Se propone un procedimiento para el diseño de procesos agroindustriales teniendo en cuenta la calidad del producto. Se ejemplifica con un caso de estudio para producir azúcar de caña no centrifugada a nivel artesanal. El modelado y la simulación permitieron la selección adecuada de los parámetros de operación. Para ello, se consideraron como límites del proceso el jugo de caña con un pH de 5,35 y 12,55 °Brix. Para la concentración, se generaron valores aleatorios de pH 5,5 - 7, °Brix 89 - 93 y tiempo de concentración de 20 - 30 minutos. En la cristalización, se generaron valores aleatorios de pH 5,5 - 7, °Brix 90 - 94, tiempo de agitación de 10 - 20 minutos y temperatura de 40 - 60 °C. Se simularon 10 lotes equivalentes a un día, 120 lotes equivalentes a un mes y 1560 lotes equivalentes a un año. La inclusión de atributos de calidad en el diseño del proceso permitió reducir los productos defectuosos, se obtuvo un nivel Sigma superior a 3, los indicadores económicos y financieros son positivos cuando el color en unidades ICUMSA fluctúa entre 9000 - 11000.