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Ao chegarem à usina, os veículos passam pela balança, onde são coletados o peso e o número do caminhão. Alguns veículos são sorteados para amostragem no laboratório de sacarose. Após amostragem, os veículos seguem para a descarga de cana.

O objetivo do preparo da cana é promover o rompimento das células para liberação do caldo nelas contido. O sistema de preparo é constituído por três jogos de facas rotativas que preparam a cana para extração de caldo.

Após o preparo, a cana já desfibrada é transportada para a moenda por uma correia transportadora de borracha. A moagem é um processo estritamente volumétrico e consiste em deslocar o caldo contido na cana através do esmagamento das fibras. Um objetivo secundário da moagem, porém importantíssimo, é a produção de um bagaço final em condições de propiciar uma queima rápida nas caldeiras. Ao passar sucessivamente pelos vários ternos da moenda, as fibras têm o seu caldo removido. O artifício de adicionar água ao bagaço é denominado embebição e tem como finalidade diluir o caldo remanescente no bagaço, aumentando a extração de sacarose.

O caldo de cana oriundo do setor de extração passa por um tratamento para remoção de impurezas minerais como a terra, e impurezas vegetais como os bagacilhos. O processo de limpeza do caldo se resume no aquecimento para destruição de parte dos microrganismos e auxiliar na clarificação por decantação e, por fim, o peneiramento do caldo para eliminação de bagacilhos.

É através da fermentação que os açúcares são transformados em álcool. As reações ocorrem em reatores denominados dornas de fermentação, onde se misturam o mosto e a levedura. O tempo de fermentação é em torno de 4 a 10 horas. Ao terminar a fermentação ocorre o processo de centrifugação, que é uma separação de misturas líquido-líquido heterogêneas, utilizando a diferença de densidade dos elementos para promover a separação. O fermento, que será reutilizado na produção após tratamento especial, é separado do vinho em equipamentos rotativos denominados centrífugas separadoras de fermento.

A destilação é um processo de separação de misturas líquido-líquido homogêneas, que utiliza a diferença do ponto de ebulição dos elementos para promover a separação. No caso do etanol, que tem ponto de ebulição inferior ao da mistura aquosa, evapora com mais facilidade, apesar de desprender uma parcela considerável de água. Os equipamentos usados na destilação alcoólica são formados basicamente por duas colunas de destilação conhecidas como colunas A e B para produção do etanol hidratado, e colunas C e P para produção do etanol anidro. Após esse processo, o etanol, tanto anidro quanto hidratado, está pronto para estocagem.

O processo de produção de açúcar inicia-se com a evaporação do caldo, responsável pela remoção de grande parte da água contida no caldo, transformando-o em uma substância denominada xarope. Após deixar os evaporadores, o xarope é enviado a outra etapa de concentração, onde ocorre a formação dos cristais de açúcar em equipamentos como cozedores e tachos, semelhantes às caixas dos evaporadores, que trabalham individualmente sob vácuo. A evaporação da água gera uma mistura de cristais envolvidos em mel (solução açucarada), conhecida como massa cozida. Após essa etapa, a massa cozida é descarregada nos cristalizadores para resfriamento lento e aumento da cristalização. Posteriormente, a massa segue para a centrifugação e é descarregada nas centrífugas. A centrifugação separa o mel dos cristais, que, após este processo, segue para o secador. Ao deixar o secador, com temperatura entre 35°C e 40°C e umidade na faixa de 0,10% a 0,15%, o açúcar está pronto para ser estocado.

A energia elétrica é responsável pelo acionamento de todo bombeamento de líquidos, esteiras transportadoras, ventiladores, exaustores, agitadores, pontes rolantes, além de funções básicas como iluminação, aquecimento, resfriamento e alimentação de equipamentos laboratoriais. O setor sucroalcooleiro utiliza o sistema termoelétrico, que usa a pressão e vazão do vapor produzido em caldeiras para acionar grupos Turbo-Geradores. Esses geradores elétricos são equipamentos rotativos que transformam a energia mecânica da rotação em energia elétrica, podendo ser acionados por motores a explosão ou a diesel, turbinas hidráulicas ou a vapor, como no caso de usinas. O sistema de geração de energia térmica e mecânica de uma mesma fonte, o bagaço de cana, conhecido como Cogeração, proporciona rendimento energético nas usinas e destilarias entre 90 e 95%. Isso é obtido produzindo, nas caldeiras, vapor de alta pressão (67 KGF/cm²), denominado de vapor de alta, que é então injetado e reduzido nas turbinas para a pressão de processo (1,5 KGF/cm²), gerando com essa variação o trabalho necessário para a produção de energia elétrica. O vapor de baixa pressão (1,5 KGF/cm²), que sai das turbinas e é conhecido como vapor de escape ou vapor de processo, é usado para a produção de açúcar e álcool.

O sistema de geração de vapor é constituído basicamente por caldeira, separadores de fuligem, tratamento de água para a caldeira, bombeamento de água, esteiras transportadoras de bagaço e rede de distribuição de vapor. As caldeiras utilizam o bagaço de cana como combustível, sendo formadas por um queimador denominado fornalha e por um recuperador de calor composto por um feixe tubular aletado. O bagaço oriundo da moagem é conduzido pelas esteiras transportadoras e distribuído na parte superior da fornalha, que se encontra em alta temperatura, através de um sistema pneumático de distribuição de bagaço. O oxigênio (comburente) vem do ar introduzido na parte inferior da fornalha, através de uma grelha, por um ventilador de grande potência, denominado ventilador de ar forçado. A combustão ocorre em suspensão. O vapor produzido na caldeira é distribuído para os pontos de consumo por uma rede de tubulação termicamente isolada. As turbinas destinadas aos acionamentos mecânicos são utilizadas no preparo da matéria-prima e na extração do caldo de cana realizado pelas moendas, além do acionamento de turbo-geradores.