コンテナミキサーは、基本的に二つのグループに分けられます。コンテナ自体が混合室として機能するシステムと、標準コンテナが製品を定置式ミキサーへ運び、混合工程の後に再び受け取るコンテナベースの設備です。これに加えて、混合原理も異なります。とりわけ広く普及しているのは、容器全体を動かす自由落下式またはタンブリング式ミキサーと、能動的に駆動される混合工具を備えたコンテナミキサーです。これらの方式は、とりわけ混合作用、製品への配慮、要求の厳しいレシピへの適性、コンテインメント、そして洗浄・生産ロジスティクスの観点で異なります。

コンテナミキサーの基本的な考え方は、搬送用または受け入れ用の容器を混合工程に組み込むことにあります。容器は充填され、駆動ユニットまたは混合ステーションにドッキングされ、そこで混合された後、密閉された製品容器としてそのまま搬送、保管、あるいは直接次の工程段階へ運ばれます。最も好ましい場合、充填、混合、一時保管、搬送、排出のすべてが同一のIBC内で行われます。これに対し、定置式ミキサーは恒久的に設置された混合室を備えています。製品は一つまたは複数のコンテナからミキサーへ移され、そこで処理された後、再びコンテナ、プロセス容器、あるいは充填設備へと排出されます。

コンテナ方式の実務上の利点は、とりわけ製品の受け渡しが省略または削減される点にあります。移し替え作業は一つ一つが、粉じん排出、製品ロス、交差汚染、偏析、作業者の曝露の潜在的な発生源です。製品ができるだけ長く同一の密閉容器内にとどまるほど、こうした重要な接点の数は減少します。これは、アレルゲンに関わる原料、高活性の有効成分、毒性、刺激性、あるいは臭気の強い粉体においてとりわけ重要です。さらにコンテナベースの混合は、ある一つのIBCが洗浄、充填、あるいは排出準備をされている間に、混合ステーションではすでに別の容器が処理されているという状態を可能にします。これにより、混合、洗浄、ロジスティクスを時間的に切り離すことができます。レシピの切り替えが頻繁な場合、これは設備の稼働率を大幅に高めることがあります。

コンテナミキサーの最も単純な形態は、自由落下式またはタンブリング式ミキサーです。この方式では、密閉された容器がフレームに取り付けられ、水平軸、あるいは場合によっては複数の軸を中心に回転または運動させられます。内部の粒子は繰り返し持ち上げられ、落下し、分かれ、そして再び合流します。したがって混合作用は、主に嵩物の自由な流動と再配置に基づいています。自由落下式ミキサーは、高速回転する混合工具、強いせん断、あるいは高い局所的な力の投入を伴わずに動作するため、多くの場合きわめて穏やかです。壊れやすい造粒物、脆い凝集体、あるいは摩耗しやすい粒子は、適切な条件下でよく保持されます。ビンブレンダーまたはIBCタンブラーミキサーは、この原理の典型的な実施形態です。

ただし、自由落下式ミキサーの特有の穏やかさは、明確な前提条件と結びついています。原料成分は乾燥しており、良好な流動性を持ち、粒度、かさ密度、流動挙動ができるだけ似ていることが望まれます。付着、塊状化、あるいは顕著な静電気帯電の傾向がないことも必要です。容器の充填率も、形状と運動経過に適合していなければなりません。成分の密度や粒径が大きく異なる場合、自由流動時に異なる運動軌道をたどることがあります。その場合、混合が改善されるのではなく、再び偏析してしまう危険があります。これは、とりわけ非常に微細で凝集性の高い粉体、湿った、あるいは粘着性のある製品、低配合量の成分を含むレシピ、そして原料特性が大きく異なる混合物に当てはまります。したがって、自由落下式ミキサーは、製品への配慮が大きいという理由だけで選定すべきではありません。その適性は、実際のレシピと想定される充填率を用いて実務的に検証しなければなりません。

第二の方式は、能動的な混合工具を備えたコンテナミキサーです。この場合、混合中も容器そのものが基本的に混合室であり続けます。ただし、混合ヘッドが上方または側方からコンテナ内に挿入され、定義された製品循環を生み出します。工具は嵩物を三次元的に動かし、容器内の異なる領域から狙いを定めて取り込むことができます。これにより、より要求の厳しい混合課題にも対応できます。たとえば、成分のかさ密度や粒径が異なる場合、非常に少量の添加剤を均一に配合する必要がある場合、あるいは液体、懸濁液、ペースト、湿った成分を投入する必要がある場合です。

能動的なコンテナミキサーは、純粋な自由落下式ミキサーに比べて、著しく広い運用範囲を持つことがあります。狙いを定めた製品流を生み出し、凝集体を解砕し、局所的な原料の偏りを回避し、流動性の悪い製品でも均一性を改善できます。しかし、この高いプロセス適性は、構造上の課題を伴います。混合工具は容器内に挿入され、混合工程の後に再び引き出されなければなりません。そのためには、比較的大きなコンテナ開口部が必要です。粉じんを発生させる、毒性のある、健康に有害な、あるいは臭気の強い製品では、この開放的な接点は、工具の挿入・引き出しの際に粉じんが放出される可能性があるため、扱いが難しくなります。したがって、能動的な混合工具を備えたコンテナは、精密で能動的な混合作用を必要とするものの、粉じんおよび危険性のポテンシャルが制御可能であるか、適切なコンテインメントコンセプトが用意されている製品にとりわけ適しています。

もう一つの重要なバリエーションは、定置式ミキサーを用いたコンテナベースの混合設備です。この場合、コンテナ自体は混合室ではありません。標準IBCは、密閉された供給・受け入れ容器として機能します。これらは固定設置されたミキサーの投入口にドッキングされ、製品は粉じんの出ない形で混合室へ引き渡され、混合工程の後に再びIBCへ排出されます。混合工程はたとえば、コーン型ミキサー、垂直型ミキサー、あるいは他の定置式精密ミキサーで行われます。このコンセプトは、標準化されたコンテナのロジスティクス上の利点と、それぞれのレシピに合わせて工具、形状、液体添加、温調、真空技術、排出機構を狙いを定めて設計できる混合室とを結び付けます。

標準IBC接続を備えた定置式混合設備は、粉じんを発生させる、毒性のある、アレルゲンに関わる、臭気の強い、あるいは高活性の嵩物にとって、多くの場合より頑健な解決策です。標準IBCは通常、適切な閉止機構を備えた投入口と排出口を持っています。これらは、ドッキングステーションに粉じんの出ない形で接続できます。こうしたステーションには、課題に応じて計量装置、振動補助装置、フィルター、自動化された機構、あるいはより高度なコンテインメントソリューションを装備できます。これにより、ミキサーが独立したプロセス空間であっても、製品の受け渡しを制御下に置くことができます。複雑な混合課題、液体添加、湿った製品、大きく異なる原料特性、あるいは均一性への高い要求がある場合、このコンセプトは純粋なIBCタンブラーミキサーよりも適していることが多くあります。

したがって、コンテナを混合室とする方式と、コンテナ接続を備えた定置式ミキサーとの違いは、混合技術だけでなく生産組織にも関わります。コンテナ自体が混合される場合、混合ステーションはほぼ製品フリーの状態を保つことができます。IBCは工程後に取り外され、そのまま搬送され、必要に応じて混合ステーションの外で洗浄されます。これによりレシピの切り替えが容易になり、交差汚染を減らすことができます。そのためには、十分な数のコンテナ、設置スペース、洗浄設備、そして機能する容器ロジスティクスが必要です。定置式ミキサーを使用する場合は、混合室、製品経路、排出機構、場合によっては内部構造物を洗浄し、バリデーションしなければなりません。その代わり、ミキサーは非常に多くの異なるレシピに対応するよう設計され、要求の厳しい混合課題に合わせて最適化することができます。

製品の切り替えが頻繁で、バッチサイズが中程度の場合、IBCコンセプトはとりわけ経済的なことがあります。一つの容器が混合されている間に、別のIBCにすでに原料を充填しておくことができます。三つ目の容器は、洗浄、検査、あるいは充填準備のために用意しておくことができます。この場合、実際の混合ステーションは、それぞれ次のコンテナの洗浄や準備を待つ必要がありません。一方、大きく一定したバッチの場合は、定置式ミキサーが有利なことがあります。設置面積あたりの処理能力が高く、一定の製品ファミリーに対して効率的に運転できるためです。

適切なコンテナの選定は、ミキサーの選定と同様に重要です。決め手となるのは、公称容量や外形寸法だけではありません。コンテナは製品の流動挙動に適合していなければなりません。丸型IBCはより有利に排出できる一方、角型容器は利用可能な空間をより効率的に活用します。円錐角度、排出口の直径、閉止機構の種類、表面性状は、粉体を安全に、できるだけ残留なく、かつ偏析を伴わずに排出できるかどうかに影響します。凝集性、湿性、静電気を帯びやすい、あるいはブリッジを形成しやすい製品では、より大きな排出口、より急な円錐、適切な振動補助装置、あるいは他の流動補助装置が必要となることがあります。重要な製品については、さらに機構の気密性、湿式または乾式洗浄への適性、表面品質、そして可能なWIPまたはCIPコンセプトも重要です。