Da bei der Pulverherstellung die Konzentration der gelösten und dispergierten Stoffe in der Milch steigt, muss die Milch eine hohe Stabilität aufweisen. Ansonsten können sich die Proteine destabilisieren und ausfallen. Es darf keine Kontamination mit Metall-Ionen, insbesondere Kupfer, vorhanden sein. Die Keimzahl-Anforderungen sind zu beachten. Die Milch wird in der Reinigungszentrifuge von Schmutzpartikeln befreit, wird gekühlt und anschließend kühl gelagert. Je nach Pulverart wird ein Teil oder alles Milchfett als Rahm abzentrifugiert.
Es folgt eine Hitzebehandlung, die verschiedene Ziele verfolgt:
- Alle pathogenen Bakterien (siehe Pathogenität) inaktivieren und die Keimzahl insgesamt reduzieren
- Inaktivieren der Enzyme, insbesondere der Lipase
Hoch-Kurzzeitverfahren sind zu bevorzugen, da die gewünschten Effekte schonender erreicht werden und dabei vermehrt antioxidative Substanzen gebildet werden. Ebenso ist die Löslichkeit des Pulvers bei Verwendung eines Hoch-Kurzzeitverfahrens besser. Häufig wird auf 88–95 °C während 15–30 Sekunden erhitzt, manchmal mit Temperaturen bis 130 °C.
Anschließend gelangt die Milch in die Eindampfanlage. Unter Vakuum wird Wasser bei Temperaturen von 45–75 °C schonend abgedampft, bis eine Konzentration von 33–35 % bzw. 40–50 % an Milchtrockensubstanz erreicht wird. (Der erste Bereich gilt für anschließende Walzentrocknung, der zweite für anschließende Sprühtrocknung.) In den Eindampfanlagen wird Energie durch mehrfache Nutzung effizient eingesetzt. Die Milch und das entstehende Milchkonzentrat verweilen dank der Dünnfilmtechnik nur sehr kurz in der Anlage bei erhöhter Temperatur.