La sostenibilidad en las cadenas de suministro de alimentos es deseada para la producción, la logística y la gestión de residuos. Sin embargo, las cadenas de suministro de alimentos (SC) tienen sistemas complejos que difieren de otras SC. Gestionar tales complejidades es un desafío para las pequeñas y medianas empresas (PYMES) debido a sus limitaciones, como recursos limitados y una conciencia inadecuada. A pesar de los desafíos, hay una investigación, comprensión y enfoques fragmentados para ayudar a las PYMES. Los diseños de SC deben adaptarse para que las PYMES puedan navegar por los desafíos y evitar un alto desperdicio. El objetivo principal de esta investigación fue identificar las prácticas que influyen en los diseños de SC sostenibles en un país en desarrollo y crear un modelo de simulación para ilustrar los beneficios y desafíos potenciales de promover la sostenibilidad en la SC de plátano en Malaui. Se utilizó una investigación de métodos mixtos, empleando una revisión de literatura, entrevistas a participantes, observaciones y datos de encuestas recopilados de 353 participantes de tres distritos en Malaui para obtener información sobre el problema de la SC de plátano, establecer objetivos y desarrollar un modelo de simulación complementado por investigación en ciencia del diseño. La investigación identificó la conciencia, la colaboración, la eficiencia, la gobernanza, el intercambio de conocimientos y la resiliencia como prácticas de sostenibilidad en la SC de plátano del estudio de caso, formando así un modelo de sostenibilidad. Los resultados de la simulación mostraron mejoras en indicadores clave de rendimiento como la vida útil, el tiempo de entrega, la calidad, el rendimiento y los residuos a través de la reorganización de la operación de la SC. Los modelos sostenibles deben adaptarse a los desafíos específicos inherentes a las cadenas de suministro de alimentos en desarrollo en los países en desarrollo. El desarrollo de los modelos tiene importantes implicaciones gerenciales, mejorando notablemente la planificación estratégica, la eficiencia operativa, la gestión de riesgos, la alineación de los objetivos de sostenibilidad, el monitoreo del rendimiento, la participación de las partes interesadas y la optimización de recursos.