杀菌机工作过程：水温和奶温设置好后，水温超过设置温度循环水泵循环杀菌层进冷水降低温度，牛奶杀菌机时水温过低循环水泵进热水，提高水温，使水温始终保持在设定温度。奶罐上方有搅拌装置，通过搅拌装置搅拌奶使奶受热均匀。
在一定温度范围内，温度越低，细菌繁殖越慢；温度越高，繁殖越快。但温度太高，细菌就会死亡。不同的细菌有不同的最适生长温度和耐热、耐冷能力。巴氏杀菌其实就是利用病原体不是很耐热的特点，用适当的温度和保温时间处理，将其全部消灭。但经巴氏杀菌后，仍保存小部分无害或有益、较耐热的细菌或细菌芽孢，因此巴氏杀菌牛奶要在4℃左右的温度下保存，且只能保存3-10天，极限16天。
目前国际上通用的巴氏杀菌法主要有两种：一种是将牛奶加热到62-65℃，保持30分钟。这种方法目前在广东较少使用。采用这一方法，可消灭牛奶中各种生长型致病菌，杀菌效率可达97.3%-99.9%，经杀菌后残留的只是部分嗜热菌及耐热性菌以及芽孢等，但这些细菌占多数的是乳酸菌，乳酸菌不但对人无害反而有益健康。第二种方法将牛奶加热到75-90℃，保温15-16秒，其杀菌时间更短，工作效率更高。但杀菌的基本原则是，能将病原菌消灭即可，温度太高反而会有较多的营养损失。注意，巴氏杀菌法并不能消灭结核杆菌。
