Neste estudo, o processo de produção de biodiesel em reator de membrana foi estudado experimentalmente e por meio de simulações em CFD. Foram estudadas experimentalmente a influencia das seguintes condições sobre as conversões e massas de permeado: pressão transmembrana de 1,0, 1,5 e 2,0 bar, razão molar entre metanol/óleo de girassol de 9/1, 12/1 e 15/1, tamanho de poros da membrana cerâmica de 0,05, 0,1 e 0,2µ m e inserção de misturador estático interno. Foram realizadas simulações fluidodinâmicas da reação de transesterificação entre óleo de girassol e metanol para estudar a influência das variáveis sobre a espessura da camada de polarização de concentração durante o processo de reação-separação por membrana. O modelo considera um sistema bifásico com reação em 3 dimensões. A geometria e malha do problema foram produzidos utilizando os softwares Ansys Design Modeler® e Ansys Meshing®, já os balanços de massa e momento foram solucionados utilizando o software Ansys CFX®. Os resultados com maiores conversões foram atingidas nas condições com razão molar 15/1, pressão transmembrana de 1,0 bar, na presença de misturador estático, atingindo valores de 92,49%, 85,25%, respectivamente, enquanto o tamanho de poros não apresentou influência significativa na conversão. As simulações em CFD demonstraram que a camada de polarização de concentração apresentou espessura máxima de 0,028mm na condição de 1 bar, razão molar de 15/1 e membrana com poros de 0,05µ m sem presença de misturador estático, sendo que a inclusão do misturador mitigou a formação da camada.