Las cadenas de suministro agroalimentarias poseen características específicas debido a la naturaleza diversa de los productos involucrados y contribuyen a los tres pilares de la sostenibilidad, lo que hace que el diseño óptimo de una cadena de suministro agroalimentaria sostenible sea un problema complejo. Por lo tanto, son esenciales modelos eficientes que incorporen las características únicas de tales cadenas para tomar decisiones óptimas en la cadena de suministro y lograr cadenas de suministro agroalimentarias económicamente y ambientalmente sostenibles que contribuyan a la seguridad alimentaria global. Este artículo presenta un modelo de programación lineal entera mixta de múltiples objetivos que integra decisiones estratégicas relacionadas con la agricultura en el diseño táctico de una cadena de suministro agroalimentaria. El modelo considera decisiones de transporte, inventario, procesamiento, cumplimiento de la demanda y eliminación de desechos. También tiene en cuenta la estacionalidad y la perecibilidad, asegurando un enfoque integral hacia la sostenibilidad. El modelo tiene como objetivo maximizar las ganancias totales generadas a lo largo de la cadena de suministro mientras minimiza simultáneamente las emisiones de CO como medida del impacto ambiental. Al implementar el modelo en una cadena de suministro de remolacha azucarera en los Países Bajos, se obtienen horarios estratégicos de rotación de cultivos para el ciclo de rotación de cultivos y las decisiones óptimas de la red de suministro. Además, se analizan diferentes objetivos y se investiga la frontera de Pareto eficiente para analizar los compromisos subyacentes. Adicionalmente, el modelo sirve como una herramienta de apoyo a la decisión para los gerentes, facilitando decisiones de inversión informadas en tecnologías que prolongan la vida útil del producto mientras mantienen la rentabilidad. El modelo de múltiples objetivos propuesto ofrece un marco valioso para diseñar cadenas de suministro agroalimentarias económicamente y ambientalmente sostenibles. Al alinearse con los objetivos de sostenibilidad y proporcionar apoyo a la decisión, esta investigación contribuye a mejorar la seguridad alimentaria global y promover la utilización sostenible de los recursos.