Foi desenvolvida uma modelagem matemática fenomenológica para representar a operação transiente de um pasteurizador a placas composto pelas seções de aquecimento, retenção, regeneração e resfriamento, sujeito a perturbações em malha aberta. A modelagem foi composta por balanços diferenciais de energia e de micro-organismos ou atividade enzimática. O modelo apresentou conjunto de equações diferenciais ordinárias de primeira e segunda ordem, sendo resolvido por diferenças finitas. Como estudo de caso foi avaliada a pasteurização de leite bovino visando a inativação de Coxiella burnetii. Pôde-se analisar os efeitos de perturbações na alimentação de leite ou da utilidade de aquecimento sobre a distribuição de temperatura e de letalidade do produto no estado transiente. A modelagem descreveu de forma coerente a dinâmica do processo, o que permite seu uso para o ajuste de controladores de processo testes de políticas operacionais.