Les mélangeurs conteneurs peuvent être classés, en principe, en deux groupes : les systèmes dans lesquels le conteneur lui-même sert de chambre de mélange, et les installations à base de conteneurs, dans lesquelles des conteneurs standard amènent le produit à un mélangeur stationnaire puis le reprennent après le processus de mélange. S'y ajoutent différents principes de mélange. Sont particulièrement répandus les mélangeurs à chute libre ou à retournement (culbuteurs), dans lesquels l'ensemble du récipient est mis en mouvement, ainsi que les mélangeurs conteneurs équipés d'un outil de mélange entraîné activement. Les différentes formes constructives se distinguent surtout par leur effet de mélange, leur ménagement du produit, leur aptitude aux recettes exigeantes, le confinement (containment) ainsi que la logistique de nettoyage et de production.

L'idée fondamentale d'un mélangeur conteneur consiste à intégrer le récipient de transport ou de stockage intermédiaire dans le processus de mélange. Le récipient est rempli, arrimé à une unité d'entraînement ou à une station de mélange, mélangé sur place, puis transporté, stocké ou acheminé directement vers l'étape de procédé suivante en tant que récipient de produit fermé. Dans le cas le plus favorable, le remplissage, le mélange, le stockage intermédiaire, le transport et la vidange ont lieu dans le même IBC. À la différence de cela, un mélangeur stationnaire possède une chambre de mélange installée de façon permanente. Le produit est transféré depuis un ou plusieurs conteneurs vers le mélangeur, y est traité, puis évacué à nouveau dans un conteneur, une cuve de process ou une installation de conditionnement.

L'intérêt pratique du concept de conteneur réside avant tout dans la suppression ou la réduction des transferts de produit. Chaque opération de transvasement constitue une source potentielle d'émissions de poussières, de pertes de produit, de contamination croisée, de ségrégation et d'exposition de l'opérateur. Lorsque le produit reste aussi longtemps que possible dans le même récipient fermé, le nombre de ces interfaces critiques diminue. Cela est particulièrement pertinent pour les matières premières critiques du point de vue allergénique, les substances actives à haute activité, ainsi que les poudres toxiques, irritantes ou à forte odeur. Le mélange à base de conteneurs permet en outre qu'un IBC soit nettoyé, rempli ou préparé pour la vidange pendant qu'un autre récipient est déjà traité à la station de mélange. Le mélange, le nettoyage et la logistique peuvent ainsi être découplés dans le temps ; en cas de changements fréquents de recette, cela peut nettement augmenter la disponibilité de l'installation.

La forme la plus simple du mélangeur conteneur est le mélangeur à chute libre ou à retournement. Le récipient fermé est alors reçu dans un cadre et tourné, voire mis en mouvement, autour d'un axe horizontal ou, le cas échéant, de plusieurs axes. À l'intérieur, les particules sont soulevées de façon répétée, retombent, se divisent puis se rassemblent à nouveau. L'effet de mélange repose ainsi essentiellement sur l'écoulement libre et la redistribution du produit en vrac. Les mélangeurs à chute libre sont souvent très ménageants, car ils fonctionnent sans outils de mélange en rotation rapide, sans forte sollicitation par cisaillement ni apports de force locaux élevés. Les granulés fragiles, les agglomérats friables ou les particules sensibles à l'abrasion peuvent, dans des conditions appropriées, être bien préservés. Un Bin Blender ou un mélangeur culbuteur IBC est une forme d'exécution typique de ce principe.

Le ménagement particulier d'un mélangeur à chute libre est toutefois soumis à des conditions précises. Les composants doivent être secs, bien coulants et présenter, autant que possible, une granulométrie, une masse volumique apparente et un comportement d'écoulement similaires. Ils ne doivent pas être sujets à l'adhérence, à la formation de mottes ni à une charge électrostatique marquée. Le taux de remplissage du récipient doit lui aussi correspondre à la géométrie et au déroulement du mouvement. Si les constituants présentent des densités ou des tailles de particules très différentes, ils peuvent suivre des trajectoires de mouvement différentes lors de l'écoulement libre. Il existe alors un risque que le mélange ne s'améliore pas, mais se ségrège à nouveau. Cela vaut en particulier pour les poudres très fines et cohésives, pour les produits humides ou collants, pour les recettes comportant des composants faiblement dosés et pour les mélanges dont les matières premières présentent des propriétés très différentes. Un mélangeur à chute libre ne devrait donc pas être choisi uniquement en raison de son fort ménagement du produit. Son aptitude doit être vérifiée en pratique avec la recette réelle et le taux de remplissage prévu.

Une deuxième forme constructive est le mélangeur conteneur à outil de mélange actif. Ici, le récipient reste en principe la chambre de mélange pendant le processus. Une tête de mélange est toutefois introduite dans le conteneur par le haut ou latéralement et produit une recirculation de produit définie. L'outil peut mettre le produit en vrac en mouvement de façon tridimensionnelle et le saisir de façon ciblée dans différentes zones du récipient. Cela permet également de traiter des tâches de mélange plus exigeantes, par exemple lorsque les composants présentent des masses volumiques apparentes et des granulométries différentes, lorsqu'une très petite quantité d'additif doit être incorporée de façon homogène, ou lorsque des liquides, suspensions, pâtes ou constituants humides doivent être introduits.

Un mélangeur conteneur actif peut offrir une fenêtre d'application nettement plus large qu'un simple mélangeur à chute libre. Il peut produire un écoulement de produit ciblé, dissoudre les agglomérats, éviter les nids de matière première localisés et améliorer l'homogénéité même avec des produits à l'écoulement plus difficile. Cette capacité de procédé accrue s'accompagne toutefois d'un défi constructif : l'outil de mélange doit plonger dans le récipient puis en être à nouveau retiré après le processus de mélange. Cela nécessite une ouverture de conteneur relativement grande. Pour les produits poussiéreux, toxiques, dangereux pour la santé ou à forte odeur, cette interface ouverte est exigeante, car de la poussière peut être libérée lors de l'introduction et du retrait de l'outil. Un conteneur à outil de mélange actif convient donc particulièrement aux produits qui nécessitent certes un effet de mélange précis et actif, mais dont le potentiel de poussière et de danger reste maîtrisable, ou pour lesquels un concept de confinement adapté est disponible.

Une autre variante importante est l'installation de mélange à base de conteneurs avec mélangeur stationnaire. Dans ce cas, le conteneur lui-même ne constitue pas la chambre de mélange. Des IBC standard servent de récipients de stockage et de réception fermés. Ils sont arrimés à l'entrée d'un mélangeur installé de façon fixe, le produit est transféré de façon étanche à la poussière dans la chambre de mélange, puis évacué à nouveau dans un IBC après le processus de mélange. Le processus de mélange a lieu, par exemple, dans un mélangeur conique, un mélangeur vertical ou un autre mélangeur de précision stationnaire. Ce concept associe les avantages logistiques des conteneurs standardisés à une chambre de mélange dont l'outil, la géométrie, l'ajout de liquide, la thermorégulation, la technique du vide et l'organe d'évacuation peuvent être conçus spécifiquement pour la recette concernée.

Une installation de mélange stationnaire avec raccordement à des IBC standard est souvent la solution la plus robuste pour les produits en vrac poussiéreux, toxiques, critiques du point de vue allergénique, à forte odeur ou hautement actifs. Les IBC standard possèdent généralement une tubulure de remplissage et une tubulure de vidange équipées d'organes de fermeture adaptés. Ils peuvent être raccordés de façon étanche à la poussière à des stations d'arrimage. Selon la tâche, ces stations peuvent être équipées de dispositifs de pesée, d'aides à la vibration, de filtres, d'organes automatisés ou de solutions de confinement plus poussées. Les transferts de produit restent ainsi maîtrisables, bien que le mélangeur constitue un espace de procédé distinct. Pour les tâches de mélange complexes, les ajouts de liquide, les produits humides, les matières premières aux propriétés très différentes ou les exigences élevées d'homogénéité, ce concept est souvent plus adapté qu'un simple mélangeur culbuteur pour IBC.

La différence entre un conteneur servant de chambre de mélange et un mélangeur stationnaire avec raccordement de conteneurs ne réside donc pas seulement dans la technique de mélange, mais aussi dans l'organisation de la production. Lorsque le conteneur lui-même est mélangé, la station de mélange peut rester largement exempte de produit. L'IBC est retiré après le processus, transporté plus loin et, si nécessaire, nettoyé en dehors de la station de mélange. Cela facilite les changements de recette et peut réduire les contaminations croisées. Cela suppose toutefois de disposer d'un nombre suffisant de conteneurs, de surfaces de stockage, de possibilités de nettoyage et d'une logistique de récipients fonctionnelle. Lorsqu'un mélangeur stationnaire est utilisé, la chambre de mélange, les circuits de produit, les organes de vidange et, le cas échéant, les éléments internes doivent être nettoyés et validés. En contrepartie, le mélangeur peut être conçu pour un grand nombre de recettes différentes et optimisé pour des tâches de mélange exigeantes.

En cas de changements de produit fréquents et de tailles de charge modérées, le concept IBC peut être particulièrement économique. Pendant qu'un récipient est mélangé, un autre IBC peut déjà être rempli de matières premières. Un troisième récipient peut être nettoyé, contrôlé ou préparé pour le conditionnement. La station de mélange proprement dite n'a alors pas besoin d'attendre le nettoyage ou la préparation du conteneur suivant. Pour de grandes charges constantes, en revanche, un mélangeur stationnaire peut offrir des avantages, car il fournit une performance élevée par surface au sol et peut être exploité efficacement pour une famille de produits constante.

Le choix du conteneur adapté est tout aussi important que celui du mélangeur. Ce ne sont pas seulement le volume nominal et les dimensions extérieures qui sont déterminants. Le conteneur doit correspondre au comportement d'écoulement du produit. Un IBC rond peut se vidanger plus facilement, tandis qu'un récipient à angles droits exploite mieux l'espace disponible. L'angle du cône, le diamètre de la tubulure de sortie, le type d'organe de fermeture et l'état de surface déterminent si la poudre peut être évacuée en toute sécurité, de façon aussi complète que possible et sans ségrégation. Pour les produits cohésifs, humides, susceptibles de charge électrostatique ou formant des ponts, des sorties plus grandes, des cônes plus raides, des aides à la vibration adaptées ou d'autres aides à l'écoulement peuvent être nécessaires. Pour les produits critiques, l'étanchéité des organes, l'aptitude au nettoyage humide ou sec, la qualité de surface ainsi que les concepts WIP ou CIP possibles revêtent également de l'importance.