Una vez que la caña de azúcar es transportada al ingenio, debe ser pesada y examinada para confirmar cuánta caña se ha entregado y para determinar el contenido de TRS (Total de azúcar recuperable) de la caña. El contenido de TRS califica la calidad de la caña, por lo que tiene un impacto directo en el precio pagado por ella, y en la cantidad por la que será vendida. Una vez que la caña ha sido clasificada, se lava para eliminar cualquier impureza antes de ser procesada. La limpieza de la caña puede hacerse en húmedo o en seco. La limpieza en seco es el método preferido ya que es más respetuoso con el medio ambiente y no afecta al contenido de TRS.
Una vez que la caña ha sido secada, es picada antes de ser aplastada en grandes molinos de rodillos. Este proceso elimina el jugo de la caña de azúcar. El jugo es el valioso extracto, ya que se utiliza para la producción de azúcar y etanol. Los residuos de la caña de azúcar, que se conocen como "bagazo", se utilizan como combustible para generar electricidad en la planta de energía.
El jugo de caña de azúcar se envía entonces para su clarificación. El jugo es tratado para la eliminación de precipitados por medio de la coagulación y la sedimentación. El proceso elimina la arena, la arcilla y otras sustancias del jugo. Casi el 90% del peso de la caña de azúcar es jugo, que contiene hasta 17% de sacarosa (azúcar común) y pequeñas cantidades de dextrosa y fructosa. El jugo pasa por un proceso de ebullición, donde se elimina la humedad. Durante el proceso de ebullición y evaporación, se elimina alrededor del 75% del agua, lo que da como resultado un concentrado de jarabe más espeso. El jarabe se cocina para que se produzca la cristalización y la recuperación de la sacarosa.
El jarabe se coloca en grandes vasos donde se rota lentamente, permitiendo que se enfríe de manera uniforme. Luego se realiza la siembra, donde se añaden pequeños cristales de semillas al jarabe para catalizar el proceso de cristalización. La melaza se separa de los cristales, y el líquido está listo para la siguiente etapa. Para completar el proceso, se centrifuga. Durante este proceso el jarabe cristalizado se separa del azúcar y se seca poniéndolo en las centrifugadoras. Esto produce azúcar crudo separando los cristales de azúcar de la melaza circundante. Por cada 100 toneladas de caña que se procesa, se producen unas 12 toneladas de azúcar VHP (Very High Polarity) y 4 toneladas de melaza. La cantidad de melaza, que es la solución sobrante del procesamiento del azúcar, que se deja en los cristales o se vuelve a añadir a los cristales de azúcar determina qué tipo de azúcar se produce. Además del azúcar granulado blanco, hay azúcares marrones claros y oscuros que tienen un mayor contenido de melaza y a menudo se producen para usos especiales. Típicamente en esta etapa, el azúcar no es de grado alimenticio. Una vez que el azúcar se ha producido, está listo para salir del molino para ir a una refinería de azúcar para su posterior purificación, o a una terminal o puerto, para ser entregado directamente a un cliente industrial para su uso en su forma cruda.