牛奶的灭菌（杀菌）过程，主要有两种方法：巴氏灭菌法和超高温灭菌法。
巴氏杀菌奶
超高温灭菌牛奶
前者的通常做法是将原奶加温到摄氏72-80度3-15分钟，这样就能尽可能的杀灭原奶中对人体有害的微生物并能最大限度的保存牛奶的口感和营养价值。
而后者则是使用特殊的设备，将原奶加温到摄氏135-140度，保持1-3秒，彻底消灭原奶中的一切微生物。
不过由于温度越高，对牛奶的口感和蛋白质等营养成分的破坏就越大，因此超高温灭菌奶的口感和营养价值就跟巴氏灭菌的牛奶有差别了。
许多企业的巴氏灭菌法都采用85-90度，甚至更高，以杀灭原奶中的大量微生物群落。这两年还出现了所谓的“超巴”灭菌的工艺，温度高达120度以上，已经和标准的超高温没什么区别了；这两年来超高温灭菌奶越来越多不是例外，因为这种方法由于外包装的先进性常见的超高温灭菌奶（利乐包）只要生产过程不出问题，保质期内变质的倒是较少。
两种方法的异同
巴氏杀菌技术
巴氏杀菌法是微生物学家巴斯德于1863年发明并在全球流行使用至今。巴氏山君比较温和，在杀灭牛奶中的致病菌，保证食品卫生的同时，还保留或接近牛奶原有的特质与风味。
巴氏奶在生产后到消费前整个过程，都需要冷链配送，而且保存期很短，一般只有3~7天，最长不超过16天。
超高温灭菌技术
通常采用超高温（ultrahigh temperature，UHT）灭菌，所以采用这种方法灭菌的乳又称“UHT乳”。市场上商品名纯奶，英国的Anon（1995）所阐述的UHT乳为：乳的热处理应该是一个连续的过程;热处理条件应该不低于135℃，保温时间不少于1s；所有残留的腐败微生物和它们的芽孢应该全部被杀死（商业无菌）。
巴氏杀菌不可能杀死所有细菌，它只能将致病菌的数量降低到对消费者不会造成危害的水平。但是灭菌（Sterilization）能杀死乳中的一切微生物，使产品能在室温下贮存一段时间。
两种方法工艺比较
巴氏杀菌工艺
工艺流程：
原料乳的验收→过滤与净化→标准化→均质→杀菌（62.8～65.6℃）→冷却→灌装→封盖→装箱→冷藏
消毒牛乳的热处理方法有：
低温长时间巴氏杀菌：热处理温度在62.8~65.6
℃之间，杀菌时间不少于30min，这种条件足以杀灭结核杆菌。
高温短时间巴氏杀菌：热处理温度72~75℃/15~40s或者80~85℃/4s，此法虽然仍有残菌，但比上种方法效果强，残存的菌主要是耐热乳酸杆菌和芽孢杆菌，其它耐热菌几乎杀死。
UHT灭菌工艺
工艺流程：
原料乳的验收→过滤与净化→预热（80~85℃）→加热（135~150℃）→冷却（80℃）→均质→最后冷却→无菌包装
UHT乳的热处理方法有：
直接加热法：有两种传热方式，第一种采用蒸汽喷射，高压蒸汽喷入牛乳中，使牛乳升温。第二种将牛乳喷入充满蒸汽的压力容器内，从而使牛乳升温。
间接加热法：采用管式或者板式热交换器进行灭菌，热媒与乳不接触，但必须采取较高压力来防止乳在高温下沸腾。
两种方法的设备
巴氏杀菌工艺
巴氏杀菌机
物料在连续流动的状态下通过套管式热交换器加热至138～150℃，并在这一温度下保持一定的时间以达到商业无菌水平，然后在无菌状态下无菌环境中灌装于无菌包装容器中。
UHT灭菌工艺
UHT灭菌机
UHT超高温瞬时灭菌机原理主要分为直接和间接加热两种，其中直接加热中有蒸汽吹入物料式和物料吹入蒸汽式两种（无锅炉用户也可选用电加热超高温瞬时灭菌机），而间接加热的又分为管式灭菌机和板式灭菌机。国内生产的超高温灭菌机中间接加热的最为常见。
原理：
一般物料由离心泵进入灭菌机中冷热料热交换装置中而得到预热，再经过充满高压的高温桶，物料被迅速加热到杀菌温度并在此前后保持约3秒，其中的微生物及酶类很快被杀灭。物料出高温桶后通过与冷料的热交换获得冷却，一般温度低于65℃。如果下道工序需要提高温度则可通过调节角式截止阀或循环等途径达到要求，反之则通过接入冷却水来降低出料温度。出料通过节流阀控制，此阀能使在维持一定压力下物料的沸点高于最高温度。正常生产时调节此阀，由泵的推动力克服弹簧压力而产生背压控制流量，在清洗灭菌机时则应全部开启。循环贮槽可用来配制酸碱溶液，对盘管内壁积垢进行有效清洗。由于同时采用不锈钢三通旋塞，流量可以得到适当调节。
在生产过程中，一般把刚挤下的奶先放进奶罐，迅速进行冷却，以抑制微生物的繁殖，延长牛奶的抗菌性的持续时间。冷却过的奶，需要及时送到工厂加工处理。即经过滤、净化、冷却、均质、杀菌和包装等工艺，便成为人们日常饮用的消毒牛奶。
杀菌是生产消毒牛奶的一项重要工艺。
