Základní principy filtrace se zaměřují na optimální návrh filtračních médií a výběr vhodných médií pro konkrétní filtrační aplikace. Existují dva primární typy filtrace hloubková filtrace a povrchová filtrace. Hloubková filtrace zahrnuje zachycování částic v médiu, zatímco povrchová filtrace znamená zachycování částic na povrchu filtru, čímž se tvoří odpadní materiály.
Povrchová filtrace funguje primárně jako hrubý filtrační mechanismus, který odděluje částice větší než je velikost filtračního média na povrchu filtru, aby se zabránilo jejich vstupu nebo průchodu póry. Jak se částice hromadí, tvoří se odpadní materiály, jejichž tloušťka se zvětšuje, jak více částic proudí do filtračního média.
Hloubková filtrace se primárně používá pro separaci mikronových částic, jako je ochrana zařízení před ucpáním a korozí, ochrana katalyzátorů před otravou a čištění produktů. Částice vstupují do média a jsou zachyceny jeho vícevrstvou strukturou. Tato struktura zabraňuje předčasnému ucpání a zvyšuje kapacitu média zadržovat nečistoty. Protože se částice zachycují v hlubších vrstvách média, je nutné offline čištění. Offline metody čištění mohou zahrnovat rozpouštědla, ultrazvukové vibrace, pyrolýzu, čištění párou nebo čištění cirkulující vodou. Pro minimalizaci prostorových požadavků a nákladů lze použít skládaná média.
Pochopení účinnosti filtru při odstraňování částic z proudu plynu je zásadní pro úspěšnou konstrukci a provoz filtru. Pro kapaliny nesoucí malé zrnité nečistoty je zachycování částic vnitřním porézním médiem klíčem k dosažení účinného odstranění částic. Struktura slinutého kovu nabízí klikatou cestu, kde se mohou zachycovat částice a vytvářet pevné odpadní materiály na povrchu média. Nově zachycené částice se hromadí na povrchu dříve uložených částic. Životnost filtru závisí na jeho schopnosti zadržovat nečistoty a výsledné tlakové ztrátě. V případech, kdy jsou tekutiny zatíženy mnoha částicemi, současné filtrační zařízení používá filtraci pevných látek. Nahromaděná pevná látka filtru převyšuje filtrační prvek, vytváří další filtrační vrstvu a zvyšuje tlakovou ztrátu. Pokles tlaku stoupá s nakládáním částicemi. Jakmile filtrační cyklus dosáhne konečného tlaku, podstoupí filtr zpětné proplachování nebo proplachování čistým plynem, aby se odstranila filtrovaná pevná látka.
Filtrační poměr je ovlivněn faktory, jako je koncentrace vstupních částic, viskozita a teplota. Provozní režimy filtru lze nastavit jako konstantní tlak, konstantní průtok nebo zvyšující se tlak s klesajícím průtokem během filtrace. Pokud částice rychle ucpou systém a dosáhnou limitu tlaku nebo se pevný filtr zaplní, filtrační cyklus se ukončí, i když limitního tlaku nebylo dosaženo. Typ filtru, teplota kapaliny a zatížení pevnými látkami ovlivňují propustnost, vyjádřenou jako průtok ve vztahu k poklesu tlaku.
