A transesterificação em meio heterogêneo para produção de biodiesel tem como objetivo melhorar a efetividade da sua produção e a qualidade final dos produtos da reação. É proposto neste estudo, o desenvolvimento de um reator com recirculação, em escala de bancada, avaliando mediante planejamento fatorial total 2³, os parâmetros do processo de maior impacto sobre a conversão do óleo em biodiesel utilizando o CaO como catalisador. O biodiesel produzido foi caracterizado via cromatografia gasosa (teor de ésteres), índice de acidez, massa específica, viscosidade e teor de cálcio lixiviado. A melhor condição de operação foi determinada pelo software STATISTICA 7.0®: razão molar metanol: óleo (6:1), tempo de reação de 75 minutos e concentração de catalisador de 3%. Esta condição foi avaliada mediante evolução da reação com o tempo e desativação do catalisador garantindo a qualidade do biodiesel em todos os parâmetros exceto o teor de cálcio.