Este trabalho aplicou o indicador Overall Equipment Effectiveness (OEE) e as ferramentas da qualidade no processo de destilação de uma indústria de biotecnologia situada no Norte Fluminense, a fim de identificar a eficiência do equipamento mais crítico do processo, apontar a causa raiz da falha de maior impacto e propor estratégias de melhoria. Os instrumentos utilizados para o alcance da pesquisa foram 5S, fluxograma, gráfico de Pareto, diagrama de causa e efeito, brainstorming, 5W1H e o software Microsoft Office Excel como suporte para a organização e análises dos dados. A metodologia tradicional para calcular o OEE careceu de adaptações, pois outras variáveis precisaram ser contabilizadas para mensurar de forma eficiente o equipamento e que fosse condizente com a realidade da empresa. Os resultados apontaram que o equipamento estava abaixo da classe mundial, cujo valor de corte é 85%, e que a falha de maior impacto foi parada por obstruções, ocasionada pela baixa frequência na limpeza química. A pesquisa concluiu que a metodologia adaptada foi eficiente para identificar as perdas do processo, mensurar a real utilização do equipamento e aplicar ações de melhorias.