文献及说明

《食品工厂设计》、食品工厂机械与设备》、《机械制图》、《食品常用数据手册》. 3．进度安排

设计（论文）各阶段名称起止日期

1 确定题目2011.3.25-3.28

2 进行文献查阅和实践材料收集，完成开题报

告、任务书

2011.4.12-4.16

3 到一茶饮料工厂实地考察2011.4.16-5.1

4 撰写设计书，绘出相关CAD图四张2011.5.1-6.5.

5 指导老师审阅2011.6.5-6.10

6 完成答辩准备及答辩2011.6.10-6.15 注：本表在学生接受任务时下达

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摘要

本设计年产6000吨茶饮料工厂设计，根据产品、产量和工艺的要求，通过查阅大量的相关资料和工厂的考察实习，逐步完成本设计工作。主要包括以下方面：阐明茶饮料独特的加工工艺并论证，制定出产品方案，选用国内最先进的生产设备，打造技术一流的生产线。对生产车间及辅助部门进行布置，并确定厂址选择和全厂布局。编制企业组织结构，规范茶饮料工厂卫生，同时引入HACCP质量控制体系，做出危害分析并确定6个关键控制点。进行物料衡算及水、电、汽估算。利用Auto CAD软件绘制四张茶饮料工厂相关图纸。

关键词：茶饮料，工厂设计，加工工艺，车间布置，关键控制点

ABSTRACT

This Tea Drinks Factory with 6,000 tons output is made through massive related documents and factory internship and inspection this under the requirements of products, output, and process, contributing to the completion of this design. The design can be devided into these parts:

The specific process is illustrated and demonstrated, set for tea drinks manufacture. Products schemes are worked out. Advanced manufacturing equipment are chosen, top manufacturing process are created. Workshops and subsidiaries are distributed, factory site and factory distribution are assured. Corporation structure is made, factory sanitation is standardized, HACCP quality system is recommended , Hazard Analysis is made and 6 key controlling points are made.Materials calculation is made, including water, electricity, and gas.4 related tea drinks blueprints are made, using Auto CAD software.

Key Words: Tea drinks; factory design; manufacture process; workshop distribution; key controlling points

第一章绪论...................................................................................................................................... - 1 -

1.1 概述............................................................................................................................................. - 1 -

1.1.1茶饮料的定义................................................................................................................... - 1 -

1.1.2茶饮料的功效................................................................................................................... - 1 -

1.1.3茶饮料中的主要成分....................................................................................................... - 2 -

1.1.4茶饮料的分类................................................................................................................... - 4 -

1.1.5茶饮料行业的现状........................................................................................................... - 4 -

1.1.6茶饮料行业发展趋势....................................................................................................... - 5 -

1.2 设计依据..................................................................................................................................... - 5 -

1.2.1根据计划任务书规定的产品品种、质量、规模进行设计 ........................................... - 6 -

1.2.2合理地选择工艺流程和设备及设计指标 ....................................................................... - 6 -

1.2.3全面解决工厂生产、场外运输和各处物料储备 ........................................................... - 6 -

1.2.4注意考虑工厂建设后生产挖潜的可能和留有工厂发展余地 ....................................... - 6 -

1.2.5合理考虑机械化、自动化装备水平 ............................................................................... - 6 -

1.2.6注意环境保护、减少污染 ............................................................................................... - 7 -

1.2.7方便施工、安装、方便生产、维修 ............................................................................... - 7 -

1.3 设计的范围和内容..................................................................................................................... - 7 -

1.3.1 工艺设计.......................................................................................................................... - 7 -

1.3.2 非工艺设计...................................................................................................................... - 7 -

1.4 可行性分析及厂址选择............................................................................................................. - 8 -

1.4.1厂址选择的原则............................................................................................................... - 8 -

1.4.2厂址选择说明..................................................................................................................- 11 - 第二章茶饮料加工工艺设计.......................................................................................................... - 13 -

2.1 茶饮料产品方案....................................................................................................................... - 13 -

2.2班产量的确定............................................................................................................................ - 14 -

2.3 茶饮料的加工工艺流程及论证............................................................................................... - 16 -

2.3.1茶饮料的工艺流程图..................................................................................................... - 16 -

2.3.2工艺论证及说明............................................................................................................. - 16 -

2.4 物料衡算................................................................................................................................... - 18 -

2.4.1原辅材料的衡算............................................................................................................. - 18 -

2.4.2包装材料的衡算............................................................................................................. - 19 -

2.4.3物料衡算表..................................................................................................................... - 19 -

2.5 产品质量标准........................................................................................................................... - 20 -

2.5.1感官标准......................................................................................................................... - 20 -

2.5.2理化及微生物指标......................................................................................................... - 20 - 第三章茶饮料主要设备选型.......................................................................................................... - 22 -

3.1 主要设备选型的总体原则....................................................................................................... - 22 -

3.1.1工作可靠性原则............................................................................................................. - 22 -

3.1.2与成产能力相匹配的原则 ............................................................................................. - 22 -

3.1.3利于加工设备在生产线上相互配套的原则 ................................................................. - 22 -

3.1.4利于产品改型及扩大生产规模的原则 ......................................................................... - 22 -

3.1.5设备的先进性、经济性原则 ......................................................................................... - 22 -

III

3.2 主要设备选型........................................................................................................................... - 23 -

3.2.1水处理系统..................................................................................................................... - 23 -

3.2.2吊篮式萃取系统............................................................................................................. - 23 -

3.2.3调配桶............................................................................................................................. - 24 -

3.2.4高速搅拌桶..................................................................................................................... - 24 -

3.2.5UHT杀菌机..................................................................................................................... - 24 -

3.2.6吹瓶机............................................................................................................................. - 25 -

3.2.7冲灌封三联机................................................................................................................. - 25 -

3.2.8倒瓶杀菌机..................................................................................................................... - 26 -

3.2.9隧道冷却机..................................................................................................................... - 26 -

3.2.10热收缩膜套标机........................................................................................................... - 27 -

3.2.11装箱机........................................................................................................................... - 27 -

3.2.12自动CIP清洗系统....................................................................................................... - 28 -

3.2.13其他设备（图略）....................................................................................................... - 28 - 第四章茶饮料生产车间设计............................................................................................................ - 31 -

4.1 水、电、汽衡算....................................................................................................................... - 31 -

4.1.1用水量的估算................................................................................................................. - 31 -

4.1.2用电量的估算................................................................................................................. - 32 -

4.1.3用汽量的估算................................................................................................................. - 32 -

4.2 生产车间设计原则................................................................................................................... - 32 -

4.3车间布置设计的内容和方法.................................................................................................... - 33 -

4.4车间布置设计的有关技术和参数 ............................................................................................ - 34 -

4.5 车间建筑特点........................................................................................................................... - 35 -

4.5.1车间面积分布................................................................................................................. - 35 -

4.5.2建筑结构......................................................................................................................... - 35 - 第五章辅助部门设计........................................................................................................................ - 38 -

5.1 原料仓库................................................................................................................................... - 38 -

5.2 辅料间....................................................................................................................................... - 38 -

5.3 包材仓库................................................................................................................................... - 39 -

5.4 成品仓库................................................................................................................................... - 39 -

5.5 品保中心................................................................................................................................... - 39 -

5.6 机修房....................................................................................................................................... - 40 -

5.7 配电室....................................................................................................................................... - 40 -

5.8 污水处理站............................................................................................................................... - 40 -

5.9 锅炉房和煤堆场....................................................................................................................... - 40 -

5.10 全厂生活设施......................................................................................................................... - 41 -

5.10.1行政楼........................................................................................................................... - 41 -

5.10.2厂务楼........................................................................................................................... - 41 -

5.10.2宿舍楼........................................................................................................................... - 41 -

5.10.3食堂............................................................................................................................... - 41 -

5.10.4活动中心....................................................................................................................... - 41 -

5.10.5停车场........................................................................................................................... - 42 -

5.10.6厕所............................................................................................................................... - 42 -

5.10.7运动场........................................................................................................................... - 42 -

第六章全厂总平面设计.................................................................................................................... - 43 -

6.1 总平面设计的原则和要求....................................................................................................... - 43 -

6.2 总平面设计说明....................................................................................................................... - 44 -

6.3 全厂各建筑面积....................................................................................................................... - 45 - 第七章企业组织结构........................................................................................................................ - 46 -

7.1 组织结构................................................................................................................................... - 46 -

7.2 人员编制................................................................................................................................... - 46 -

7.3 人力资源规划........................................................................................................................... - 46 -

7.3.1制定人力资源规划......................................................................................................... - 47 -

7.3.2人力资源规划要实现的目标 ......................................................................................... - 47 -

7.4 人员培训................................................................................................................................... - 48 -

7.4.1培训目的......................................................................................................................... - 48 -

7.4.2培训计划......................................................................................................................... - 48 -

7.4.3培训实施......................................................................................................................... - 48 -

7.4.4培训考核......................................................................................................................... - 49 - 第八章茶饮料工厂卫生.................................................................................................................... - 50 -

8.1 公共区域的卫生....................................................................................................................... - 50 -

8.2 生产车间及设施的卫生........................................................................................................... - 50 -

8.3 包装、贮存、运输的卫生....................................................................................................... - 50 -

8.3.1包装卫生控制................................................................................................................. - 51 -

8.3.2贮存过程的卫生............................................................................................................. - 51 -

8.3.3运输卫生要求................................................................................................................. - 51 -

8.4 个人卫生................................................................................................................................... - 51 -

8.5 防止交叉污染卫生标准........................................................................................................... - 52 -

8.6 常用卫生消毒方法................................................................................................................... - 52 - 第九章结论.................................................................................................................................... - 53 -

9.1 本设计的技术先进性与经济合理性 ....................................................................................... - 53 -

9.2 本设计存在的主要问题........................................................................................................... - 53 - 参考文献.................................................................................................................................................. - 54 - 致谢辞...................................................................................................................................................... - 55 -

第一章绪论

1.1 概述

1.1.1茶饮料的定义

茶饮料是指用水浸泡茶叶，经抽提、过滤、澄清等工艺制成的茶汤或在茶汤中加入水、糖液、酸味剂、食用香精、果汁或植（谷）物抽提液等调制加工而成的制品。茶饮料是指以茶叶的萃取液、茶粉、浓缩液为主要原料加工而成的饮料，具有茶叶的独特风味，含有天然茶多酚、咖啡碱等茶叶有效成分，兼有营养、保健功效，是清凉解渴的多功能饮料。

1.1.2茶饮料的功效

世界卫生组织调查了许多国家的饮料优劣情况，最终认为：茶为中老年人的最佳饮料。据科学测定，茶叶含有蛋白质、脂肪、10多种维生素，还有茶多酚、咖啡碱、和脂多糖等近300种成分，具有调节生理功能，发挥多方面的保健和药理作用。

由于茶具有防止人体内固醇升高，有防治心肌梗塞的作用，茶多酚还能清除机体过量的自由基，抑制和杀死病原菌。此外，一般茶还有提神、消除疲劳、抗菌等作用。敦煌罗布麻茶有安神、提高免疫，活化血液，延年益寿的功效，这对健康人体来说是需要的。茶饮料还可以净化水质，减少放射性物质对人体的伤害。因此，在当前自然环境污染严重的情况下，特别是在城市居住的人们，更应经常喝点茶。

饮茶的好处很多，概括起来有14条：

（1）一般茶能使人精神振奋，增强思维和记忆能力。罗布麻茶则可以安神，松弛神经和提高免疫。

（2）茶能消除疲劳，促进新陈代谢，并有维持心脏、血管、胃肠等正常机能的作用；罗布麻茶可以强心抗郁、通便利尿。

（3）饮茶对预防龋齿有很大好处。据英国的一次调查表明，儿童经常饮茶龋齿可减少60%。

（4）茶叶含有不少对人体有益的微量元素，罗布麻茶的微量元素补充正好就是预防人体缺钙和缺素症。

（5）茶叶有抑制恶性肿瘤的作用，饮茶能明显地抑制癌细胞的生长。

（6）饮茶能抑制细胞衰老，使人延年益寿。茶叶的抗老化作用是维生素 E 的18倍以上。

（7）饮茶有延缓和防止血管内膜脂质斑块形成，防止动脉硬化、高血压和脑血栓。

（8）饮茶能兴奋中枢神经，增强运动能力，罗布麻茶可以安神助眠。

（9）饮茶有良好的减肥和美容效果，特别是乌龙茶对此效果尤为明显。

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（10）饮茶可以预防老年性白内障。

（11）茶叶所含鞣酸能杀灭多种细菌，故能防治口腔炎、咽喉炎，以及夏季易发生的肠炎、痢疾等。

（12）饮茶能保护人的造血机能。茶叶中含有防辐射物质，边看电视边喝茶，能减少电视辐射的危害，并能保护视力。

（13）饮茶能维持血液的正常酸碱平衡。茶叶含咖啡碱、茶碱、可可碱、黄嘌呤等生物碱物质，是一种优良的碱性饮料。茶水能在提内迅速被吸收和氧化，产生浓度较高的碱性代谢产物，从而能及时中和血液中的酸性代谢产物。

（14）防暑降温。饮热茶9分钟后，皮肤温度下降1-2摄氏度，使人感到凉爽和干燥，而饮冷饮后皮肤温度下降不明显，尤其罗布麻茶可以清凉泻火，固气润肺。

（15）解酒护肝。罗布麻茶的功效尤其明显。

1.1.3茶饮料中的主要成分

1.1.3.1茶多酚

茶多酚又名单宁、茶鞣质，是茶叶中多酚类物质及其衍生物的总称，其含量占茶汤中可溶性固形物总量的60%左右。茶叶中茶多酚主要包括儿茶素、黄酮醇、花色素、酚酸类等物质，其中儿茶素的含量最高，占茶多酚总量的70%左右。现已鉴定出十几种儿茶素，其中含量较高的为表儿茶素（EC）、表没食子儿茶素（EGC）、表儿茶素没食子酸酯（ECG）、表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）这四种物质。茶多酚含有较多的酚羟基，自身易于被氧化。如儿茶素本身是一种无色物质，但在pH<4或pH>8时极易氧化变红和变褐。茶多酚具有收敛作用和涩味，使茶产生涩味和苦味，它易溶于热水，能使蛋白质、生物碱沉淀形成不溶性物质。另外，茶多酚还有很强的还原性，在空气中易被氧化，氧化缩合的产物为无味的红色或棕色物质。同时，茶多酚还具有止渴、解毒、杀菌的作用，能增强人体微血管壁的抵抗能力，增强抗坏血酸的累积和同化，即具有与维生素P相同的重要生理功能。

1.1.3.2碳水化合物

茶叶中碳水化合物的含量为20%～30%，包括茶多糖（约含1%，在热水中溶解性大，易分解）、小分子的糖类（赋予茶汤甜味）、淀粉（对茶汤的品质没有贡献，但会引起茶汤的浑浊）、果胶（可溶性果胶物质约占2%，可引起茶汤沉淀）等。由于被热水浸提出来的碳水化合物的量不到5%，因此茶饮料也被视为低能量的饮品。

1.1.3.3生物碱

茶叶中的生物碱主要是咖啡碱、可可碱、茶叶碱。其中咖啡碱的含量最高，占茶叶

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第一章绪论

干重的2%～5%，在热浸提起过程中约有80%溶出。咖啡碱占茶汤中可溶性固形物总量的1%左右，其味微苦，无色、无臭也不香，除了构成茶叶爽快的苦味外，其含量对茶叶的色泽、香气没有直接影响。但是咖啡碱能刺激大脑中枢神经，使之产生兴奋消倦的作用。

1.1.3.4蛋白质和氨基酸

蛋白质和氨基酸都是茶叶中的含氮物质。茶叶中蛋白质的含量一般在20%以上，其中溶于水的蛋白质仅有3%～5% 。由于蛋白质很少溶于茶汤内，与茶的营养价值关系不大，但茶叶中的蛋白质与红茶发酵的关系密切，蛋白质可以降低茶的苦涩味。

茶叶中氨基酸多达28种，含有人体必需的各种氨基酸。在各种氨基酸中茶氨酸含量最高，约占氨基酸总量的38%～60%，其次是精氨酸，天门冬氨酸和谷氨酸。茶的鲜爽甘甜来自氨基酸，茶叶中的氨基酸含量为1%～5%，占茶汤中可溶性固形物总量的10%左右，绿茶中的含量明显高于红茶，嫩梢中的氨基酸含量最高，一次茶（春茶）中的氨基酸比二、三次茶高，老叶中的氨基酸低于嫩梢的。总之，等级高的茶叶氨基酸含量也高。

当绿茶中茶多酚和氨基酸含量都高，且茶多酚/氨基酸比值较小时，绿茶茶汤滋味鲜爽、回味甘甜。另外，绿茶中的氨基酸对茶汤的浊度没有显著的影响，仅有4.59%的氨基酸参与形成沉淀，因此，可以通过添加外源氨基酸来改善绿茶饮料的品质。

1.1.3.5维生素

茶叶中特别是绿茶中富含各种维生素，这是饮茶养身的一个原因。茶中主要有维生素A、B、C和P，其中VC含量较高，见表1-1。在制茶过程中，VC损失较大，绿茶中的VC较稳定，在95℃，2h干热中，VC损失只有17%～24%。茶叶中的V A是脂溶性的，在泡茶时进入茶汤的量不多，但可以随茶叶中的芳香油进入茶汤。

表1-1 茶叶中维生素及其含量 /mg·（100g）-1品种维生素C 维生素维生素烟酸叶酸泛酸生物素肌醇绿茶100～500 0.134 1.050 6.2 0.043 0.93 0.05

红茶18～40 0.135 1.266 7.5 0.076 1.26 0.083 1.0

1.1.3.6其它

茶叶中的矿物质多达27种，含量在200mg/100g以上的有磷、钾、硫；含量在（50～200）mg/100g的有镁、锰、氟、铝、钙、钠；含量在（0.5～50）mg/100g的有铁、砷、铜、镍、硅、锌、硼；而硒等矿物质含量低于0.5mg/100g。茶叶中的矿物质在泡茶过程

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中浸出率各不相同，钾等矿物质几乎全部溶出，铜、氟、锌、镁等大部分溶出，而硒、钙、磷、钠、铝、铁等仅有5%～30%可以溶出，为人类所利用。

1.1.4茶饮料的分类

茶饮料按其原辅料不同分为茶汤饮料和调味茶饮料，茶汤饮料又分为浓茶型和淡茶型，调味茶饮料还可分为果味茶饮料、果汁茶饮料、碳酸茶饮料、奶味茶饮料及其它茶饮料。

按我国软饮料的分类国家标准和有关规定，茶汤饮料是指以茶叶的水提取液或其浓缩液、速溶茶粉为原料，经加工制成的，保持原茶类应有风味的茶饮料；果汁茶饮料是指在茶汤中加入水、原果汁(或浓缩果汁)、糖液、酸味剂等调制而成的制品，成品中原果汁含量不低于5.0%；果味茶饮料是指在茶汤中加入水、食用香精、糖液、酸味剂等调制而成的制品；碳酸茶饮料是指在茶汤中加入水、糖液等经调味后充入二氧化碳的制品；奶味茶饮料是指在茶汤中水、鲜乳或乳制品、糖液等调制而成的茶饮料。

消费者在选购茶饮料时最好到正规渠道购买知名品牌的产品，选择有QS标志的产品。注意产品的标签标识，茶饮料的标签应标明产品名称、产品类型、净含量、配料表、制造者(或经销者)的名称和地址、产品标准号、生产日期、保质期。花茶应标明茶坯类型；淡茶型应标明“淡茶型”；果汁茶饮料应标明果汁含量；奶味茶饮料应标明蛋白质含量。

1.1.5茶饮料行业的现状

近年来，我国软饮料市场结构发生了明显的变化，一向占据龙头地位的碳酸饮料，其市场份额继续锐减，而以茶饮料为代表的无糖饮品迅速崛起，成为新的饮料市场“新宠”。在国外，茶饮料是20世纪90年代欧美国家发展最快的饮料。在国际上被称为“新生代饮料”，被认为符合现代人崇尚天然、绿色的消费追求。中国茶饮料市场自1993年起步，2001年开始进入快速发展期。2007年中国茶饮料市场销量达998亿箱，其中绿茶饮料占据42%的市场；红茶饮料的份额高达47%。中国茶饮料消费市场几乎以每年30%的速度增长，占中国饮料消费市场份额的20%，超过了果汁饮料，大有赶超碳酸饮料之势。目前国内茶饮料市场品牌集中化较为明显，茶饮料是典型的双寡头垄断。康师傅一家的份额就已经接近50%，加上统一，两者合计占领份额在一、二线城市接近80%。销售排名前十位的茶饮料品牌的市场份额超过96％。其中，康师傅、统一、麒麟、王老吉、三得利等都是市场上比较强势的品牌。正是看好茶饮料的未来发展前景，近年来很多国际知名的饮料跨国企业和大品牌大举进军我国茶饮料市场：日本三大饮料巨头：朝日、三得利、麒麟先后在中国建立合资企业，使茶饮料行业的竞争陡然加剧。日资饮

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第一章绪论

料企业由于有更先进的技术和经验，在茶饮料市场的争夺上很有优势。

以碳酸饮料为本的可口可乐，随着市场的需求变化也转身茶饮料市场，打出的原叶系列茶饮料，有着资金、渠道和传播上的巨大优势，2008年以成龙父子形象做广告的“原叶”系列，市场上几乎在很短时间里就提升了几倍销量，今夏原叶的新版广告继续大面积、高频率地覆盖，巩固了其销售地位。本土的饮料巨头也没有忽略茶饮料市场，娃哈哈的龙井茶、达利的青梅绿茶、今麦郎的冰茶系列，都有一定的市场占有率，娃哈哈“啤儿茶爽”的广告引领了新一轮的销售热潮，很多消费者都学会了广告里那句话：“不喝你out啦！”目前的茶饮料市场，新品、名品层出不穷，令人目不暇接，“娃哈哈”龙井茶、冰红茶、啤儿茶爽，“康师傅”铁观音、乌龙茗茶等等。从发展看，茶饮料市场格局未来是最不明朗的，但可以肯定，双寡头的品牌垄断格局必然会被打破，康师傅和统一的市场份额会逐步下降到一个比较合理的局面。

1.1.6茶饮料行业发展趋势

茶饮料市场集中度越来越高，在强强联手、垄断加速的趋势下，中小型饮料企业如果没有自己的品牌个性、稳定的根据地市场，今后的发展道路会更曲折。而且相对垄断的形成是一种必然的趋势。中国人口多、市场大、区域之间的差异明显，不少企业一旦出现由于错误的企业战略管理和市场运作，错失市场机会的情况，在强手如林，竞争态势升级的市场环境下就会被淘汰出局。

1.2 设计依据

本设计是根据四川理工学院生物工程学院食品科学与工程教研室下达的毕业设计任务书进行设计的，设计课题为《年产6000吨茶饮料工厂设计》。

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