Sản phẩm sữa thanh trùng được ưa chuộng trên toàn thế giới, và nhiều người cần loại thực phẩm này mỗi ngày. Nhóm sản phẩm này bao gồm sữa nguyên kem, sữa tách kem, sữa tiêu chuẩn hóa và các loại kem khác nhau. Các sản phẩm sữa lên men cũng thuộc nhóm này, được sản xuất từ các chủng vi khuẩn đặc biệt. Quy trình sản xuất sản phẩm sữa thanh trùng có thể được tự động hóa hoàn toàn bằng máy móc, và dây chuyền chế biến sữa thanh trùng có thể sản xuất số lượng lớn sản phẩm sữa thanh trùng, qua đó đáp ứng nhu cầu rộng lớn của người tiêu dùng trên toàn thế giới đối với sản phẩm này.

Ở hầu hết các quốc gia, làm trong, thanh trùng và làm lạnh là những công đoạn bắt buộc trong quá trình chế biến sữa tiêu dùng. Ở nhiều quốc gia, chất béo thường được đồng hóa, trong khi ở các quốc gia khác, công đoạn đồng hóa bị lược bỏ vì một “vạch kem” đẹp được xem là bằng chứng của chất lượng. Trong một số trường hợp, khử khí sẽ được thực hiện khi hàm lượng khí trong sữa cao và sản phẩm có các chất mùi dễ bay hơi mạnh. Ví dụ, điều này xảy ra khi thức ăn cho bò có chứa hành tây.

Để đảm bảo chất lượng sữa, Hội đồng Liên minh Châu Âu đã ban hành các tiêu chuẩn vi sinh cho thương mại sữa trong Cộng đồng Châu Âu nhằm bảo vệ sức khỏe con người và động vật.

Quy trình điển hình của thiết bị thanh trùng sữa trên thị trường. Sữa đi vào thiết bị qua bồn cân bằng và được bơm tới bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, nơi sữa được gia nhiệt sơ bộ, sau đó tiếp tục đi vào bộ tách để tạo sữa gầy và kem. Điều chỉnh hàm lượng chất béo của kem trong bộ tách đến mức mong muốn và duy trì ở mức đó, bất kể những thay đổi vừa phải về hàm lượng chất béo và lưu lượng sữa đầu vào. Đối với kem đánh bông, hàm lượng chất béo của kem thường được đặt ở mức 35% đến 40%, nhưng cũng có thể đặt ở các mức khác, chẳng hạn để sản xuất bơ hoặc các loại kem khác. Sau khi đồng nhất hóa, hàm lượng chất béo của kem được hệ thống điều khiển giữ ổn định, hệ thống này gồm bộ truyền tín hiệu mật độ, bộ truyền lưu lượng, van điều chỉnh và hệ thống điều khiển của hệ thống tiêu chuẩn hóa.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống sẽ là: sau khi qua thiết bị tiêu chuẩn hóa, dòng kem được chia thành hai nhánh. Một nhánh vận chuyển lượng sữa đủ theo giờ tới máy đồng nhất hóa để sữa thị trường đạt hàm lượng chất béo cuối cùng yêu cầu, nhánh còn lại vận chuyển phần kem dư tới nhà máy chế biến kem. Vì hàm lượng chất béo của kem cần đồng nhất hóa phải tới 18%, kem thông thường phải được “pha loãng” bằng sữa gầy trước khi đồng nhất hóa, ví dụ 40%. Công suất của máy đồng nhất hóa được tính toán kỹ và cố định ở một lưu lượng nhất định.

Trong một số máy đồng nhất hóa, máy còn được nối với đường ống sữa gầy để luôn có đủ sản phẩm cho hoạt động đúng. Bằng cách này, lưu lượng kem tương đối thấp được bù bằng sữa gầy để đạt công suất định mức. Sau khi đồng nhất hóa, trước khi thanh trùng, cuối cùng trộn kem 18% với phần sữa gầy còn lại để đạt 3%. Lúc này sữa có hàm lượng chất béo tiêu chuẩn được bơm tới đoạn gia nhiệt của bộ trao đổi nhiệt sữa, nơi tiến hành thanh trùng. Thời gian lưu cần thiết được đảm bảo bởi một ống giữ nhiệt riêng. Ghi lại liên tục nhiệt độ thanh trùng.

Bơm tăng áp làm tăng áp suất của sản phẩm đến mức nếu bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bị rò rỉ thì sản phẩm thanh trùng sẽ không bị nhiễm sữa chưa xử lý hoặc môi chất làm lạnh.

Sau khi thanh trùng, sữa tiếp tục đi vào phần làm lạnh của bộ trao đổi nhiệt, nơi nó được hoàn nhiệt và làm nguội bằng sữa chưa xử lý đi vào, sau đó đi vào phần làm lạnh để được làm lạnh bằng nước đá. Tiếp theo, sữa lạnh được bơm tới bồn đệm rồi gửi đến máy chiết rót.

Mục đích của tiêu chuẩn hóa là đảm bảo hàm lượng chất béo nhất định và ổn định cho sữa. Mức này khác nhau rất nhiều giữa các quốc gia. Giá trị phổ biến của sữa ít béo là 1,5%, còn sữa thường là 3%, nhưng hàm lượng chất béo cũng có thể thấp tới 0,1% và 0,5%. Chất béo là một yếu tố kinh tế rất quan trọng. Vì vậy, việc tiêu chuẩn hóa sữa và kem phải được thực hiện hết sức chính xác.

Quy trình thanh trùng có thể khác nhau tùy theo từng quốc gia. Yêu cầu chung của tất cả các nước là xử lý nhiệt phải đảm bảo giảm đáng kể vi sinh vật gây hư hỏng và tiêu diệt mọi mầm bệnh mà không làm hư hại sản phẩm.