I 1888 oppdaget han en metode for å produsere kondensert melk uten bruk av sukker, og ble i 1890 ansatt som bestyrer ved den da nyoppførte Kapp Melkefabrikk på Toten. Han konstruerte selv delene som var nødvendig for produksjonen, og er kreditert for å være grunnleggeren av industriell melkebevaring i Norge. Produktet kalles fortsatt , og ble patentert og introdusert av Olsen i 1891. Fabrikken på Kapp ble tatt over av det sveitsiske selskapet Henri Nestlé i 1897, mens Olsen fortsatte som både teknisk og vitenskapelig direktør ved Kapp og samtidig som sjefsbakteriolog for alle Nestlés fabrikker verden over frem til han gikk av som pensjon i 1925.