TOPTITECH analysiert vier grundlegende Filtrationsmechanismen für Flüssigkeiten, die durch poröse Materialien strömen:
Oberflächensiebung: Feste Partikel, die größer als die Porengröße des Materials sind, werden auf der Oberfläche des Materials blockiert, ähnlich wie beim Sieben.
Tiefgehendes Screening: Feste Partikel, die größer als der Porenkanal sind, werden an den gekrümmten oder verengten Teilen des Kanals blockiert.
Tiefenfiltration: Feste Partikel, auch solche, die viel kleiner als die Porengröße des Kanals sind, dringen durch die tiefe Schicht des Materials und werden aufgrund der Metallfasern oder Pulverpartikel, aus denen das poröse Material besteht, im Material zurückgehalten.
Kuchenfiltration: Feste Partikel sammeln sich auf der Oberfläche des porösen Materials an und bilden eine dicke Filterkuchenschicht, und es kommt zu kaum oder gar keinem Partikelaustritt. Ist die Partikelgröße größer als die Porengröße des Materials, ähnelt die Kuchenfiltration zunächst einer Oberflächensiebung. In den meisten Fällen ist die Partikelgröße jedoch kleiner als die Porengröße des Materials, und die Partikel bilden an den Porenöffnungen Brücken und wachsen nach und nach zu einem Filterkuchen zusammen. Im anschließenden Prozess der Kuchenfiltration wird der Filterkuchen selbst zum Filter und über ihn werden der Filtrationsprozess und die Leistungsparameter gesteuert. Da die meisten gefilterten Partikel eine Partikelgröße haben, die kleiner ist als die Porengröße des Materials, ist die Porengröße des aus diesen Partikeln zusammengesetzten „neuen Filters“ (Kuchen) viel kleiner als die des Filtermaterials selbst. Durch die Nutzung dieser Funktion der Kuchenfiltration können Materialien mit kleineren Partikelgrößen als der Porengröße des Materials mithilfe von porösen Materialien mit größerer Porengröße gefiltert werden.
