La présente invention concerne un procédé de production de sucre de canne, qui consiste à: a) broyer et macérer de la canne à sucre ou des morceaux de canne à sucre pour obtenir une pulpe; b) séparer le jus de la pulpe; et c) filtrer sur membrane le jus séparé, par exemple à travers une membrane d'ultrafiltration, afin de produire un retentat et un perméat. De préférence, à l'étape a), la canne est coupée en morceaux ayant une longueur de fibre moyenne inférieure à 10 millimètres (ou, mieux, une longueur de fibre moyenne inférieure à 5 mm) et un diamètre de la fibre d'environ 200 microns au plus. La séparation mécanique du jus des morceaux de canne peut être réalisée convenablement par filtration ou centrifugation. Il est préférable d'ajuster le pH du jus séparé à au moins environ 7 (ou mieux, à environ 7,5) préalablement à la filtration sur membrane, par exemple par adjonction de chaux ou de soude caustique. Le perméat peut être évaporé et cristallisé par des moyens classiques afin de produire du sucre blanc. La solution-mère provenant de cette première cristallisation peut être soumis à un nouveau processus de cristallisation, généralement deux, et le sucre obtenu peut être utilisé soit directement comme produit, soit refondu avec la matière première destinée à la première cristallisation. La solution-mère résiduelle constitue la mélasse.