如果控制器是ATF系统“大脑”的话，那么隔膜泵就是系统的“心脏”。隔膜泵位于过滤系统底部球形基座内。“心脏”的搏动来着系统控制的P-box压力（包括正压与负压）。当正负压压力驱动隔膜后，隔膜进而驱动柱体基部球座内液体流快速交替方向流动。液体流交替穿过纤维柱，压力驱动液体过滤到滤柱外而产生切向流。隔膜泵的动力过程分为排空和加压两个过程。加压时，空气压迫隔膜促使液体穿过纤维柱回到反应器中和滤柱外排空时，隔膜反向向基座方向扩张，促使液流从反应器穿过纤维柱到达柱体基部球体与滤柱外。正是基于这种独特的交替流，运行的产生低剪切力并在一定程度上清洗滤柱并破坏生物膜的形成，使得设备长时间运行而不堵塞柱芯。此外，这种培养方式可以维持细胞浓度处于较高的密度（60-150*10e6/ml）。