隨著科學技術的發展，制糖工業的技術也得到了很大的發展，制糖業所用的原料甘蔗品種從過去主要是紅土和褐土甘蔗，逐步擴展到南方和北方種植的非紅土和褐土甘蔗。制糖工藝也由傳統的蔗汁濃縮、結晶、過濾分離、糖液澄清等，逐步發展為采用膜分離技術處理工業廢水及制糖生產過程中產生的含雜質較多、濃度較高的糖液。下面對膜分離技術在制糖工業上的應用做簡要介紹：
1.甘蔗糖蜜濃縮
甘蔗糖蜜濃縮，通常是指對蔗汁中的水份進行蒸發，以提高蔗糖產量。過去主要采用離心機進行糖蜜濃縮，由于離心機內件的磨損，以及糖蜜中含有大量的雜質，對糖蜜的濃縮效果很不理想。由于膜分離具有選擇性高、操作簡單、設備投資少、維護方便等特點，可以很好地解決這一問題。膜濃縮甘蔗糖蜜所用的膜主要是中空纖維膜。中空纖維膜的生產工藝主要包括：過濾、吸附、反滲透等。在制糖工業中，常用的是正滲透技術。用中空纖維膜對糖蜜進行濃縮后，可使蔗糖結晶顆粒大小均勻、晶形完整；同時也可以使甘蔗中的雜質得到有效地去除。
2.蔗糖結晶
采用膜分離技術處理蔗汁結晶時，主要是利用膜對雜質和多糖的選擇性透過特性，使蔗汁中的雜質和多糖被膜截留，從而達到凈化蔗汁、提高晶體純度、提高產品質量的目的。
3.清汁過濾
清汁過濾是甘蔗糖廠生產中的重要工序之一，主要是將糖液中的大分子物質通過膜的截留作用，截留到膜管中，并將其中的水分及其他雜質除去。
一般采用三級膜過濾：一級膜過濾在經過預膜處理后，利用截留分子量大的膜管進行澄清；二級膜過濾，利用截留分子量小的膜管進行澄清；三級膜過濾，利用截留分子量較小的膜管進行澄清。