JP2023539155A - 絹フィブロイン溶液及び絹フィブロインを含む粉末を製造するためのシステム及び方法 - Google Patents

Abstract

本開示は、カイコの繭から得られる絹フィブロインを含む絹の溶液及び粉末の製造を改善するためのシステム及び方法に関する。溶液及び粉末は、生鮮食品の収穫後の保存を改善し、生分解性包装を含む包装の性能を改善するために使用できる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年５月２１日に出願された米国仮特許出願第６３／１９１，４４１号、２０２１年６月１８日に出願された米国仮出願番号第６３／２１２，２８３号、及び２０２１年８月１０日に出願された米国仮出願番号第６３／２３１，３９９号の優先権及び利益を主張し、これらの出願は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

本開示は、絹投入物からの絹フィブロインを含む絹溶液の製造、及び絹溶液から抽出される絹フィブロイン粉末の製造を改善するためのシステム及び方法に関する。

世界で生産される食品の３分の１が毎年廃棄され、すべての果物と野菜の４５％以上が腐敗して失われている。食品廃棄物は、経済的、社会的、及び環境的に大きな影響を及ぼしている。著名な非営利の国際環境擁護団体であるＮａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｄｅｆｅｎｓｅ Ｃｏｕｎｃｉｌ（ＮＲＤＣ）によると、米国は食糧供給の４０％を失い、その結果、推定で年間１，６５０億ドルの経済的損失を生じさせている。本開示の実施形態は、生鮮食品（例えば、調理済みまたは未調理の肉、タンパク質、炭水化物、農産物、ナッツ、穀物、種子、乳製品、飲料、加工食品（例えば、チョコレート、キャンディー、チップス、スナック、エネルギーバー）、ガム、錠剤、カプセル、植物、根、菌類、胞子、パン、ドライフルーツ、乾燥野菜、乾燥食品、医療食品、花、植物など）の保存可能期間を延ばすことによって、食品廃棄物を減少させ、入手可能な食料を増加させるための幅広い社会的必要性に直接的に対処する。本開示の実施形態は、流通の改善、廃棄物の削減、ならびに低温貯蔵及び輸送に関連するコストの削減を通じて収益を増加させることによる重要な商業的価値を表す。

本開示は、生鮮食品の収穫後の保存を改善するために、及び生分解性容器を含む包装の性能を改善するために使用することができる、絹投入物から得られる絹フィブロインを含む絹の溶液及び粉末の製造を改善するためのシステム及び方法に関する。

一実施形態では、本開示は、絹の繭（絹の繭は、カイコの蛹を含む全体である場合もあれば、蛹を取り除くために処理される場合がある、及び／または特定の方法で切断される場合がある）、絹シート、繭毛羽、または絹ペレット、切断された繭、細断された繭、絹糸及び蚕糸、絹織物、絹粉末、絹粉、絹詰め物、絹タンパク質、練り絹、絹マット、絹ウェビング、絹繊維などの絹供給源または絹投入物が、絹フィブロインを含む溶液または粉末に処理される、絹フィブロインの製造プロセスを提供する。例えば、Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉから、カイコは、このプロセスで使用し得る絹供給源の例である。本開示はまた、Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ以外のカイコ（例えば、Ｂｏｍｂｙｘ ｍａｎｄａｒｉｎａ、Ｂｏｍｂｙｘ ｓｉｎｅｓｉｓ、Ａｎａｐｈｅ ｍｏｌｏｎｅｙｉ、Ａｎａｐｈｅ ｐａｎｄａ、Ａｎａｐｈｅ ｒｅｔｉｃｕｌａｔｅ、Ａｎａｐｈｅ ａｍｂｒｉｚｉａ、Ａｎａｐｈｅ ｃａｒｔｅｒｉ、Ａｎａｐｈｅ ｖｅｎａｔａ、Ａｎａｐｈａ ｉｎｆｒａｃｔａ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ａｓｓａｍｅｎｓｉｓ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ａｓｓａｍａ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ｍｙｌｉｔｔａ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ｐｅｒｎｙｉ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ｙａｍａｍａｉ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓ、Ａｎｔｈｅｒａｅａ ｏｃｕｌｅａ、Ａｎｉｓｏｔａ ｓｅｎａｔｏｒｉａ、Ａｐｉｓ ｍｅｌｌｉｆｅｒａ、Ａｒａｎｅｕｓ ｄｉａｄｅｍａｔｕｓ、Ａｒａｎｅｕｓ ｃａｖａｔｉｃｕｓ、Ａｕｔｏｍｅｒｉｓ ｉｏ、Ａｔｔｉｃｕｓ ａｔｌａｓ、Ｃｏｐａｘａ ｍｕｌｔｉｆｅｎｅｓｔｒａｔａ、Ｃｏｓｃｉｎｏｃｅｒａ ｈｅｒｃｕｌｅｓ、Ｃａｌｌｏｓａｍｉａ ｐｒｏｍｅｔｈｅａ、Ｅｕｐａｃｋａｒｄｉａ ｃａｌｌｅｔａ、Ｅｕｒｐｒｏｓｔｈｅｎｏｐｓ ａｕｓｔｒａｌｉｓ、Ｇｏｎｏｍｅｔａ ｐｏｓｔｉｃａ、Ｇｏｎｏｍｅｔａ ｒｕｆｏｂｒｕｎｎｅａ、Ｈｙａｌｏｐｈｏｒａ ｃｅｃｒｏｐｉａ、Ｈｙａｌｏｐｈｏｒａ ｅｕｒｙａｌｕｓ、Ｈｙａｌｏｐｈｏｒａ ｇｌｏｖｅｒｉ、Ｍｉｒａｎｄａ ａｕｒｅｔｉａ、Ｎｅｐｈｉｌａ ｍａｄａｇａｓｃａｒｅｎｓｉｓ、Ｎｅｐｈｉｌａ ｃｌａｖｉｐｅｓ、Ｐａｃｈｙｐａｓａ ｏｔｕｓ、Ｐａｃｈｙｐａｓａ ａｔｕｓ、Ｐｈｉｌｏｓａｍｉａ ｒｉｃｉｎｉ、Ｐｉｎｎａ ｓｑｕａｍｏｓａ、Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄｉａ ｈｅｓｐｅｒｉｓ、Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄｉａ ｌｅｂｅａｕ、Ｓａｍｉａ ｃｙｎｔｈｉａとＳａｍｉａ ｒｉｃｉｎｉ、及びＴｅｔｒａｇｎａｔｈａ ｖｅｒｓｉｃｏｌｏｒ）ならびにクモまたは他の昆虫以外のカイコからの絹供給源にも適用する。本開示はまた、合成的に、または遺伝子組み換えにより、トランスジェニックに生成された絹供給源、及び他の人工的に作り出した絹（例えば、細菌、酵母、哺乳類細胞、トランスジェニック動物、またはトランスジェニック植物からの絹）に適用する。絹タンパク質は、合成型を介して再現可能な独特なアミノ酸配列を有する。本開示は、そのような型に関する。誤解を避けるために、本明細書に説明される絹の繭は、それが天然であるのか、人工であるのかに関わりなく、上記の型の絹、または類似した型の絹のいずれかの代わりに使用され得る。例えば、本開示が、絹、絹投入物、絹の繭、またはカイコの繭が使用されていると記述する場合、それは、本段落に説明される絹供給源のいずれか（例えば、繭、繭毛羽、シート、ペレット、切断された繭、細断された繭、絹糸及び蚕糸、絹織物、絹粉末、絹粉、絹詰め物、絹タンパク質、練り絹、絹マット、絹ウェビング、絹繊維、生成された絹供給源（例えば、合成で、遺伝子組換えによって、トランスジェニックに生成された、及び他の人工的に作り出された絹）など）またはそれらの組み合わせが使用され得ることを意味する。一実施形態では、絹の繭は、デガミングステップ、溶解ステップ、浄化ステップ、精密濾過ステップ、及び粉末化ステップに供され、その結果、絹フィブロインを含む絹溶液の粉末が生じる。いくつかの実施形態では、絹フィブロインは、アジサワ法によって、またはカオトロピック剤及び／またはコスモトロピック剤を含む、水及び塩を使用する他の方法によって絹の繭から単離され得る。いくつかの実施形態では、絹フィブロインは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる、Ｍａｒｅｌｌｉ，Ｂ．，Ｂｒｅｎｃｋｌｅ，Ｍ．，Ｋａｐｌａｎ，Ｄ．ｅｔ ａｌ．、Ｓｉｌｋ Ｆｉｂｒｏｉｎ ａｓ Ｅｄｉｂｌｅ Ｃｏａｔｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｒｉｓｈａｂｌｅ Ｆｏｏｄ Ｐｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎ、Ｓｃｉ Ｒｅｐ ６、２５２６３ （２０１６）、ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．１０３８／ｓｒｅｐ２５２６３に記載の方法に従って調製され得る。本明細書に説明される精密濾過ステップは、絹フィブロインが絹溶液にまたは粉末として処理される例を含む、絹の繭から絹フィブロインを単離する任意の許容される方法で機能するであろう。いくつかの実施形態では、絹フィブロインは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第２０２０－０１７８５７６Ａ１号に記載されるとおりであってよい。

いくつかの実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインは、約０．１％（ｗ／ｗ）から約１％（ｗ／ｗ）、０．１％（ｗ／ｗ）から約１０％（ｗ／ｗ）、０．１％（ｗ／ｗ）から約３０％（ｗ／ｗ）、０．１％（ｗ／ｗ）から約５０％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）から約５％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）から約１０％（ｗ／ｗ）、約１％（ｗ／ｗ）から約１５％（ｗ／ｗ）、約５％（ｗ／ｗ）から約１０％（ｗ／ｗ）、５％（ｗ／ｗ）から約１５％（ｗ／ｗ）、５％（ｗ／ｗ）から約２０％（ｗ／ｗ）、１０％（ｗ／ｗ）から約３０％（ｗ／ｗ）、１０％（ｗ／ｗ）から約１００％（ｗ／ｗ）、５０％（ｗ／ｗ）から約７５％（ｗ／ｗ）、１０％（ｗ／ｗ）から約１００％（ｗ／ｗ）、約２０％（ｗ／ｗ）から約９５％（ｗ／ｗ）、約３０％（ｗ／ｗ）から約９０％（ｗ／ｗ）、３０％（ｗ／ｗ）約１００％（ｗ／ｗ）、約４０％（ｗ／ｗ）から約８５％（ｗ／ｗ）、約５０％（ｗ／ｗ）から約８０％（ｗ／ｗ）、約６０％（ｗ／ｗ）から約９９％（ｗ／ｗ）、約７０％（ｗ／ｗ）から約９９％（ｗ／ｗ）、約８０％（ｗ／ｗ）から約９９％（ｗ／ｗ）、約８０％（ｗ／ｗ）から約１００％（ｗ／ｗ）、約９０％（ｗ／ｗ）から約９９％（ｗ／ｗ）、約９５％（ｗ／ｗ）から約９９％（ｗ／ｗ）、約９０％（ｗ／ｗ）から約１００％（ｗ／ｗ）、または約８０％（ｗ／ｗ）から約９０％（ｗ／ｗ）の範囲の重量濃度（ｗ／ｗ）を有し得る。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は９９％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は９５％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は６０％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は３０％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は２５％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は２０％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１９％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１８％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１７％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１６％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１５％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１４％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１３％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１２％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１１％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１０％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は９％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は８％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は７％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は６％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は５％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は４％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は３％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は２％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は１％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．９％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．８％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．７％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．６％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．５％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．４％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．３％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．２％未満である。一実施形態では、水溶液または粉末中に存在する絹フィブロインのパーセント（ｗ／ｗ）は０．１％未満である。特定の用途、例えば、適用方法、コーティングされる製品の種類などに適するために、より高いまたはより低い絹フィブロイン含有量も可能である。

いくつかの実施形態では、絹フィブロインは、絹フィブロインのモノマー、ポリマー、及び／または断片を含む。本明細書で使用される場合、用語絹フィブロイン断片はまた、絹フィブロイン断片の集合体も含む。いくつかの実施形態では、絹フィルム及び／または絹コーティングは絹フィブロインから形成され、絹フィルム及び／または絹コーティングは、特定の割合（重量／容積）の絹フィブロイン断片を含む。いくつかの実施形態では、特定の割合の絹フィブロイン断片は、特定の分子量（ＭＷ）を有する。この文脈では、分子量（ＭＷ）は、絹フィルム及び／または絹コーティング中の個々の絹フィブロイン断片の分子量を指し、重量平均分子量（Ｍｗ）と混同されるべきではない。絹の様々な特性を測定するためには、業界で適切な任意の方法または装置を使用できるであろう。一例では、ゲル透過クロマトグラフィ（ＧＰＣ）が、絹フィブロイン断片の分子量（ＭＷ）及び絹の重量平均分子量（Ｍｗ）を取得するために使用できるであろう。

説明に役立つ例として、図１２及び図１３は、絹フィルム及び／または絹コーティングに存在する絹フィブロイン断片の分子量の２つの異なる例示的なグラフを示す。Ｘ軸は分子量（ＭＷ）を表し、Ｙ軸は強度（例えば、同じ分子量の絹フィブロイン断片の数）を表す。青色のバーは、絹フィブロイン断片がまだ溶液中にあるときに測定される、絹フィルム及び／または絹コーティング中に特定の割合（例えば、１０％）の絹フィブロイン断片を含む分子量（ＭＷ）範囲（例えば、５０ｋＤａから１００ｋＤａ）を示す。図はまたピーク（Ｐ）も含み、例えば、図１２は１つのピークを有し、図１３は２つのピークを有する。さらなる例として、絹フィルム及び／または絹コーティングの分子量（ＭＷ）のグラフは、２つ以上のピークを含むであろう。本開示の目的のため、ピークの数は限定的ではなく、本明細書に説明される特定の分子量（ＭＷ）を有する絹フィブロイン断片の割合に影響を与えない。分子量はまた、ドデシル硫酸ナトリウム－ポリアクリルアミドゲル電気泳動（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）または他の同様の技術などの他の手段を介して測定されてもよい。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片のいずれも、１００キロダルトン（ｋＤａ）未満の分子量（ＭＷ）を有しておらず、絹フィブロイン断片の１％未満は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９０％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９５％以上は１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片のいずれも、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有しておらず、絹フィブロイン断片の１％未満は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９０％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９５％以上は１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片のいずれも、２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有しておらず、絹フィブロイン断片の１％未満は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９０％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９５％以上は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片のいずれも、３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有しておらず、絹フィブロイン断片の１％未満は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９０％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９５％以上は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片のいずれも、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有しておらず、絹フィブロイン断片の１％未満は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９０％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９５％以上は４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片の約１％と約１０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約１５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約３０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約３０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約５０％の間は、約１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約７５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約９５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％と約３０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％と約４０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％と約３０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％と約３５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％と約５０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約９０％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約７５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約７５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％と約９５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％と約９５％の間は、１００ｋＤａ未満の分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片の約１％と約９０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％と約９０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％と約９０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約９０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約９０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約８５％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約８５％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％と約８０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６５％と約８５％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約８０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％と約８０％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約９９％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％と約９９％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％と約９９％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約９０％と約９９％の間は、１００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片の約０．１％と約４０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．１％と約３０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．１％と約２０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．１％と約１０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．５％と約４０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．５％と約３０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．５％と約２０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．５％と約１０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約３０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約２０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約１０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％と約８０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約４０％と約９０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約９０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約９０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約８０％の間は２００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片の約０．１％と約３％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．１％と約５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約０．１％と約１０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約３０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約１０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約２０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％と約２０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約２０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約３０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約５０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約７５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１０％と約９５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１５％と約３０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約２０％と約５０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％と約５０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約９０％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約７５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約６０％と約７５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７５％と約９５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約８０％と約９５％の間は３００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

いくつかの態様では、絹フィブロイン断片の約１％と約５％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約１０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約２０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約３０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約１％と約６０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％と約１０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％と約１５％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５％と約２０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３０％と約６０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％と約５５％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％と約７５％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約３５％と約８５％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５０％と約８５％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約５５％と約８０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有し、絹フィブロイン断片の約７０％と約９０％の間は、４００ｋＤａを超える分子量（ＭＷ）を有する。

一態様では、本開示は、複数の処理サブステーションを含む絹製造システムに関する。具体的には、システムは、カイコの繭を受け取り、そこから絹フィブロインタンパク質を抽出して絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を備えた第１の処理サブステーションと、第１の処理サブステーションと流体連通し、第１の処理サブステーションから絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成された第２の処理サブステーションと、第２の処理サブステーションと流体連通し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、滅菌するように構成された第３の処理サブステーションと、第３の処理サブステーションと流体連通し、絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成された第４の処理サブステーションとを含む。様々な態様では、本明細書に開示されるシステムは、特定の用途のために、必要に応じて任意の数及び構成の処理サブステーションを含み得る。

上述の態様の様々な実施形態では、システムは、第１の処理サブステーションと第２の処理サブステーションとの間に配置され、絹フィブロインベースの溶液を第１の処理サブステーションから第２の処理サブステーションに移送するように構成されたポンプアセンブリをさらに含む。システムはまた、第１の処理サブステーションと第２の処理サブステーションとの間に配置され、例えば、溶液の温度を調整するためか、または溶液の１つまたは複数の成分の濃度を調整するために、絹フィブロインベースの溶液の保持または調整の少なくとも１つを行うように構成された貯蔵器を含んでもよい。さらに、システムは、第１の処理サブステーションと第２の処理サブステーションとの間に配置され、絹フィブロインベースの溶液を濾過するように構成された濾過システムと、処理サブステーションのいずれか１つの前または後で絹フィブロインベースの溶液の温度を調整するように構成された熱交換システムとをさらに含み得る。

さらなる実施形態では、第１の処理サブステーションは、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成される。第２の処理サブステーションは、絹フィブロインベースの溶液を浄化する、及び／または接線流濾過、つまり透析を使用してまたは使用せずに限外濾過及び／または透析濾過によってより高い割合の絹フィブロインを有するために絹フィブロインベースの溶液を濃縮するように構成され得る。第３の処理サブステーションは、限外濾過、精密濾過、低温殺菌、または類似したものの１つまたは複数によって浄化された絹フィブロインベースの溶液を適度に洗浄または滅菌するように構成され得る。一般に、滅菌は必ずしも細菌またはその他の生きている微生物を完全に含まない溶液を含むことを意図したものではないが、そうである可能性があるであろう。別のサブステーションは、濁度を下げるための遠心分離または精密濾過であってよい。過剰な濁度は、それが絹フィブロインベースの溶液から作られたコーティングの粘着性に影響を与える、絹溶液のバリア形成特性を妨げる、及び／または絹フィブロインベースの溶液から形成されるコーティングを曇って見せるまたは乳白色に見せる場合があるので、絹フィブロインベースの溶液では望ましくない場合がある。このため、濁度は、２．５％、５％、７．５％、１０％、１２．５％、１５％、１７．５％、または２０％の水中の絹フィブロインの溶液濃度を含む約１，０００光学密度未満に保たれ得、光学密度は６６０ｎｍの波長（ＯＤ６６０）で測定される。いくつかの実施形態では、濁度は、約０．９００、０．８００、０．７００、０．６００、０．５００、０．４００、０．３００、０．２００、０．１００、０．０５０（ＯＤ６００）などの下限未満、またはその範囲内の任意の増分で維持され得る。

さらに、過剰な量の微生物の存在は、絹溶液の性能に悪影響を与える場合があり、絹フィブロインベースの溶液を、収穫前の用途、収穫後の用途、動物飼料の用途、または他のそのような用途を含む、人間の消費または目標の用途に不適当にする場合がある。このため、微生物は、殺す及び／または絹フィブロインベースの溶液から実質的に除去する必要があり、これは、例えば、検出限界内で及び／または微生物のタイプの範囲内で決定され得るように、小さいレベルの減少から本質的に完全な除去に及び得る（例えば、カビ、酵母、腸内細菌、黄色ブドウ球菌、大腸菌の場合、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、または１０ｃｆｕ／ｇ未満、ならびにサルモネラ及びリステリアモノサイトゲネスの場合「陰性／２５ｇ未満」の読み取り値）。一例では、これは、例えば、プレートカウントアガー（ＰＣＡ）及び／またはポテトデキストロース寒天（ＰＤＡ）上の総好気性プレートカウントなど、許容される試験機構の下で微生物の量を１０ＣＦＵ／ｍｌ未満に保つことを意味する場合がある。いくつかの場合、第３の処理サブステーションは、浄化された絹フィブロインベースの溶液を食品等級基準まで滅菌するように構成される。いくつかの場合、第３の処理サブステーションは、システムから完全に取り除かれる場合がある。それらの場合、または他の場合、上記のサブステーションは、食品等級基準の製品を製造し得る、及び／または絹フィブロインベースの溶液を本明細書に説明されるレベルまで滅菌し得る。例えば、第１のサブステーションは、溶液から微生物を除去するために絹フィブロインベースの溶液を一定の温度で処理することによって、絹フィブロインベースの溶液を滅菌し得る。この例では、代わりにシステム全体を閉じることができるであろうため、さらなる滅菌は必要ない。他の場合には、第３の処理サブステーションは、システム内の異なる位置に配置され得る。いくつかの場合、第３の処理サブステーションを必要とするほど十分に多数の微生物が存在し得ないように、システム全体は閉じられたシステムであり得る。さらに、第４の処理サブステーションは、噴霧乾燥、凍結乾燥、または業界で既知の類似した乾燥方法及び粉末化方法によって浄化された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するように構成され得る。

さらに他の実施形態では、システムは、例えば、カイコの繭を細断するためのシュレッダー、軟化装置、浸漬装置、及び／または資材運搬機器など、第１の処理サブステーションへの導入の前にまたは導入時に、カイコの繭を調整するように構成された前処理システムをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、カイコの繭は、縮小されたサイズ及び形状に細断される（例えば、０．５～５０ｃｍの断片またはより長い繭毛羽、絹シート、もしくは絹詰め物の０．５～５０ｃｍのストランド）、及び／または処理されるか、もしくはプレスされる。いくつかの実施形態では、繭または他の絹投入物は、システムに導入される前に、セリシンを除去され、有機化合物及び無機化合物を除去するために洗浄され、他のタンパク質を除去されるか、または絹投入物の単位質量あたりのフィブロインの量を増加させるために複数の絹投入物と組み合わせられ得る。これは、細断ステップもしくは切断ステップ、または予備のデガミングのステップを含む場合もあれば、含まない場合もある。さらに、前処理装置は、繭から破片を分離すること、繭を試験すること（例えば、化学分析）、及び／または繭組成評価を含む他の品質管理プロセスを実行することを含む、繭を清掃するためのシステムを含み得る。

システムはまた、第４の処理サブステーションから絹フィブロイン粉末を受け取るように構成された後処理システムを含み得る。後処理装置は、１つまたは複数の添加剤、または異なる化学特性もしくはポリマー特性（つまり、分子重量プロファイル、濁度など）を有する異なるバッチからの絹粉末の添加によって絹フィブロイン粉末を調整する装置を含み得る（例えば、インスタンス化及び溶解度の増加を可能にするために、または異なる特徴及び特性を可能にするために、より低い分子量の絹フィブロインをより高い分子量の絹フィブロインに添加し得る）。後処理装置はまた、粉末をより乾燥させ得る、より湿らせ得る、より高密度にし得る、より清潔にし得る、及び／またはよりインスタンス化可能にし得る熱処理ステップまたは凝集ステップを加え得る。後処理装置はまた、絹フィブロイン粉末を試験する、及び／または絹フィブロイン粉末を包装するための装置を含み得る。後処理ステップは、常温保存可能な絹フィブロイン粉末を可能にするための無菌包装方法であってよい。

システムは、様々な処理サブステーション（例えば、バルブアセンブリ、センサ、スイッチ、送信機、ドライブなど）と通信し、様々な構成要素（例えば、繭、溶媒、化合物など）の導入変数（例えば、容積、流量、混合率、攪拌速度、プロセスのタイミング／持続時間、前処理動作、成分割合、ｐＨレベル、温度、圧力、溶液量、固形分量など）の１つまたは複数を制御するように構成されたコントローラを含み得、デガミング動作（例えば、浸漬回数と温度、加圧、攪拌速度とそのタイミング、容積制御（つまり、容器の排水及び補充、再循環））を制御し、濯ぎ動作（例えば、溶液の状態の決定、容器の排水及び補充、溶媒の添加、様々なステップの頻度及び持続時間、加圧、または減圧）を制御し、絹フィブロイン溶解動作（例えば、第２の化合物の添加及びその濃度、時間、温度、圧力、攪拌速度とそのタイミング、持続時間など）を制御し、サブステーションからの出力（例えば、流量、温度など）を制御する。

本明細書に開示される態様のいずれかの様々な実施形態では、第１の処理サブステーションは、カイコの繭及び１つまたは複数の成分（例えば、ソーダ灰、カオトロピック剤、触媒、添加剤、または同様のもの）を受け取るように構成された第１の入口ポート、溶媒（例えば、水、エタノール、クエン酸など）を受け取るように構成された第２の入口ポート、及び絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された少なくとも１つの出口を有する反応容器を含む。反応容器は、繭から絹フィブロインタンパク質をデガミングすること、濯ぐこと、及び溶解させることの少なくとも１つによってカイコの繭を処理するように構成される。第１の処理サブステーションはまた、反応容器の周りに配置された、容器及びその内容物との熱交換（例えば、必要に応じて加熱または冷却）を提供するように構成されたウォータージャケットまたはオイルジャケットを含み得る。第１の処理サブステーションは、例えば、ミキサー、振動板、マグネチックスターラー、超音波破砕器、液体ポンプ、空気ポンプ、水の流れなど、反応容器の内容物を攪拌するように構成された装置をさらに含み得る。攪拌は、外部または内部の圧力流を通して発生し得、圧力流は液体及び／または気体である。様々な実施形態では、撹拌装置は、反応容器の底面または上面に近接して配置され得る。様々な実施形態では、攪拌装置は、反応容器の様々な部分に配置され得る（つまり、底部、中心、及び上部にポンプ、底部に攪拌機、ならびに上部にポンプなど）。いくつかの実施形態では、攪拌装置は、一体型シャフト及びインペラーを有するミキサーである。インペラーは、軸方向の流れ、半径方向の流れ、及び／または接線方向の流れのために構成され得、逆に動かされ得る。さらに、インペラーは、絹繊維の付着に耐える物質でコーティングされる、及び／またはブレードの表面仕上げ（例えば、なんらかの閾値未満の表面粗さ）を有する場合がある。ミキサーは、交換可能なインペラーを有し得、インペラーは、特定のプロセスに適し、異なる形状、ピッチなどを有する平たいブレード、湾曲したブレード、傾斜したブレード、フィンガーブレード、アンカーブレード、ゲートブレード、リボンブレードなどを有するように構成され得る。インペラーはまた、異なる処理ステップの最中に、または異なる処理ステップ間で容器の中にまたは容器内容物内に上昇または下降するように構成されてもよい。

さらなる実施形態では、反応容器は、廃棄物に送る、再循環する、またはリサイクルすることができる、溶媒の少なくとも一部及びその中のあらゆる残留物（例えば、溶解したセリシン）を除去するための第２の出口を含む。反応容器は、ガラスの内張りを有し、０．５～５．０、またはより好ましくは０．８～２、及びより好ましくは１．０～１．５ の仕事量によって定められる高さ対直径のアスペクト比を有するサイズに作られ得る。アスペクト比は、例えば、温度制御、処理速度、所望の容積、作業スペースなどの特定の用途に適するために選択され得る。容器の容積は、必要とされるバッチサイズに応じて約０．２５リットル～約８０，０００リットル、好ましくは０．５リットル～５，０００リットルの範囲にわたる場合がある。さらに、反応容器は円筒形以外の形状を有し得るため、アスペクト比は、容器の高さ対その断面積（例えば、長方形、卵形などの断面形状）となる。容器の内容物は、複数のカイコの繭（前処理ありまたは前処理なし）、溶媒（例えば、水）、及び化合物を含み得る。カイコの繭の充填密度は、特定の用途（例えば、完成した絹フィブロインベースの溶液）及び／または異なる絹投入物（例えば、繭、繭毛羽など）に適するために変化し、約１％～１００％、約１％～７０％、約１％～５０％、約１％～３０％、約１％～２０％、約２％～２０％、約２％～１５％、約１００％未満、約９０％未満、約８０％未満、約７０％未満、約６０％未満、約５０％未満、約４０％未満、約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約１％より大きい、約５％より大きい、約１０％より大きい、約１５％より大きい、約２０％より大きい、約３０％より大きい、約４０％より大きい、約５０％より大きい、約６０％より大きい、約７０％より大きい、約８０％より大きい、約９０％より大きい範囲にわたる場合がある。ウォータージャケットまたはオイルジャケットは、内容物を約５０℃～約１５０℃、好ましくは約７５℃～約１２５℃、または特定の用途に適する他の温度に加熱するように構成されている。さらに、濯ぎステップは、１～３０の濯ぎサイクル、より好ましくは約１～約１０の濯ぎサイクル、より好ましくは約３～約１０の濯ぎサイクル、及びより好ましくは約４～約６の濯ぎサイクル、または本質的に特定の用途に適する任意の数の濯ぎサイクルを実行することを含み得る。一般に、プロセス回数、温度、ｐＨ、及び他の溶液の特性は、絹の種類または特定の出力仕様などの特定の用途に適するために変化し得る。

反応容器はまた、容器内でのカイコの繭の移動及び／または位置を制御する（例えば、繭の浮遊を防ぐ）ように構成された取り扱い構造または取り扱い装置を含み得る。装置は、例えば、容器の下部に近接して配置され、カイコの繭を攪拌装置から分離する、及び／またはカイコの繭が容器の上部に浮遊することを防ぐように構成されたスクリーンまたはネットと、第１の入口と連通し、カイコの繭をその導入中に容器内の特定の場所に導くように構成されたシュートまたは漏斗構造と、溶液の一部を容器の下部から引き出し、溶液を容器の上部に再導入する、及び／または真水を導入してカイコの繭を溶液中に押し下げるように構成された再循環システムと、容器内に配置され、溶液内のあらゆる固形物を容器の下部に向けて「押す」ように構成された垂直に移動可能なふるい（例えば、有孔プランジャ）と、容器内に配置され、その内壁から延びる１つまたは複数のバッフルであって、溶液及びその中の内容物の移動を導くバッフルとを含み得る。いくつかの実施形態では、カイコの繭の移動は、プロセスの様々な段階の間に処理温度を調整することによって制御し得る。例えば、デガミング動作中、内容物は、気泡の形成を減らすためにその沸点よりわずかに低い温度に加熱し得る。繭の移動を制御する他の方法は、以下により詳細に説明される。例えば、図９～図１１を参照すること。

第１の処理サブステーション及びシステムは、一般に、例えば、カイコの繭、化合物、溶媒、廃液、残留物、及び最終的な絹フィブロインベースの溶液などの任意の構成要素の第１の処理サブステーション及び／または反応容器への導入及びそれらからの除去を制御するように構成された１つまたは複数のバルブアセンブリ（手動アクチュエータまたは自動アクチュエータを備えた）を含み得る。第１の処理サブステーション及びシステムは、一般に、様々なプロセスの動作を（人間の介入によりまたは人間の介入なしに）制御するために使用され得る、溶液の温度、濃度、流量、ｐＨ、液面、濁度、粒子サイズ、分子量、加圧などの１つまたは複数を感知するように構成された少なくとも１つのセンサを含み得る。

本明細書に開示される態様のいずれかのさらなる実施形態では、第２の処理サブステーションは、少なくとも１つの膜を収容する濾過モジュールを含む。濾過モジュールは、第２の化合物（例えば、臭化カルシウム、塩化マグネシウム、酢酸リチウム、過塩素酸リチウム、塩化グアニジニウム、エタノール、メタノール、尿素、チオ尿素、ドデシル硫酸ナトリウム、チオシアン酸リチウム（ＬｉＳＣＮ）、チオシアン酸ナトリウム（ＮａＳＣＮ）、チオシアン酸カルシウム（Ｃａ（ＳＣＮ）２）、チオシアン酸マグネシウム（Ｍｇ（ＳＣＮ）２）、無水または二水和塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、塩化亜鉛（ＺｎＣｌ２）、硝酸銅（Ｃｕ（ＮＯ２）２）、エチレンジアミン銅（Ｃｕ（ＮＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＮＨ２）２（ＯＨ）２）、Ｃｕ（ＮＨ３）４（ＯＨ）２、アジサワ試薬（ＣａＣｌ２／エタノール／水）、イソプロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、酢酸エチル、硝酸カルシウム、硝酸マグネシウム、過塩素酸カルシウム、塩素酸カルシウム、酢酸カルシウム、第二リン酸カルシウム／リン酸水素カルシウム、硫酸カルシウム、フッ化カルシウム、フッ化アンモニウム、硫酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン酸二アンモニウム（リン酸水素二アンモニウム）、リン酸二水素アンモニウム、酢酸アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硝酸アンモニウム、塩素酸アンモニウム、ヨウ化アンモニウム、過塩素酸アンモニウム、チオシアン酸アンモニウム、フッ化カリウム、硫酸カリウム、リン酸一カリウム、リン酸二カリウム（リン酸水素カリウム）、リン酸三カリウム、酢酸カリウム、塩化カリウム、臭化カリウム、硝酸カリウム、塩素酸カリウム、ヨウ化カリウム、過塩素酸カリウム、チオシアン酸カリウム、フッ化ナトリウム、硫酸ナトリウム、一リン酸ナトリウム（例えば、リン酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム）、二リン酸ナトリウム及びポリリン酸ナトリウム（例えば、二リン酸一ナトリウム、二リン酸二ナトリウム、二リン酸三ナトリウム、二リン酸四ナトリウム、三リン酸ナトリウム）、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、硝酸ナトリウム、塩素酸ナトリウム、ヨウ化ナトリウム、過塩素酸ナトリウム、フッ化リチウム、硫酸リチウム、リン酸リチウム、塩化リチウム、臭化リチウム、硝酸リチウム、塩素酸リチウム、ヨウ化リチウム、フッ化マグネシウム、硫酸マグネシウム、リン酸一マグネシウム、リン酸ミマグネシウム、リン酸トリマグネシウム、酢酸マグネシウム、臭化マグネシウム、塩素酸マグネシウム、ヨウ化マグネシウム、過塩素酸マグネシウム、チオシアン酸マグネシウム、リン酸一カルシウム、リン酸三カルシウム、リン酸八カルシウム、二リン酸二カルシウム、三リン酸カルシウム、ヨウ化カルシウム、硝酸グアニジニウム、ヨウ化グアニジニウム、チオシアン酸グアニジニウム、またはそれらの組み合わせなどのカオトロピック剤）を含む絹フィブロインベースの溶液を受け取るように構成された入口と、任意のカオトロピック剤の濃度が低下した浄化された絹フィブロインベースの溶液（すなわち被保持物）を出力するように構成された出口と、第２の化合物（つまり、濾過生成物）の一部を出力するように構成された廃棄ポートを有する。濾過モジュールは、透析濾過または透析によって第２の化合物を絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成される。いくつかの場合、モジュールを通る流れは、膜の表面に対して接線方向である。絹フィブロインベースの溶液はまた、後のプロセス（例えば、滅菌または粉末化）を最適化するために調整され得る、あるレベルの濃度を経験する場合がある。絹フィブロインベースの溶液は、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量、好ましくは約３ダイア容量から約１０ダイア容量、及びより好ましくは約５ダイア容量から約９ダイア容量によって定められた期間、濾過モジュールを通して循環され得る。いくつかの場合、プロセスの状態を判断するために、被保持物中のカオトロピック剤の濃度レベル及び／または濾過モジュール全体での圧力低下も監視され得る。一般に、ユーザーが実質的に検出できないレベル（例えば、無味）の残留カオトロピック剤を取得することが望ましい。ただし、このレベルは、異なる薬剤及び／または製品用途で変わり、１，０００百万分の１量（ｐｐｍ）未満、９００ｐｐｍ未満、６５０ｐｐｍ未満、４００ｐｐｍ未満、３００ｐｐｍ未満、２５０ｐｐｍ未満、さらには１５０ｐｐｍ未満ほどの低濃度を含む場合もある。いくつかの場合、絹フィブロインベースの溶液に汚染物質または不要な物質が存在しないことを確実にするために、他の試験が実施される。

さらに、濾過モジュールは、１つまたは複数の渦巻き形の膜を含み得る。しかしながら、特定の用途（例えば、流量、圧力など）に適するために、プレートとフレーム、中空繊維などの他の膜構造が使用され得る。濾過モジュールは複数の段階を含み得、約１～約１０の膜、約１～約８の膜、約３～約８の膜、約３～約５の膜を含み得る。複数のフィルタ段または濾過モジュールが使用される場合、絹フィブロインベースの溶液は、特定の用途に適するために直列、並列、または両方でそこを通過し得る。膜の数、サイズ、及び構成は、さまざまなシステムパラメータ（例えば、流量）に基づいて選択される。膜活性層の構造及び化学はまた、特定の用途に適するために変化し、約１ｋＤａから約３００ｋＤａ、約１ｋＤａから約１００ｋＤａ、約１ｋＤａから約５０ｋＤａの分子量カットオフで構造化され得る。さらに、膜は、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはそれらの組み合わせから製造され得る。

第２の処理サブステーションはまた、処理中に絹フィブロインベースの溶液の温度を制御するために、必要に応じて任意のバルブ、ポンプ、制御装置などを含む熱交換システムを含み得る。例えば、濾過モジュールに導入する前に絹フィブロインベースの溶液の温度を下げると、第２の化合物の除去が促進され得る。第２の処理サブステーションはまた、減少した第２の化合物を含む絹フィブロインベースの溶液出力物を少なくとも１つの入口（再循環）に、または第３の処理サブステーション及びコントローラと通信する１つまたは複数のセンサ（例えば、差圧、温度、流量、塩分計、導電率など）に向けるように構成された１つまたは複数のバルブアセンブリを含み得る。いくつかの実施形態では、濾過モジュールは、除去された第２の化合物を蒸発などによって回収するためのリサイクル回路を含み得る。

本明細書に開示される態様のいずれかの追加の実施形態では、第３の処理サブステーションは、第２の処理サブステーションから浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取るように構成された入口と、無菌の絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された出口とを有する精密濾過モジュールを含む。精密濾過モジュールは濁度を下げる、及び／または浄化された絹フィブロインベースの溶液から微生物を除去するように構成される。いくつかの実施形態では、入口は、第１の処理サブステーションから絹フィブロインベースの溶液を受け取るように構成され、出口は、無菌の絹フィブロインベースの溶液を第２の処理サブステーションに出力するように構成される。さらに、精密濾過モジュールは、必要に応じて、ポンプ、バルブ、及び保持タンクを備えた、また備えていない１つまたは複数のフィルタ段を含み得る。いくつかの実施形態では、第１のフィルタ段は第２の処理サブステーションの上流に配置され、第２のフィルタ段は第２の処理サブステーションの下流に配置され得る。１つまたは複数のポンプを含む実施形態では、ポンプは、絹フィブロインベースの溶液を、精密濾過プロセスを完了した後に必要に応じて、フィルタ段間及び／または処理サブステーション間で、及び／または別のプロセスに移送するように構成される。さらに、溶液を保管するために、または濁度もしくは無菌レベルに対処するために必要な場合があるように、温度制御または濃度調整などの追加の処理を提供するために、１つまたは複数の保持タンクが含まれ得る。

フィルタ段は、１つまたは複数の渦巻き形の膜を含み得る。しかしながら、特定の用途に適するために、プレートとフレーム、中空繊維、バッグフィルタ、カートリッジなどの他の膜構造が使用され得る。いくつかの実施形態では、精密濾過モジュールは２つの段を含んでよく、第１の段は大きな凝集体を除去するように構成され、一方、第２の段はより小さい凝集体を除去する、及び／または滅菌し、溶液の濁度を下げるように構成される。第２の段の膜は、０．６５～１５μｍの範囲の細孔径での深層濾過または表面濾過用に構成され得る。第２の段の膜は、約０．０５～０．６５μｍの範囲の細孔径での深層濾過または表面濾過用に構成され得る。膜は、食品等級の濾過助剤を使用してまたは使用せずに、ＰＥＳ、ＰＰ、またはセルロースから作られる場合がある。フィルタ段は、約１～約５２の膜を含み得る。

絹フィブロインベースの溶液は、特定の用途に適するために直列、並列、または両方で膜を通過し得る。膜は、約０．０２μｍ～約１５μｍの平均細孔径を有し得る。いくつかの実施形態では、第１のフィルタ段の膜は、約０．７μｍ～約５μｍ、好ましくは約０．９μｍ、及び約１．４μｍの範囲の細孔径を有し得、一方、第２のフィルタ段の膜は、約０．０５μｍ～約０．８μｍ、好ましくは約０．２μｍ～約０．８μｍの範囲の細孔径を有し得、絹フィブロインベースの溶液は、（例えば、第１の段のより大きい凝集体を除去するために）第２のフィルタ段を通過する前に第１のフィルタ段を通過する。いくつかの場合、絹フィブロインベースの溶液は、最小限の量のカオトロピック剤を含む。さらにまたは代わりに、第３の処理サブステーションは、低温殺菌によって溶液を滅菌するための熱交換回路を含み得る。

本明細書に開示される態様のいずれかのなおさらなる実施形態では、第４の処理サブステーションは、第３の処理サブステーションから滅菌された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、絹フィブロインタンパク質を粉末形態で出力するように構成された粉末化装置を含む。さらに、結果として生じる粉末絹フィブロインは、１．０、０．９５、０．９、０．８５、０．８、０．７５、０．７、０．６、０．５、０．４、０．３、０．２，０．１未満の水分活性レベルを有し得る。好ましくは、水分活性レベルは、食品及び微生物学的見地から常温保存可能な粉末を可能にするために０．９未満である。粉末化装置は、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を第３の処理サブステーションから受け取るように構成された入口と、粉末化され、容易にインスタンス化可能な形態で絹フィブロインタンパク質を出力するように構成された出口とを有する噴霧乾燥機を含み得る。一実施形態では、噴霧乾燥機は高圧ノズルを有するように構成され得、噴霧は、この場合は絹フィブロインベースの溶液である供給物をノズルオリフィスに押し通すことによって生成される。代わりに、供給物と圧縮空気との間の相互作用によって噴霧が生成される、二流体ノズル噴霧乾燥機が使用され得る。二流体ノズル構成では、供給物は、後続のノズル加熱ステップを使用して、または使用せずに圧縮空気との接触を介して霧化され得る。高温の乾燥ガスはまた、噴霧エンジンが供給物に接触したときに噴霧エンジンを加速するために使用され得る。高温の乾燥ガスは、低速で移動するように構成され得る。他の噴霧乾燥機構成も使用され得る。非限定的な例として、噴霧乾燥機は、以下のタイプ、つまり高圧ノズル、二流体ノズル、燃焼ノズル、霧化の１つであってよい。

インスタンス化可能は、流動性があり、液体中で容易に分散可能であり、液体中で粉末を攪拌または振盪することなく液体中に安定した分散液を形成するが、代わりに短期間のみ液体中で粉末を攪拌または振盪することによって作成できるであろう粉末を含むが、これに限定されない一連の特性を包含し得る。一実施形態では、粉末の含水量は、約１％～１０％、より好ましくは約１．０％～７％である必要がある。第４の処理サブステーションはまた、処理前に滅菌された絹フィブロインベースの溶液を保持するための供給容器を含み得る。供給容器は、例えば、粉末化を促進するため、またはよりインスタント化可能な粉末を生成するために、処理前に滅菌された絹フィブロインベースの溶液を処理するように構成され得る。第４の処理サブステーションはまた、粉末化された絹フィブロインタンパク質を改変するための粉末化装置の下流に配置された装置（例えば、それをよりインスタンス化可能にするための添加剤の包含、もしくは凝集を支援するための装置）または包装装置を含み得る。凝集装置の例として、第４の処理サブステーションは、外部流動床または粉末化装置と統合された流動床を含み得る。凝集装置は、粉末化された絹フィブロインタンパク質の分散性、インスタント化、または湿潤特性を改善し得る、粉末化された絹フィブロインタンパク質の凝集を補助し得る。任意の適切な凝集装置が利用され得る。いくつかの実施形態では、粉末化された絹フィブロインは、それが粉末化された後に凝集装置を通過し得る。他の実施形態では、粉末化プロセス中に凝集が起きるように、凝集装置を噴霧乾燥機に統合される場合がある。いくつかの実施形態では、凝集装置は、粉末化された絹フィブロインタンパク質粒子のサイズを約５％以上、約１０％以上、約２０％以上、約３０％以上、約４０％以上、約５０％以上、約６０％以上、約７０％以上、約８０％以上、約９０％以上、約１００％以上、約１５０％以上、約２００％以上、約２５０％以上、約３００％以上、約３５０％以上、約４００％以上、約５００％以上、約６００％以上、約７００％以上、約８００％以上、約９００％以上、約１０００％以上増加させ得る。

別の態様では、本開示は、食品等級の絹フィブロインを得るためにカイコの繭を処理する方法に関する。方法は、複数のカイコの繭を反応容器に導入するステップと、溶媒（例えば、水（例えば、軟化水、濾過水、脱イオン水、水道水）、エタノール、クエン酸、または酸性のｐＨを有する他の適切な物質）を反応容器に導入するステップと、第１の化合物を反応容器に導入するステップと、反応容器の内容物に熱を導入してカイコの繭のデガミングを促進するステップと、反応容器を任意選択で加圧する、及び／または反応容器内のカイコの繭の移動を制御するために反応容器の内容物を任意選択で攪拌するステップと、溶媒の少なくとも一部及びもしあればデガミング残留物を除去するステップと、デガミングされた絹フィブロインを濯ぐステップと、残りの絹フィブロインタンパク質を溶液中に溶解させるために（追加の溶媒を使用してまたは使用せずに）第２の化合物を反応容器に導入するステップと、（例えば、必要に応じて、特定のレベルまたは純度の範囲を満たすために）第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために反応容器の内容物を濾過するステップと、「食品等級」品質の絹フィブロインベースの溶液を得るために、浄化された絹フィブロインベースの溶液を滅菌プロセスに導くステップと、粉末形態の絹フィブロインを得るために、浄化された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するステップとを含む。プロセスの様々なパラメータは、例えば、様々な構成要素（例えば、カイコの繭、溶媒、化合物、濯ぎ液など）、の導入または除去の順序、量、及び速度、動作温度範囲、処理時間（例えば、攪拌ステップ（複数可）の速度とタイミング）、動作順序などの特定の用途に適するために変化する。様々な実施形態では、本明細書に開示される方法は、本明細書に開示されるシステム及びサブステーションに対応する追加のプロセスまたはステップのいずれかを組み込み得る。

実施形態１：（Ａ）絹投入物を受け取り、そこから絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液がセリシンを実質的に含まないように、絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を含む第１の処理サブステーションであって、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された第１の処理サブステーションと、（Ｂ）第１の処理サブステーションと流体連通する第２の処理サブステーションであって、第２の処理サブステーションが、第１の処理サブステーションから絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成され、浄化された絹フィブロインベースの溶液が約６５０百万分の１量（ｐｐｍ）未満の１つまたは複数の塩または非有機粒子を含み、（Ｃ）絹フィブロインベースの溶液が、第３の処理サブステーションの前に、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を生成するために滅菌され、（Ｄ）第２の処理サブステーションと流体連通する第３の処理サブステーションであって、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成された噴霧乾燥機である第３の処理サブステーションとを含む、絹製造システム。

実施形態２：（Ａ）絹投入物を受け取り、そこから絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を含む第１の処理サブステーションであって、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された第１の処理サブステーションと、（Ｂ）第１の処理サブステーションと流体連通する第２の処理サブステーションであって、第１の処理サブステーションから絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成された第２の処理サブステーションと、（Ｃ）第２の処理サブステーションと流体連通する第３の処理サブステーションであって、浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、滅菌するように構成された第３の処理サブステーションと、（Ｄ）第３の処理サブステーションと流体連通する第４の処理サブステーションであって、第４の処理サブステーションが、浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成され、噴霧乾燥機である第４の処理サブステーションとを含む絹製造システム。

実施形態３：（Ａ）絹投入物を受け取り、そこから絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された第１の処理サブステーションであって、第１の処理サブステーションは、単一の容器内で絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成され、第１の処理サブステーションは、生糸投入物及び１つまたは複数の化合物を受け取るように構成された第１の入口ポート、溶媒を受け取るように構成された第２の入口ポート、及び絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された少なくとも１つの出口を含む反応容器であって、絹投入物からの絹フィブロインタンパク質をデガミングする、濯ぐ、及び溶解させることによって絹投入物を処理するように構成された反応容器と、反応容器の周りに配置され、容器との熱交換を提供するように構成された液体ジャケットであって、内容物を約５０℃～約１５０℃の温度に加熱するように構成された液体ジャケットと、反応容器の内容物を攪拌するように構成された攪拌機機構とを含む、第１の処理サブステーションと、（Ｂ）第１の処理サブステーションと流体連通する第２の処理サブステーションであって、第２の処理サブステーションは、第１の処理サブステーションから絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成され、第２の処理サブステーションは、絹フィブロインベースの溶液を接線流濾過によって浄化するように構成され、第２の処理サブステーションは、少なくとも１つの膜を収容する濾過モジュールを含み、モジュールは、化合物を含む絹フィブロインベースの溶液を受け取るように構成された入口、化合物の量が減少した、浄化された絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された出口、及び化合物の一部を出力するように構成された廃棄ポートを含み、濾過モジュールは、絹フィブロインベースの溶液を、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量に達するまで濾過モジュールを通して循環させることによって、化合物を絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成され、（Ｃ）絹フィブロインベースの溶液が、第３の処理サブステーションの前に、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を生成するために滅菌され、（Ｄ）第２の処理サブステーションと流体連通する第３の処理サブステーションであって、第３の処理サブステーションは、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成され、第３の処理サブステーションは、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を噴霧乾燥機によって粉末化するように構成され、１台の凝集装置を含む第３の処理サブステーションと、（Ｅ）第３の処理サブステーションから絹フィブロイン粉末を受け取り、絹フィブロイン粉末の調整、絹フィブロイン粉末の試験、または食品に使っても安全な容器への絹フィブロイン粉末の包装の少なくとも１つを行うように構成された後処理システムとを含む、絹製造システム。

実施形態４：絹投入物を受け取り、そこから絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液がセリシンを実質的に含まないように、絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を含む第１の処理サブステーションであって、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された第１の処理サブステーションを含む絹製造システム。

実施形態５：浄化された絹フィブロインベースの溶液が、約４００ｐｐｍ未満の１つまたは複数の塩または非有機粒子を含む、実施形態１～４のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態６：粉末化された絹フィブロインベースの溶液が、０．９未満の水分活性レベルを含む、実施形態１～５のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態７：絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、実施形態１～６のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態８：第１の処理サブステーションと第２の処理サブステーションとの間に配置され、絹フィブロインベースの溶液の保持または調整の少なくとも１つを行うように構成された貯蔵器と、第１の処理サブステーションと第２の処理サブステーションとの間に配置され、第１の処理サブステーションと、貯蔵器と、第２の処理サブステーションとの間で絹フィブロインベースの溶液を移送するように構成されたポンプアセンブリとをさらに含む、実施形態１～７のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態９：第２の処理サブステーションが少なくとも１つの渦巻き形の濾過膜を含む、実施形態１～８のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１０：処理サブステーションのいずれか１つの前または後に絹フィブロインベースの溶液の温度を調整するように構成された熱交換システムをさらに含む、実施形態１～９のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１１：第２の処理サブステーションが透析濾過によって絹フィブロインベースの溶液を浄化するように構成される、実施形態１～１０のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１２：第２の処理サブステーションが接線流濾過によって絹フィブロインベースの溶液を浄化するように構成される、実施形態１～１１のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１３：第３の処理サブステーションまたは第４の処理サブステーションが１台の凝集装置を含む、実施形態１～１２のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１４：第３の処理サブステーションから絹フィブロイン粉末を受け取り、絹フィブロイン粉末の調整、絹フィブロイン粉末の試験、または食品に使っても安全な容器への絹フィブロイン粉末の包装の少なくとも１つを行うように構成された後処理システムをさらに含む、実施形態１～１３のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１５：第３の処理サブステーションが、浄化された絹フィブロインベースの溶液を、精密濾過によって食品等級基準まで滅菌するように構成される、実施形態１～１４のいずれか１つまたはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１６：第３の処理サブステーションが、浄化された絹フィブロインベースの溶液を、低温殺菌によって食品等級基準まで滅菌するように構成される、実施形態１～１５のいずれか１つまたはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１７：第２の処理サブステーションと流体連通する第４の処理サブステーションをさらに含み、第４の処理サブステーションは、浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、滅菌するように構成された、実施形態１～１６のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１８：第４の処理サブステーションは、絹フィブロインベースの溶液または浄化された絹フィブロインベースの溶液の少なくとも１つを受け取り、絹フィブロインベースの溶液または浄化された絹フィブロインベースの溶液の少なくとも１つから微生物を除去し、濁度を下げるように構成された精密濾過モジュールを含む、実施形態１～１７のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態１９：精密濾過モジュールが２つのフィルタ段を含み、第１のフィルタ段が、約０．７μｍと約５μｍの間の細孔径を有し、第２のフィルタ段が、約０．０５μｍと約０．８μｍの間の細孔径を有し、絹フィブロインベースの溶液が、第２のフィルタ段を通過する前に第１のフィルタ段を通過する、実施形態１～１８のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２０：精密濾過モジュールが、絹フィブロインベースの溶液をフィルタ段間、処理サブステーション間に、精密濾過プロセスまたはそれらの任意の組み合わせを完了した後必要に応じて別のプロセスに移送するように構成された１つまたは複数のポンプをさらに含む、実施形態１～１９のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２１：精密濾過モジュールが、１つまたは複数の保持タンクをさらに含み、タンクが、溶液の保管、溶液の温度制御、または濁度もしくは無菌レベルに対処するための溶液濃度の調整の１つまたは複数を含む追加の処理を提供するように構成され得る、実施形態１～２０のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２２：反応容器が、約０．５～約５．０の仕事量によって定められる高さ対直径のアスペクト比を有するサイズに作られる、実施形態１～２１のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２３：反応容器が、約０．８～約２．０の仕事量によって定められる高さ対直径のアスペクト比を有するサイズに作られる、実施形態１～２２のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２４：反応容器が、容器内の絹投入物の移動または位置の少なくとも１つを制御するための取り扱い構造をさらに含む、実施形態１～２３のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２５：第１の処理サブステーションへの導入前または導入時に絹投入物を調整するように構成された前処理システムをさらに含む、実施形態１～２４のいずれか１つまたはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２６：第２の処理サブステーションが、処理中に絹フィブロインベースの溶液の温度を制御するための熱交換システムをさらに含む、実施形態１～２５のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２７：濾過モジュールが、絹フィブロインベースの溶液を、約５ダイア容量から少なくとも約８ダイア容量に達するまで濾過モジュールを通して循環させることによって、絹フィブロインベースの溶液から第２の化合物を除去するように構成される、実施形態１～２６、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態２８：複数の絹投入物を反応容器に導入するステップと、溶媒を反応容器に導入するステップと、第１の化合物を反応容器に導入するステップと、絹投入物のデガミングを促進するために、熱を反応容器の内容物に導入するステップと、反応容器内での絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、デガミングされた絹の投入物を濯ぐステップと、あらゆる残りの絹フィブロインタンパク質を溶液に溶解させるために、第２の化合物を反応容器に導入するステップと、反応容器の内容物を攪拌するステップと、第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために、反応容器の内容物を濾過するステップと、浄化された絹フィブロインを粉末形態で得るために、浄化された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するステップとを含む、絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法。

実施形態２９：複数の絹投入物を反応容器に導入するステップと、溶媒を反応容器に導入するステップと、第１の化合物を反応容器に導入するステップと、カイコのデガミングを促進するために、熱を反応容器の内容物に導入するステップと、反応容器内での絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、溶媒及びあらゆるデガミング残留物の少なくとも一部を除去するステップと、デガミングされた絹投入物を濯ぐステップと、溶液中に残りの絹フィブロインタンパク質を溶解させるために第２の化合物を反応容器に導入するステップと、反応容器の内容物を攪拌するステップと、第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために、反応容器の内容物を濾過するステップと、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を得るために、浄化された絹フィブロインベースの溶液を滅菌プロセスに導くステップと、絹フィブロインを粉末形態で得るために、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するステップとを含む、絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法。

実施形態３０：反応容器内でのデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された反応容器を提供するステップであって、容器が、少なくとも１つの入口ポート、少なくとも１つの出口ポート、ならびに容器及びその内容物との熱交換を提供するように構成された液体ジャケットを含む、提供するステップと、少なくとも１つの入口ポートを介して複数の絹投入物を反応容器に導入するステップと、少なくとも１つの入口ポートを介して溶媒を反応容器に導入するステップと、少なくとも１つの入口ポートを介して第１の化合物を反応容器に導入するステップと、絹投入物のデガミングを促進するために、液体ジャケットを介して反応容器の内容物を約５０℃～約１５０℃の温度に加熱するステップと、反応容器内での絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、少なくとも１つの出口ポートを介して、溶媒の少なくとも一部及びあらゆるデガミング残留物を除去するステップと、デガミングされた絹投入物を濯ぐステップと、残りの絹フィブロインタンパク質を溶解させて絹フィブロインベースの溶液を形成するために、少なくとも１つの入口ポートを介して第２の化合物を反応容器に導入するステップと、反応容器の内容物を攪拌するステップと、少なくとも１つの出口ポートを介して、第２の化合物を含む絹フィブロインベースの溶液を濾過モジュールに出力するステップと、第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために第２の化合物を含む絹フィブロインベースの溶液を濾過するステップであって、濾過モジュールは、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量に達するまで、濾過モジュールを通して絹フィブロインベースの溶液を循環させることによって、第２の化合物を絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成される、濾過するステップと、粉末の水分活性レベルが０．９未満になるように、絹フィブロインを粉末形態で得るために、浄化された絹フィブロインベースの溶液を噴霧乾燥機によって粉末化するステップとを含む、食品等級の絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法。

実施形態３１：反応容器内でのデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された反応容器を提供するステップであって、容器が、少なくとも１つの入口ポート、少なくとも１つの出口ポート、ならびに容器及びその内容物との熱交換を提供するように構成された液体ジャケットを含む、提供するステップと、少なくとも１つの入口ポートを介して複数の絹投入物を反応容器に導入するステップと、少なくとも１つの入口ポートを介して溶媒を反応容器に導入するステップと、少なくとも１つの入口ポートを介して第１の化合物を反応容器に導入するステップと、絹投入物のデガミングを促進するために、液体ジャケットを介して反応容器の内容物を約５０℃～約１５０℃の温度に加熱するステップと、反応容器内での絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、少なくとも１つの出口ポートを介して、溶媒の少なくとも一部及びあらゆるデガミング残留物を除去するステップと、絹投入物が実質的にセリシンを含まないように、デガミングされた絹投入物を濯ぐステップと、残りの絹フィブロインタンパク質を溶解させて、絹フィブロインベースの溶液を形成するために、少なくとも１つの入口ポートを介して第２の化合物を反応容器に導入するステップと、反応容器の内容物を攪拌するステップと、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を得るために絹フィブロイン溶液を滅菌するステップと、少なくとも１つの出口ポートを介して、第２の化合物を含む滅菌された絹フィブロインベースの溶液を濾過モジュールに出力するステップと、第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために第２の化合物を含む絹フィブロインベースの溶液を濾過するステップであって、濾過モジュールは、絹フィブロインベースの溶液を、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量に達するまで濾過モジュールを通して循環させることによって、第２の化合物を絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成され、浄化された絹フィブロインベースの溶液が、約６５０百万分の１量（ｐｐｍ）未満の１つまたは複数の塩または非有機粒子を含む、濾過するステップと、粉末の水分活性レベルが０．９未満になるように、絹フィブロインを粉末形態で得るために、浄化された絹フィブロインベースの溶液を噴霧乾燥機によって粉末化するステップとを含む、食品等級の絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法。

実施形態３２：絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、実施形態２８～３１のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３３：反応容器内の絹投入物の充填密度が約１％と約７０％の間である、実施形態２８～３２のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３４：反応容器内の絹投入物の充填密度が５％より大きい、実施形態２８～３３のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３５：反応容器内の絹投入物の充填密度が１５％より大きい、実施形態２８～３４のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３６：反応容器内の絹投入物の充填密度が２５％より大きい、実施形態２８～３５のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３７：濾過ステップが、透析濾過によって絹フィブロインベースの溶液を浄化することを含む、実施形態２８～３６のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３８：濾過ステップが、接線流濾過によって絹フィブロインベースの溶液を浄化することを含む、実施形態２８～３７のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態３９：方法が、粉末化ステップの前に、食品等級品質の絹フィブロインベースの溶液を得るために滅菌プロセスを実行するステップをさらに含む、実施形態２８から３８のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態４０：滅菌プロセスが、浄化された絹フィブロインベースの溶液を精密濾過モジュールに導くステップを含む、実施形態２８～３９のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態４１：浄化された絹フィブロインベースの溶液を精密濾過モジュールに導くステップが、浄化された絹フィブロインベースの溶液を、約０．７μｍと約５μｍの間の細孔径を有する第１の精密濾過段階を通して導くステップと、浄化された絹フィブロインベースの溶液を、約０．０５μｍと約０．８μｍの間の細孔径を有する第２の精密濾過段階を通して導くステップとを含む、実施形態２８～４０のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態４２：処理中に絹フィブロインベースの溶液の温度を調整するステップをさらに含む、実施形態２８～４１のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態４３：絹フィブロイン粉末を凝集させることと、絹フィブロイン粉末を調整することと、絹フィブロイン粉末を試験することと、または絹フィブロイン粉末を、例えば、食品に使用するのに安全な容器に包装することとの少なくとも１つを含む粉末化後ステップをさらに含む、実施形態２８～４２のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態４４：濾過ステップが、少なくとも１つの渦巻き形の膜を利用することを含む、実施形態２８～４３のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

実施形態４５：少なくとも１つの入口ポートが、絹投入物、第１の化合物、及び第２の化合物を受け取るように構成された第１の入口ポート、ならびに溶媒を受け取るように構成された第２の入口ポートを含み、少なくとも１つの出力ポートが、絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された第１の出力ポート、及び溶媒の少なくとも一部及びあらゆるデガミング残留物を出力するように構成された第２の出力ポートを含む、実施形態２８～４４のいずれか１つ、またはそれらの任意の組み合わせに記載の絹製造システム。

これらの例示的な態様及び実施形態のさらに他の態様、実施形態、及び利点は、以下で詳細に説明される。さらに、上述の情報と以下の詳細な説明の両方とも、様々な態様及び実施形態の説明に役立つ例にすぎず、特許請求される態様及び実施形態の性質及び特徴を理解するための概要またはフレームワークを提供することを意図していることを理解されたい。したがって、これらの目的及び他の目的は、本明細書に開示される本開示の利点及び特徴とともに、以下の説明及び添付の図面を参照することによって明らかになるであろう。さらに、本明細書に説明される様々な実施形態の特徴は、相互に排他的ではなく、様々な組み合わせ及び配列で存在し得ることが理解されるべきである。

図面において、同様の参照文字は、一般に、異なる図を通して同じ部分を指す。また、図面は必ずしも縮尺どおりではなく、代わりに重点は、一般に開示の原理を示すことに置かれており、開示の限界の定義として意図されていない。明確にするために、あらゆる構成要素があらゆる図面でラベル付けされているとは限らない。以下の説明では、本開示の様々な実施形態が、以下の図面を参照して説明される。

本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスの一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による、絹製造プロセスで使用するための第１の処理サブステーションの一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスで使用するための第２の処理サブステーションの一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスとの統合のための補助装置の一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスで統合される様々な第３の処理サブステーションの例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスで統合される様々な第３の処理サブステーションの例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスで統合される様々な第３の処理サブステーションの例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスで統合される様々な第３の処理サブステーションの例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスで統合される様々な第３の処理サブステーションの例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による、絹製造プロセスで使用するための第４の処理サブステーションの一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による、絹製造プロセスで使用するための第４の処理サブステーションの別の一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスの代替例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスの代替例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスの代替例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスの代替例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスのさらに別の一例を示す。 Ａ～Ｃは、本開示の１つまたは複数の実施形態による絹製造プロセスとの統合のための画面の例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による第１の処理サブステーションにおけるスクリーン配置の一例を示す。 本開示の１つまたは複数の実施形態による第１の処理サブステーションにおけるスクリーン配置の別の例を示す。 例示的な絹フィルム及び／またはコーティング中の絹フィブロイン断片の分子量（ＭＷ）の例示的なグラフを示す。 例示的な絹フィルム及び／またはコーティング中の絹フィブロイン断片の分子量（ＭＷ）の例示的なグラフを示す。

ここで、本開示のいくつかの実施態様は、本開示のすべての実施態様ではなくいくつかの実施態様が示されている添付の図を参照して、以下にさらに十分説明される。実際、本開示の様々な実施態様は、多くの異なる形態で具現化され得、本明細書に記載の実施態様に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの例示的な実施態様は、本開示が徹底的かつ完全になり、開示の範囲を当業者に十分に伝えるように提供される。

別段の指定がない限り、または文脈から明らかでない限り、第１、第２、第３などへの言及は、特定の順序を意味すると解釈されるべきではない。（別段の指定がない限り、または文脈から明らかでない限り）別の特徴の上にあると説明されている特徴は、代わりに下にある場合があり、逆の場合もあり、同様に、別の特徴の左にあると説明されている特徴は、代わりに右にある場合もあれば、逆の場合もある。また、本明細書では、量の尺度、値、幾何学的関係などについて言及がなされる場合があるが、別段の記載がない限り、これらのすべてではないにしても、いずれか１つまたは複数は、工学的公差などによるものなど、発生し得る許容可能な変動を説明するために絶対的または近似的である場合がある。

本開示は、絹の繭からの絹フィブロインを含む絹フィブロインベースの溶液の製造を改善するためのシステム及び方法に関する。

本開示が、より容易に理解されるために、特定の用語が最初に定義される。以下の用語及び他の用語のさらなる定義は、本明細書全体にわたって記載される。

本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈により別段に明確に示されない限り、複数形の指示対象を含む。

明確に記載されるか、または文脈から明らかでない限り、本明細書で使用される場合、用語「または」は、包括的であり、「または」及び「及び」をカバーすることが理解される。

用語「及び／または」は、本明細書で使用される場合、他を含むまたは含まない２つの指定された特徴または構成要素のそれぞれの特定の開示として解釈されるべきである。したがって、本明細書で「Ａ及び／またはＢ」などの句で使用される用語「及び／または」は、Ａ及びＢ、ＡまたはＢ、Ａ（単独で）、及びＢ（単独で）を含むと意図される。同様に、「Ａ、Ｂ、及び／またはＣ」などの句に使用される用語「及び／または」は、以下の実施形態、つまり、Ａ、Ｂ、及びＣ、Ａ、Ｂ、またはＣ、ＡまたはＣ、ＡまたはＢ、ＢまたはＣ、Ａ及びＣ、Ａ及びＢ、Ｂ及びＣ、Ａ（単独で）、Ｂ（単独で）、及びＣ（単独で）のそれぞれを包含することが意図される。

本明細書で使用される用語「例えば（ｅ．ｇ．）」及び「つまり（ｉ．ｅ．）」は、限定が意図されず単に一例として使用されており、本明細書に明示的に列挙されるそれらの項目のみを指すと解釈されるべきではない。

例えば「少なくとも１つ」など、用語「以上（ｏｒ ｍｏｒｅ）」、「少なくとも」、「より多い（ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）」などは、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９または１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、または記載されている値以上を含むが、これらに限定されないと理解される。また、その間の任意のより大きい数または分数も含まれる。

逆に、用語「以下（ｎｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ）」は、記載されている値未満の各値を含む。一実施形態では、「１００以下」は、１００、９９、９８、９７、９６、９５、９４、９３、９２、９１、９０、８９、８８、８７、８６、８５、８４、８３、８２、８１、８０、７９、７８、７７、７６、７５、７４、７３、７２、７１、７０、６９、６８、６７、６６、６５、６４、６３、６２、６１、６０、５９、５８、５７、５６、５５、５４、５３、５２、５１、５０、４９、４８、４７、４６、４５、４４、４３、４２、４１、４０、３９、３８、３７、３６、３５、３４、３３、３２、３１、３０、２９、２８、２７、２６、２５、２４、２３、２２、２１、２０、１９、１８、１７、１６、１５、１４、１３、１２、１１、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、及び０を含む。また、その間の任意のより小さい数または分数も含まれる。

用語「複数の」、「少なくとも２つの」、「２つ以上」、「少なくとも第２の」などは、少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３９、４０、４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４９、５０、５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、６９、７０、７１、７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０、９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１２、１１３、１１４、１１５、１１６、１１７、１１８、１１９、１２０、１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１、１３２、１３３、１３４、１３５、１３６、１３７、１３８、１３９、１４０、１４１、１４２、１４３、１４４、１４５、１４６、１４７、１４８、１４９または１５０、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００以上を含むが、これらに限定されないと理解される。また、その間の任意のより大きい数または分数も含まれる。

本明細書を通じて、単語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの変形は、記載されている要素、整数もしくはステップ、または要素群、整数群もしくはステップ群を包含するが、いかなる他の要素、整数もしくはステップ、または要素群、整数群もしくはステップ群をも排除することを意味するものではないことが理解されよう。本明細書で実施形態が、言葉「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」で説明されている場合はいつでも、そうでなければ「から成る」及び／または「から本質的に成る」という用語で説明される類似の実施形態も提供されることを理解されたい。用語「から成る」は、特許請求の範囲で指定されていないいかなる要素、ステップ、または成分も除外する。一実施形態では、「から成る」は、「通常それに付随する不純物を除いて、列挙されたもの以外の材料を含めることに対して請求項を閉じると定義される。列挙された要素またはステップから「から成る」請求項に従属する請求項は、要素またはステップを追加することはできない。用語「から本質的に成る」または「本質的に成る」は、同様に、米国特許法に帰される意味を有し、かつ、この用語はオープンエンドであり、列挙されているものの基本的なまたは新規の特徴が列挙されているもの以上の存在によって変化しない限り、列挙されているものの存在を可能にするが、先行技術の実施形態を除外する。

明確に記載されるか、または文脈から明らかでない限り、本明細書で使用される場合、用語「約（ａｂｏｕｔ）」は、当業者によって決定される特定の値または組成物の許容誤差範囲内にある値または組成物を指し、これは、値または組成物が、どのようにして測定または決定されるのか、つまり測定システムの限界に部分的に依存する。一実施形態では、「約（ａｂｏｕｔ）」または「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、当技術分野の慣例により、１または１以上の標準偏差内を意味する場合がある。「約（ａｂｏｕｔ）」または「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」は、最大 １０％ の範囲（つまり、±１０％）を意味する場合がある 。したがって、「約（ａｂｏｕｔ）」は、記載されている値よりも１０％、９％、８％、７％、６％、５％、４％、３％、２％、１％、０．５％、０．１％、０．０５％、０．０１％、または０．００１％大きいまたは小さい範囲内にあると理解され得る。一実施形態では、約５ｍｇは、４．５ｍｇと５．５ｍｇの間の任意の量を含み得る。さらに、特に生物学的システムまたはプロセスに関して、用語は、最大で１桁または最大で５倍の値を意味する場合がある。特定の値または組成物が本開示で提供される場合、別段に明記しない限り、「約（ａｂｏｕｔ）」または「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」の意味は、その特定の値または組成物について許容誤差範囲内にあると想定されるべきである。

さらに、以下で使用される場合、用語「好ましくは」、「より好ましくは」、「最も好ましくは」、「特に（ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ）」、「より特に（ｍｏｒｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ）」、「具体的に（ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ）」、「より具体的に（ｍｏｒｅ ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ）」または同様の用語は、さらなる可能性を制限することなく、任意選択の特徴と併せて使用される。したがって、これらの用語によって導入される特徴は任意選択の特徴であり、特許請求の範囲をいかなる方法によっても制限することを意図しない。当業者が認識するように、本開示は、代替の特徴を使用することによって実行され得る。同様に、「本開示の一実施形態で」または類似した表現によって導入される特徴は、本開示のさらなる実施形態に関するいかなる制限もなく、本開示の範囲に関するいかなる制限もなく、及びそのように本開示の他の任意選択のまたは任意選択ではない特徴とともに導入される特徴を組み合わせる可能性に関するいかなる制限もなく、任意選択の特徴であることが意図される。

本明細書に説明されるように、任意の濃度範囲、割合範囲、比率範囲または整数範囲は、別段に指定されない限り、列挙される範囲内の任意の整数の値、及び必要に応じて、その分数（整数の１／１０及び１／１００など）を含むと理解されたい。

本明細書で使用される単位、接頭辞、及び記号は、Ｓｙｓｔｅｍｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ Ｕｎｉｔｅｓ（ＳＩ）承認済みの形式を使用して提供される。数値範囲は、その範囲を定義する数を含む。さらに、同じ構成要素の複数が記述されている場合、複数は個別に（例、＃＃ａ、＃＃ｂ、＃＃ｃなど）または集合的に（＃＃）参照され得る。

説明
図１は、絹フィブロインベースの溶液を製造し、絹フィブロインを粉末形態で得るためのプロセス１００を示す。具体的には、プロセス１００は、カイコの繭１０２から絹フィブロインを抽出するためのデガミングプロセス（ステップ１２０）、及び次に絹フィブロインが加熱されたカオトロピック剤溶液に溶解されるデガミングされた絹フィブロインに対する溶解プロセス（ステップ１４０）を実行することを含む。次に、プロセス１００は、カオトロピック剤が、溶解された絹フィブロイン溶液から除去される浄化プロセス（ステップ１６０）にフィブロインベースの溶液を曝露することを含み、最終的に絹フィブロイン溶液は、絹フィブロインを（例えば、粉末化によって）得るために乾燥される（ステップ１８０）。得られる絹フィブロインの品質は、絹フィブロインベースの溶液の品質を改善することによって改善され得る。

絹フィブロイン溶液の製造プロセスの間、プロセスは、濁度を下げ、所望の性能及び安全性の要件を含む絹フィブロイン溶液を得るために微生物を殺すために使用することができる。過剰な濁度は、それが絹フィブロインベースの溶液から作られたコーティングの粘着性に影響を与える、絹フィブロインベースの溶液のバリア形成特性を妨げる、及びは絹フィブロインベースの溶液から形成されるコーティングを曇って見せるまたは乳白色に見せる場合があるため、絹フィブロインベースの溶液では望ましくない。このため、濁度は、波長６００ｎｍ（ＯＤ６６０）で測定した約０．８００光学密度未満に維持する必要がある。したがって、これらの要件を満たす方法が望ましく、例えば、本明細書に説明される滅菌ステップ／サブステーション（図５Ａの１１１０及び図７の６１０ａ／ｂを参照）の統合を含む場合がある。

一般に、本明細書に説明される様々なシステム及びサブステーションは、従来の配管技術によって相互接続され得、本明細書に説明される様々なシステム及びプロセスを手動または自動のどちらかで監視及び制御するために、ポンプ、バルブ、センサ、ゲージなどの任意の数及び組み合わせの構成要素を含み得る。様々な構成要素は、それらがさらされる温度及び材料に適した材料から作られ、本明細書で説明されるようにコントローラとともに使用され得る。

図２は、カイコの繭２０２を受け取り、絹フィブロインベースの溶液を得るために、カイコの繭に対してデガミング動作、溶解動作、及び濯ぎ動作を行うように構成された第１サブステーション２２０を示す。理想的には、絹フィブロインベースの溶液は、デガミングプロセス後、実質的にセリシンを含まないであろう。示されるように、サブステーション２２０は、カイコの繭２０２、及び１つまたは複数の成分２３２（例えば、ソーダ灰、カオトロピック剤）を受け取るように構成された第１の入口ポート２２６ａ、溶媒（例えば、水）を受け取るように構成された第２の入口ポート２２６ｂ、及び絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された少なくとも１つの出口を有する反応容器２２２を含む。反応容器２２２は、ガラスで裏打ちされた単一の容器内でのデガミング、濯ぎ、及び溶解の少なくとも１つによってカイコの繭を絹フィブロイン溶液に処理するように構成される。代替構成では、特定の用途に適するために、一般的には、１つまたは複数の第１のサブステーション、及び具体的には１つまたは複数の反応容器が提供され得る。例えば、図７Ａ～図７Ｃを参照すること。いくつかの例では、例えば、溶液の加熱及び冷却をより効率的にすることによってプロセスを最適化するために、複数のより小さい容器が使用され得る。いくつかの実施形態では、サブステーション２２０は、容器２２２への導入の前に溶媒を調整するための熱交換器２４２を含む。

第１の処理サブステーション２２０はまた、容器２２２及びその内容物との熱交換（例えば、必要に応じて加熱または冷却）を提供するように構成された反応容器２２２の周りに配置されたウォータージャケットまたはオイルジャケット２２４を含む。ウォータージャケットまたはオイルジャケット２２４は、容器２２２の内容物の温度を制御するために、必要に応じて蒸気または冷却液の１つまたは複数と流体連通する、例えば、２つの熱交換器２３９ａ、２３９ｂと流体連通する熱媒体／冷却媒体を再循環させるためのポンプ２３７を含む熱交換回路２３６を含む。第１の処理サブステーション２２０はまた、その内容物を加圧する能力を有する。第１の処理サブステーションは、約０ｐｓｉ～約２０ｐｓｉまで、約０～約１０ｐｓｉまで、約０～約５ｐｓｉまで、約０．１～約２０ｐｓｉまで、約０．１ｐｓｉ～約１０ｐｓｉまで、及び約０．１ｐｓｉ～約５ｐｓｉまでのポンド／平方インチ（ｐｓｉ）に内容物を加圧するように構成される。圧力は、デガミング、濯ぎ、及び溶解を含む、絹フィブロインベースの溶液を得るためのステップのいずれかの間に印加することができる。

第１の処理サブステーション２２０はまた、溶媒、蒸気、冷却水、凝縮物などを、例えば、容器２２２及び／またはウォータージャケットまたはオイルジャケット２２４に導入及び／または除去するための複数の入力及び出力２３８、２４４を含む。例えば、いくつかの実施形態では、入力２３８ａは、入口２２６ｂを介して軟水２４５を熱交換器２４２に、次に容器２２２に導入するように構成され、入力２３８ｂ、２３８ｃは、それぞれ熱交換器２４２及び２３９ｂに蒸気を導入し、入力２３８ｄは、冷却水を熱交換器２３９ａの１つに導入する。出力２４４ａ、２４４ｂ、２４４ｃは、凝縮物及び冷却水を熱交換器２３９、２４２から除去するように構成される。他の実施形態では、同じ冷却要件または加熱要件を達成するために、水の代わりに油を使用することができる。

第１の処理サブステーション２２０は、例えば、ミキサー、振動板、マグネチックスターラー、超音波破砕器、液体ジェット流、空気流など、反応容器２２２の内容物を攪拌するように構成された装置２３４をさらに含み得る。様々な実施形態では、撹拌装置２３４は、反応容器２２２の底面に近接して配置され得る。いくつかの実施形態では、攪拌装置２３４は、一体型シャフト及びインペラー２３５を有するミキサーである。インペラー２３５は、軸方向の流れ、半径方向の流れ、及び／または接線方向の流れのために構成され得、逆に動かされ得る。さらに、インペラー２３５は、絹繊維の付着に耐える物質でコーティングされる、及び／またはブレードの表面仕上げ（例えば、なんらかの閾値未満の表面粗さ）を有する場合がある。ミキサーは、交換可能なインペラーを有し得、インペラーは、特定のプロセスに適し、異なる形状、ピッチなどを有する平たいブレード、湾曲したブレード、傾斜したブレード、フィンガーブレード、アンカーブレード、ゲートブレード、リボンブレードなどを有するように構成され得る。いくつかの実施形態では、インペラーアセンブリは、繭を圧縮する、及び／またはインペラー上の付着物を除去する（例えば、インペラーから繭を押し出すまたは廃棄する）ように構成され得る摺動可能なスリーブを含む。

さらなる実施形態では、反応容器２２２は、廃棄物に送る、再循環する、またはリサイクルすることができる、溶媒の少なくとも一部及びその中のあらゆる残留物（例えば、溶解したセリシン）を除去するための第２の出口２２８ｂを含む。反応容器２２２は、仕事量によって定められる高さ対直径のアスペクト比を有するサイズに作られ得る。容器の容積は、特定の用途（例えば、完成収量）に適するために変化し、約０．２リットル～約１５０，０００リットル、好ましくは約０．５リットル～約５，０００リットルの範囲にわたる場合がある。容器の内容物は、複数のカイコの繭２０２（前処理ありまたは前処理なし）、溶媒２４４ａ（例えば、水）、及び化合物を含み得る。ウォータージャケットまたはオイルジャケット２２４は、内容物を約５０℃～約１５０℃、好ましくは約８５℃～約１２５℃に加熱するように構成される。一般に、プロセス回数、温度、ｐＨ、及び他の溶液の特性は、絹供給源の種類などの特定の用途に適するために変化し得る。

反応容器２２２はまた、容器２２２内でのカイコの繭２０２の移動及び／または位置を制御する（例えば、繭の浮遊を防ぐ）ように構成された取り扱い構造または取り扱い装置２３０を含み得る。装置２３０は、例えば、容器２２２の下部に近接して配置され、カイコの繭を攪拌装置２３４から分離するように構成されたスクリーンまたはネットと、第１の入口と連通し、カイコの繭をその導入中に容器２２２内の特定の場所に導くように構成されたシュートまたは漏斗構造と、溶液の一部を容器２２２の下部から引き出し、溶液を容器２２２の上部に再導入する、及び／または真水を導入してカイコの繭を溶液中に押し下げるように構成された再循環システムと、容器内に配置され、溶液内のあらゆる固形物を容器の下部に向けて「押す」ように構成された垂直に移動可能なふるい（例えば、有孔プランジャまたは通気式浮蓋）と、１つまたは複数のスプレーボールと、容器内に配置され、その内壁から延びる１つまたは複数のバッフルであって、溶液及びその中の内容物の移動を導くバッフルとを含み得る。一実施形態では、装置２３０は、カイコの繭が容器２２２全体にわたって離間されることを確実にするために容器２２２内に配置された１つまたは複数のケージまたはネットを含む。例えば、カイコの繭は、複数の球状または立方体のケージに分けられ得る。

第１の処理サブステーション２２０及びシステムは、一般に、例えば、カイコの繭、化合物、溶媒、廃液、残留物、蒸気、冷却水、及び最終的な絹フィブロインベースの溶液などの任意の構成要素の第１の処理サブステーション及び／または反応容器２２２への導入及びそれらからの除去を制御するように構成された１つまたは複数のバルブアセンブリ２２５、入口２２６、及び／または出口２２８（手動アクチュエータまたは自動アクチュエータを備えた）を含み得る。第１の処理サブステーション２２０及びシステムは、一般に、様々なプロセスの動作を（人間の介入によりまたは人間の介入なしに）制御するために使用され得る、溶液の温度、濃度、流量、ｐＨ、液面、濁度、粒子サイズ、分子量、圧力などの１つまたは複数を感知するように構成された少なくとも１つのセンサ２２７を含み得る。手動でまたは１つまたは複数の感知された特性を介して決定され得る所望の絹フィブロインベースの溶液が得られたら、溶液は（例えば、必要に応じてポンプ、バルブなどを介して）以下に説明される次のサブステーションに導かれる。様々な実施形態では、本明細書に説明されるシステムは、サブステーションに流体結合して、サブステーションに保守を行うことができる定置洗浄（ＣＩＰ）モジュール２４６（例えば、移動カート）を含み得る。

図３は、絹フィブロインベースの溶液を受け取り、溶液からカオトロピック剤を除去するために溶液を濾過するように構成された第２のサブステーション２６０を示す。示されるように、サブステーション２６０は、保持容器２６８と、少なくとも１つの膜を収容する濾過モジュール２６６とを含む。サブステーション２６０は、カオトロピック剤を含む絹フィブロインベースの溶液を第１のサブステーション２２０から受け取るように構成された少なくとも１つの入力２６１と、カオトロピック剤の濃度が低下した浄化された絹フィブロインベースの溶液（つまり、被保持物２７０、２７０’）を出力するように構成された少なくとも１つの出力２６３と、濾過モジュール２６６からの濾過生成物２７２などの廃棄物の流れを出力するように構成された別の出口２７４とを含む。カオトロピック剤を含む絹フィブロインベースの溶液は、その上に配置された入口２６７ａを介して容器２６８に導入される。

一般に、濾過モジュール２６６は、透析濾過によって絹フィブロインベースの溶液からカオトロピック剤を除去するように構成される。いくつかの場合、モジュールを通過する流れは、膜の表面に対して接線方向である。絹フィブロインベースの溶液は、後の操作で有益となり得る濃度のレベルを経験する場合がある。絹フィブロインベースの溶液は、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量、好ましくは約３ダイア容量から約１０ダイア容量、及びより好ましくは約５ダイア容量から約９ダイア容量によって定められた期間、濾過モジュールを通して循環され得る。いくつかの場合、プロセスの状態を判断するために、被保持物中のカオトロピック剤の濃度レベル及び／または濾過モジュール全体での圧力低下も監視され得る。濾過モジュール２６６は、特定の用途に適するために任意の数及びタイプの膜を含み得る。一実施形態では、モジュール２６６は、複数の段階で提供され得る１つまたは複数の渦巻き形の膜を含む。例えば、絹フィブロインベースの溶液は、特定の用途に適するために、濾過モジュール２６６及びその様々な段階を、直列、並列、または両方で通過し得る。

保持容器２６８は、濾過プロセス中に、軟水（投入物２６４ａ）または逆浸透水（投入物２６４ｂ）などの濯ぎ溶液を絹フィブロインベースの溶液に導入するように構成された１つまたは複数の入口２６７ｂ、２６７ｃを含み得る。容器２６８は、溶液２７０を除去し、ポンプシステム２７６を介して溶液を濾過モジュール２６６に導くための出口２６５をさらに含む。少なくとも部分的に浄化された溶液２７０’は（入口２６７ｄを介して）保持容器２６８に戻され、保持容器２６８で溶液２７０’は、追加の濯ぎ及び濾過モジュール２６６を通る循環にさらされ得る。濾過生成物２７２は、（さらなる処理により、または処理なしで）廃棄物に出力され得るか、または可能であればリサイクルされ得る。溶液２７０、２７０’が、手動でまたは自動的に決定される所望のレベルの浄化に達すると、溶液２７０、２７０’は、バルブ装置２２５を介して別の処理サブステーション（例えば、滅菌）に出力される。いくつかの実施形態では、浄化された溶液は、代替ライン２６９、及び濾過モジュール２６６の下流に配置されるバルブアセンブリ２２５を介して第２の処理システム２６０から除去され得る。いくつかの実施形態では、溶液２７０、２７０’は、出口２６３を通して別のサブステーションよりむしろ第４の処理サブステーション２８０、３８０に直接的に出力される。

第２の処理サブステーション２６０はまた、処理中に絹フィブロインベースの溶液の温度を制御するために、必要に応じて任意のバルブ、ポンプ、制御装置などを含む熱交換システム２６２を含み得る。図３に示されるように、熱交換回路２６２は、濾過モジュール２６６を出る少なくとも部分的に浄化された溶液２７０’の温度を制御するために戻り配管内に配置される。ただし、熱交換回路２６２は、特定の用途に適するために他の場所に配置されてもよい。回路２６２は、冷却（または熱）媒体を導入する、及び／または除去するためのポート２７１ａ、２７１ｂをさらに含む。

本明細書に開示されるシステムの様々な実施形態では、任意選択の前濾過サブステーション２５０は、第１の処理サブステーション２２０と第２の処理サブステーション２６０との間に配置され得る。図４に示される前濾過サブステーション２５０は、絹フィブロインベースの溶液の第２の処理サブステーション２６０への移送を支援するために移送ポンプ２５２と、特定の用途に適するための１つまたは複数の濾過モジュール２５４と、熱交換回路２５６とを含み得る。いくつかの実施形態では、前濾過サブステーションは、過剰な量の汚染物質（例えば、セリシン）を含む場合がある絹フィブロインベースの溶液の一部を、必要に応じて冷却によりまたは冷却なしで抜き取って廃棄するように構成され得るバルブアセンブリ２２５を含む。

図５Ａ～図５Ｅは、絹フィブロインを含む絹フィブロインベースの溶液の全体的な生成プロセスに組み込み得る滅菌用の様々な第３の処理サブステーション１１１０、１２１０、１３１０、１４１０、１５１０の例示的な実施態様である。これらの図は、システム及びプロセスのすべての可能な実施態様を示しているわけではなく、一般に、第２の処理サブステーション１１６０、１２６０、１３６０、１４６０、１５６０に関連して示される。

一般に、絹フィブロインベースの溶液を処理するときの主要な懸念事項の１つは、プロセスが、絹フィブロインを含む絹フィブロインベースの溶液、またはその性能に悪影響を与えないことである。例えば、小さすぎる細孔径のフィルタを使用すると、絹フィブロインベースの溶液中のせん断に敏感な絹フィブロインが損傷を受け、これにより絹フィブロインベースの溶液のバリア形成特性が低下するであろう。別の例では、フィルタは、溶液から絹フィブロインの一部を除去し、絹フィブロインベースの溶液の分子量（Ｍｗ）を改変し、例えば、多分散性指数（ＰＤＩ）を狭めることによって高すぎるまたは低すぎるＭｗにする。別の例として、精密濾過ステップは、制限されるべきである絹フィブロインベースの溶液の容積を減少させるであろう。濾過ステップの目標は、絹フィブロインベースの溶液の性能に悪影響を与えることなく、本明細書に説明されるすべての要件を満たすことができるプロセスを提供することである。

これらの結果を得るための１つのオプションは、本明細書に説明される第３の処理サブステーション１１１０、１２１０、１３１０、１４１０、１５１０の滅菌プロセスによる。本明細書に示される第３の処理サブステーションは、これらの懸念事項に対処するために精密濾過を使用し、それぞれに対する許容限度を下回る絹フィブロインベースの溶液を生成することができる。追加の滅菌システム及びプロセスは、参照により本明細書にその全体として組み込まれる、２０２１年５月２１日に出願された米国仮特許出願第６３／１９１，４４１号に開示されている。精密濾過プロセスは、複数の異なるタイプのフィルタ（例えば、スパイラル、膜、カートリッジ、中空糸、プレートとフレーム、Ｏリング付きカートリッジ）、材料、膜構造、細孔径など）、異なる膜間圧力差、及び／またはフィルタの数及び構成（例えば、各フィルタ段が異なる構成で複数のフィルタ／膜を組み込み得る、直列構成で配置された２つ以上のフィルタ段）を利用することを伴うであろう。一般に、フィルタ段及び／またはフィルタ段に含まれるフィルタの正確な数及び配置は、例えば、異なる流量、容積、目標圧力低下、目標濁度レベル、滅菌レベル、使用溶媒などに対処するために、膜の細孔径とともに、特定の用途に適するために変化し得る。

図５Ａは、浄化プロセス／第２の処理サブステーション１１６０と組み込まれた滅菌プロセス／第３の処理サブステーション１１１０の一例を示し、第３のサブステーション１１１０は、第２のサブステーション１１６０の下流に配置され、２つのポンプ１１１４、２つのフィルタ段１１１６、及び２つの保持タンク１１１８の使用を含む。示されるように、絹フィブロインベース溶液が第２のサブステーション１１６０の浄化プロセスを離れた後の絹フィブロインベース溶液の経路は、第１のポンプ１１１４ａに導かれ、第１のポンプ１１１４ａは、溶液を第１のフィルタ段１１１６ａに及びそれを通って第１の保持タンク１１１８ａの中に通過させる。第１の保持タンク１１１８ａと流体連通する第２のポンプ１１１４ｂは、絹フィブロインベースの溶液を第２のフィルタ段１１１６ｂに及びそれを通して、第２の保持タンク１１１８ｂに移送する。絹フィブロインベースの溶液は、第３のサブステーション１１１０の精密濾過プロセスを完了した後、必要に応じて別のプロセスに導かれ得る。

図５Ｂは、浄化プロセス１２６０が、滅菌プロセス／第３の処理サブステーション１２１０に先行するが、１つのポンプ１２１４、２つのフィルタ段１２１６、及び１つの保持タンク１２１８の使用を含む、滅菌プロセス／第３の処理サブステーション１２１０の別の例を示す。示されるように、絹フィブロインベース溶液が第２のサブステーション１２６０の浄化プロセスを離れた後の絹フィブロインベース溶液の経路は、単独のポンプ１２１４に導かれ、ポンプ１２１４は、絹フィブロインベースの溶液を第１のフィルタ段１２１６ａに及びそれを通って、ならびに次に第２のフィルタ段１２１６ｂに及びそれを通って、保持タンク１２１８の中に通過させる。再び、絹フィブロインベースの溶液は、滅菌プロセスを完了した後、必要に応じて、例えば、第２のパス、品質試験のために第３の処理サブステーション１２１０を通って戻る、または粉末化を含む、別のプロセスに導かれ得る。

図５Ｃは、滅菌プロセス／第３の処理サブステーション１３１０のさらに別の例を示すが、滅菌プロセスは、浄化プロセス／第２の処理サブステーション１３６０と組み込まれ、２つのポンプ１３１４、２つのフィルタ段１３１６、及び１つの保持タンク１３１８を含む。示されるように、絹フィブロインベースの溶液の経路は、第１のポンプ１３１４ａを介して第１のフィルタ段１３１６ａへ、次に浄化プロセス１３６０へ導入される。浄化プロセス１３６０を出た絹フィブロインベースの溶液は、第２のポンプ１３１４ｂに導かれ、第２のポンプ１３１４ｂは、浄化された絹フィブロインベースの溶液を第２のフィルタ段１３１６ｂに及びそれを通って保持タンク１３１８の中に通過させる。本実施形態では、滅菌プロセスは、浄化プロセスの前と後の両方で行われ、２つのポンプ、２つのフィルタ、及び１つの保持タンクの使用を含む。

図５Ｄは、滅菌プロセス／第３の処理サブステーション１４１０のさらに別の例を示し、滅菌プロセスは、浄化プロセス１４６０の前に実施され、１つのポンプ１４１４、２つのフィルタ段１４１６、及び１つの保持タンク１４１８を含む。示されるように、絹フィブロインベースの溶液の経路は、ポンプ１４１４を介して第１のフィルタ段及び第２のフィルタ段１４１６ａ、１４１６ｂに導入され、次に浄化プロセス１４６０に導かれる。浄化プロセス１４６０を出た絹フィブロインベースの溶液は、保持タンク１４１８に導かれる。本実施形態では、滅菌プロセス１４１０は、浄化プロセス１４６０の前に発生し、１つのポンプ、２つのフィルタ、及び１つの保持タンクの使用を含む。ただし、他の数量のポンプ、フィルタ段、及びタンクが、特定の用途に適するために組み込まれ得る。

図５Ｅは、上述のもののいくつかに類似した滅菌プロセス／第３の処理サブステーション１５１０の別の例を示し、浄化プロセス／第２の処理サブステーション１５６０は滅菌プロセス１５１０に先行し、２つのポンプ１５１４、２つのフィルタ段１５１６、１つの保持タンク１５１８、及び１台の補助の装置１５１２の使用を含む。示されるように、絹フィブロインベースの溶液が浄化プロセス１５６０を離れた後の絹フィブロインベースの溶液の経路は、第１のポンプ１５１４ａに導かれ、第１のポンプ１５１４ａは、最初に溶液を、第１のフィルタ段１５１６ａへのその導入の前に、絹フィブロインベースの溶液を加熱及び／または冷却するために使用され得る熱交換モジュール１５１２に及びそれを通って通過させる。しかしながら、熱交換モジュール１５１２は、第１のフィルタ段または第２のフィルタ段１５１６ａ、１５１６ｂの後に、及び／または保持タンク１５１８の前に配置されるであろう。第２のポンプ１５１４ｂは、第１のフィルタ段１５１６ａと流体連通しており、絹フィブロインベースの溶液を、第２のフィルタ段１５１６ｂに及びそれを通って保持タンク１５１８の中に移送する。

他の実施形態では、異なる数及び構成（例えば、直列または並列）のフィルタ段が使用され得る。複数のタンクまたはポンプはまた、最適な濾過を達成するためにフィルタの所望のスループット及び適切な圧力を得るために使用され得る。さらに、タンクは、例えば溶液組成物を調整するなど、濁度を下げる及び／または微生物をさらに減少させるために絹フィブロインベースの溶液をさらに処理するための構造を含み得る。

図６Ａ及び図６Ｂは、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するための代替の第４の処理サブステーション２８０、３８０を示す。図６Ａに示されるように、第４のサブステーション２８０は、複数の入力及び出力２８４（例えば、軟水２８４ａ、圧縮空気２８４ｂ、排気２８４ｃ、冷却水イン２８４ｄ、及び冷却水アウト２８４ｅ）と流体連通する乾燥機供給ミキサー容器２８２及び噴霧乾燥機２８８を含む。一般に、第４の処理サブステーション２８０は、浄化及び／または滅菌された絹フィブロインベースの溶液を受け取るように構成された入力２８１と、容易にインスタンス可能である絹フィブロイン粉末を出力するように構成された出力２８３とを含む。いくつかの実施形態では、絹フィブロイン粉末の水分活性レベルは、約０．０１～約１．０、好ましくは０．８５未満であってよい。乾燥機供給ミキサー容器２８２は、乾燥前に絹フィブロインベースの溶液を保持し、例えば粉末化を強化するか、またはよりインスタンス化可能な粉末を生成するために、乾燥前に絹フィブロインベースの溶液を処理するように構成され得る。絹フィブロインベースの溶液は、ポンプシステム２８６を介して容器２８２から噴霧乾燥機２８８に移送される。いくつかの実施形態では、異なる分子量プロファイル（例えば、低い方の分子量の絹フィブロインは、高い方の分子量の絹フィブロインに追加され得る）の異なるバッチからの絹フィブロインベースの溶液は、粉末化前に供給タンク内でともに混合され得る。いくつかの実施形態では、添加剤は、粉末化の前に供給タンクに添加されるであろう。これらの添加剤は、コスモトロピック成分、湿潤剤、固化防止剤、消泡剤、油、糖、乾燥剤、触媒、または参照により本明細書に組み込まれる米国特許公開第２０２０－０１７８５７６Ａ１号に示されるもののいずれかを含む、当業者に既知の添加剤のいずれかである可能性がある。

図６Ｂに示される第４の処理サブステーション３８０は、サブステーション３８０が、複数の入力及び出力３８４と流体連通し、浄化及び／または滅菌された絹フィブロインベースの溶液を入力３８１を介して受け取り、出力３８３を介して絹フィブロイン粉末を出力するように構成された乾燥機供給ミキサー容器３８２及び噴霧乾燥機３８８を含む限り、図６Ａのサブステーション２８０と実質的に同一である。第４の処理サブステーション３８０は、噴霧乾燥機３８８の下流に配置された、または噴霧乾燥機３８８に組み込まれた追加の機器を含む。具体的には、サブステーション３８０は、添加剤（複数可）を絹フィブロイン粉末に提供するか、またはそれ以外の場合、例えば性能強化のために粉末を調整するための装置３９１を含む。一実施形態では、装置３９１は、外部流動床または粉体化装置と統合された流動床などの凝集装置である。凝集装置は、粉末化された絹フィブロインタンパク質の凝集を補助し得、これにより粉末化された絹フィブロインタンパク質の分散性、インスタンス化、及び湿潤性が向上し得る。任意の適切な凝集装置が利用され得る。サブステーションはまた、絹フィブロイン粉末を適切に包装するための包装装置３９３を含む。

図７及び図８は、絹フィブロイン溶液を製造し、そこから絹フィブロイン粉末を得るためのシステム及びプロセスの代替例を示す。

一般に、図７Ａ～図７Ｄは、絹フィブロイン溶液を製造するための代替システム／プロセス６００、６００’、６００’’、６００’’’を示す。図７Ａのシステム６００は、絹のカイコを前処理する（例えば、細断、浸漬、蛹の除去（例えば、ふるい、振動ふるいなど）など）ための任意選択の前処理サブステーション６０５と、溶液を調整するための任意選択の熱交換サブステーション６１２ａとともに、絹フィブロインベースの溶液を得るためにデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスを実行するための、その下流の第１の処理サブステーション６２０とを含む。いくつかの実施形態では、前処理サブステーション６０５は、カイコの繭が加熱された溶液（例えば、第１の化合物を含む水）に浸漬され、次に脱水を行ってまたは脱水を行わずに反応容器に供給される連続浸漬プロセスを含み得る。さらに、第１の処理サブステーション６２０での処理中、反応容器は、プロセスの（例えば、中間点で）、及び／または実施される複数のデガミングプロセスの様々な段階で排出され、充填され、再加熱される場合がある。

第１のサブステーション６２０の下流に配置され、第１のサブステーション６２０と流体連通するのは、第２の処理サブステーション６６０で溶液を浄化する前に、絹フィブロインベースの溶液を処理するための第３の処理サブステーションの第１の滅菌モジュール６１０ａである。第２の処理サブステーション６６０は、任意選択の熱交換サブステーション６１２ｂを含み得る。次に、溶液は、第３の処理サブステーションの第２の滅菌モジュール６１０ｂに導かれ、次に滅菌された絹フィブロインベースの溶液は、絹フィブロインベースの溶液を粉末化するための第４の処理サブステーション６８０に移送される。絹フィブロイン粉末は、次に追加の処理及び／または包装のための任意選択の後処理サブステーション６１５に導かれてよい。本明細書に説明されるシステム及びプロセスは、特定の用途に適するために、必要に応じて追加のまたは異なる処理サブステーションを含み得る。

図７Ｂ及び図７Ｃのシステム６００’、６００’’は、それらが任意選択の前処理サブステーション６０５’、６０５’’、１つまたは複数の第１の処理サブステーション６２０’、６２０’’、１つまたは複数の滅菌モジュール６１０’、６１０’（つまり、第３の処理サブステーション）、溶液を浄化するための第２の処理サブステーション６６０’、６６０’’、絹フィブロインベースの溶液を粉末化するための第４の処理サブステーション６８０’、６８０’’、及び任意の後処理サブステーション６１５’、６１５’’を含む限り、上述のシステム６００と同様である。具体的には、図７Ｂに示されるシステム６００’は、並列に配置された複数の第１の処理サブステーション（または複数のＤＲＤ容器）６２０ａ’、６２０ｂ’、６２０ｃ’を組み込む。例えば、複数のより小さいサブステーションは、生成を加速する、及び／または特定のプラントの設置面積を収容するために並列で使用され得る。図７Ｃに示されるシステム６００’’はまた、複数の第１の処理サブステーション（または複数のＤＲＤ容器）６２０ａ’’、６２０’’ｂを含むが、直列で配列される。いくつかの実施形態では、図７Ｄに示されるシステム６００’’’が使用される。システム６００’’’は、絹フィブロイン溶液を得るためにデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び分解プロセスを実行するための１つまたは複数の第１の処理サブステーション６２０’’’と、溶液を浄化するための１つまたは複数の第２の処理サブステーション６６０’’’と、絹フィブロインベースの溶液を粉末化するための１つまたは複数の第４の処理サブステーション６８０’’’とを含む。一般に、第１の処理サブステーション６２０、６２０’、６２０’’、６２０’’’の具体的な数及び配置は、特定の用途に適するために変化し得る。

図８は、第１の処理サブステーション７２０、第１のサブステーションの下流に配置される第２の処理サブステーション７６０、第２のサブステーションの下流に配置される第３の処理サブステーション７１０、及び第３のサブステーションの下流に配置される第４の処理サブステーション７８０を含む、絹フィブロイン溶液を製造するためのシステム／プロセス７００を示す。様々なサブステーションは、第１のサブステーション７２０が、絹フィブロインベースの溶液を得るための処理のために複数の繭、溶媒、及び１つまたは複数の化合物を受け取るように構成され、第２のサブステーションが、１つまたは複数の化合物を実質的に除去し浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために絹フィブロインベースの溶液を濾過するように構成され、第３のサブステーションが、浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、「食品等級」品質の絹フィブロインベースの溶液を得るために浄化された絹フィブロインベースの溶液を滅菌するように構成され、第４のサブステーションが、粉末形態の絹フィブロインを得るために、浄化及び滅菌された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するように構成される限り、本明細書に説明されるサブステーションと同様である。本開示の多くの修正及び他の実施態様は、前述の説明及び関連する図面に提示された教示の恩恵を有する、本開示が関係する当業者に思い浮かぶ。したがって、本開示が本明細書に開示された特定の実施態様に限定されるべきではないこと、ならびに修正及び他の実施態様が添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されていることを理解されたい。本明細書では特定の用語が使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており、限定の目的では使用されていない。

図９Ａ～図９Ｃは、例えば繭の移動の制御を助けるために、例えば一般には第１の処理サブステーションまたは具体的には反応容器内でなど、本明細書に開示されるシステムに統合され得るスクリーン９３０、９３０’、９３０’’の異なる構成（平面図及び前面図）を示す。図９Ａに示されるスクリーン９３０は、リング９８８から延びる円錐形のバスケット９９０を有するリング９８８を含む。バスケット９９０は、それを通る流れを可能にする複数の穿孔９９２（例えば、おそらく穿孔よりも小さく、通常望ましい及び／または取るに足らないと見なされる他の構成要素とともに、液体）を含む。一般に、リング９８８は、装置への接合面（例えば、フランジアセンブリを介した容器の底部への取り付け）、バスケット９９０に対する支持、及び／またはスクリーン９３０を取り扱うための手段を提供するように構成され得る。図９Ａに示されるスクリーン９３０は、任意選択のハンドル９９４を含む。図９Ｂに示されるスクリーン９３０’はまた、リング９８８’、及びリング９８８’から延びるバスケット９９０’を含み、バスケット９９０’は、概して先細の形状または円錐台の形状（ピルグリムの帽子としても知られる）を有し、その中に形成される複数の穿孔９９２’も含む。図９Ｃに示されるスクリーン９３０’’はまた、リング９８８’’、及びリング９８８’’から延びるバスケット９９０’’を含み、バスケット９９０’’は、概して円筒形または長方形の形状を有し、その中に形成された複数の開口部９９２’’を含む。いくつかの実施形態では、バスケット９９０’’は、以下に開示される特定の用途に適するために選択されるワイヤのサイズ、間隔、空きスペース％などの、織られたメッシュスクリーンから構築され得る。

一般に、スクリーン９３０、９３０’、９３０’’は、絹フィブロイン（断片を含む）及びカイコの繭内に含まれる破片（例えば、カイコ、有機物（植物性の素材、土壌、他）、無機物（包装、ひもなど））を含む絹フィブロイン溶液の望ましくない態様が、出口（図１０の９２８ａ及び図１１の１０２８ａ）を通って流れないことを確実にするために使用できる。サイズ、形状（円筒形、長方形、ボウルなど）、穿孔のタイプ、開口サイズ、空きスペース、及び分布（例えば、穿孔９９２、９９２’、９９２’’がバスケットの表面全体に配置されているかどうか）、及びスクリーンの材料（例えば、ステンレス鋼、ポリマーなど）は、スクリーンの所望の場所及び用途、ならびにスクリーン ９３０、９３０’、９３０’’が処理中に洗浄されるかどうかに応じて変更できることを理解されたい。例えば、図１０及び図１１に示されるように、より大きい穿孔を有するスクリーンは、プロセスの異なる段階及び／流路に沿った異なる場所で異なる材料を除去するために、より小さい穿孔を有するスクリーンと並行して使用され得る。

図１０は、（攪拌装置９３４を有する、または有さない）第１の処理サブステーション９２０の一実施形態を示し、単一のスクリーン９３０は、出口９２８ａの直前に反応容器９２２の底部に配置される。図１１は、２つのスクリーン１０３０’、１０３０’’が利用される、（攪拌装置１０３４を有する、または有さない）第１の処理サブステーション１０２０の別の実施形態を示す。具体的には、第１のスクリーン１０３０’は、出口１０２８ａの直前で反応容器１０２２の底部に配置され、一方、第２のスクリーン１０３０’’は、例えば、１対のトリクランプ１０９６、または清掃もしくは交換のためにスクリーン９３０’’の容易な取り外しを可能にする類似した機構を介して、容器１０２０を出る配管内に固定され、出口１０２８ａの下流に配置される。一般に、スクリーン９３０、９３０’、９３０’’は、フランジを介して（好ましくはガスケットで）、ネジ接続、または他の適切な手段で固定され得る。さらに、１つまたは複数のバルブは、スクリーンを分離するために、及び／またはシステムからの容易な取り外しのために組み込まれ得る。上述のように、スクリーン９３０’、９３０’’は、特定の用途に適するために異なる穿孔方式、形状などを有し得る。例えば、容器１０２２内に配置されたスクリーン１０３０’は、頻繁に目詰まりせず、より少ない清掃を必要とし、より速い排水を提供する粗いメッシュを含み得、一方、容器の下流に配置されたスクリーン１０３０’’は、より細かいメッシュを含み得るが、清掃または交換のために容易に取り外される。一般に、スクリーンの配置は、適切な用途（例えば、挿入及び取り外しの容易さ、容器内のフィット感、取り付け構成など）に適するために選択され得る。

Claims (57)

1. 絹製造システムであって、
   （Ａ）絹投入物を受け取り、絹投入物から絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液がセリシンを実質的に含まないように、前記絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を備える第１の処理サブステーションであって、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって前記絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された前記第１の処理サブステーションと、
   （Ｂ）前記第１の処理サブステーションと流体連通する第２の処理サブステーションであって、前記第２の処理サブステーションが、前記第１の処理サブステーションから前記絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成され、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液が約６５０百万分の１量（ｐｐｍ）未満の１つまたは複数の塩または非有機粒子を含む、前記第２の処理サブステーションと、
   （Ｃ）前記絹フィブロインベースの溶液が、第３の処理サブステーションの前に、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を生成するために滅菌され、
   （Ｄ）前記第２の処理サブステーションと流体連通する第３の処理サブステーションであって、前記滅菌された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成された噴霧乾燥機である前記第３の処理サブステーションと
   を備える、前記絹製造システム。
2. 前記浄化された絹フィブロインベースの溶液が、約４００ｐｐｍ未満の前記１つまたは複数の塩または非有機粒子を含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記粉末化された絹フィブロインベースの溶液が、０．９未満の水分活性レベルを含む、請求項１に記載のシステム。
4. 前記絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、請求項１記載のシステム。
5. 前記第１の処理サブステーションと前記第２の処理サブステーションのと間に配置され、前記絹フィブロインベースの溶液の保持または調整の少なくとも１つを行うように構成された貯蔵器と、
   前記第１の処理サブステーションと前記第２の処理サブステーションとの間に配置され、前記絹フィブロインベースの溶液を前記第１の処理サブステーションと、前記貯蔵器と、前記第２の処理サブステーションとの間で移送するように構成されたポンプアセンブリと
   をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第２の処理サブステーションが少なくとも１つの渦巻き形の濾過膜を含む、請求項１に記載のシステム。
7. 前記処理サブステーションのいずれか１つの前または後に前記絹フィブロインベースの溶液の温度を調整するように構成された熱交換システムをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第２の処理サブステーションが透析濾過によって前記絹フィブロインベースの溶液を浄化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第２の処理サブステーションが接線流濾過によって前記絹フィブロインベースの溶液を浄化するように構成される、請求項１に記載のシステム。
10. 前記第３の処理サブステーションが１台の凝集装置を含む、請求項１に記載のシステム。
11. 前記第３の処理サブステーションから絹フィブロイン粉末を受け取り、前記絹フィブロイン粉末の調整、前記絹フィブロイン粉末の試験、または食品に使っても安全な容器への前記絹フィブロイン粉末の包装の少なくとも１つを行うように構成された後処理システムをさらに含む、請求項１に記載の前記システム。
12. 絹製造システムであって、
    （Ａ）絹投入物を受け取り、前記絹投入物から絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を備える第１の処理サブステーションであって、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって前記絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された前記第１の処理サブステーションと、
    （Ｂ）前記第１の処理サブステーションと流体連通する第２の処理サブステーションであって、前記第１の処理サブステーションから前記絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成された前記第２の処理サブステーションと、
    （Ｃ）前記第２の処理サブステーションと流体連通する第３の処理サブステーションであって、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、滅菌するように構成された前記第３の処理サブステーションと、
    （Ｄ）前記第３の処理サブステーションと流体連通する第４の処理サブステーションであって、前記第４の処理サブステーションが、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成され、噴霧乾燥機である前記第４の処理サブステーションと
    を備える、前記絹製造システム。
13. 前記絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、請求項１２記載のシステム。
14. 前記第３の処理サブステーションが、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を、精密濾過によって食品等級基準まで滅菌するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
15. 前記第３の処理サブステーションが、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を、低温殺菌によって食品等級基準まで滅菌するように構成される、請求項１２に記載のシステム。
16. 前記第４の処理サブステーションが１台の凝集装置を含む、請求項１２に記載のシステム。
17. 絹製造システムであって、
    （Ａ）絹投入物を受け取り、前記絹投入物から絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された第１の処理サブステーションであって、前記第１の処理サブステーションが、単一の容器内で前記絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成され、
    前記生糸投入物及び１つまたは複数の化合物を受け取るように構成された第１の入口ポート、溶媒を受け取るように構成された第２の入口ポート、及び前記絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された少なくとも１つの出口を含む反応容器であって、前記絹投入物からの前記絹フィブロインタンパク質をデガミングする、濯ぐ、及び溶解させることによって前記絹投入物を処理するように構成された反応容器と、
    前記反応容器の周りに配置され、前記容器及びその内容物との熱交換を提供するように構成された液体ジャケットであって、前記内容物を約５０℃～約１５０℃の温度に加熱するように構成された前記液体ジャケットと、
    前記反応容器の前記内容物を攪拌するように構成された攪拌機機構と
    を備える前記第１の処理サブステーションと、
    （Ｂ）前記第１の処理サブステーションと流体連通する第２の処理サブステーションであって、前記第２の処理サブステーションが、前記第１の処理サブステーションから前記絹フィブロインベースの溶液を受け取り、浄化するように構成され、前記第２の処理サブステーションが、前記絹フィブロインベースの溶液を接線流濾過によって浄化するように構成され、前記第２の処理サブステーションが、
    少なくとも１つの膜を収容する濾過モジュールであって、前記モジュールが、化合物を含む前記絹フィブロインベースの溶液を受け取るように構成された入口、化合物の量が減少した浄化された絹フィブロイン溶液を出力するように構成された出口、及び前記化合物の一部を出力するように構成された廃棄物ポートを備え、前記絹フィブロインベースの溶液を、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア量に達するまで前記濾過モジュールを通して循環させることによって、前記化合物を前記絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成される、前記濾過モジュール
    を備える、前記第２の処理サブステーションと、
    （Ｃ）前記絹フィブロインベースの溶液が、前記第３の処理サブステーションの前に、滅菌された絹フィブロインベースの溶液を生成するために滅菌され、
    （Ｄ）前記第２の処理サブステーションと流体連通する第３の処理サブステーションであって、前記第３の処理サブステーションが、前記滅菌された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、粉末化するように構成され、前記第３の処理サブステーションが、前記滅菌された絹フィブロインベースの溶液を噴霧乾燥機によって粉末化するように構成され、１台の凝集装置を含む前記第３の処理サブステーションと、
    （Ｅ）前記第３の処理サブステーションから前記絹フィブロイン粉末を受け取り、前記絹フィブロイン粉末の調整、前記絹フィブロイン粉末の試験、または食品に使っても安全な容器への前記絹フィブロイン粉末の包装の少なくとも１つを行うように構成された後処理システムと
    を備える、前記絹製造システム。
18. 前記絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、請求項１７に記載のシステム。
19. 前記第２の処理サブステーションと流体連通する第４の処理サブステーションをさらに備え、前記第４の処理サブステーションが、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を受け取り、滅菌するように構成された、請求項１７に記載のシステム。
20. 前記第４の処理サブステーションが、前記絹フィブロインベースの溶液または前記浄化された絹フィブロインベースの溶液の少なくとも１つを受け取り、前記絹フィブロインベースの溶液または前記浄化された絹フィブロインベースの溶液の前記少なくとも１つから微生物を除去し、濁度を下げるように構成された精密濾過モジュールを備える、請求項１９に記載のシステム。
21. 前記精密濾過モジュールが２つのフィルタ段を含み、前記第１のフィルタ段が、約０．７μｍと約５μｍの間の細孔径を有し、前記第２のフィルタ段が、約０．０５μｍと約０．８μｍの間の細孔径を有し、前記絹フィブロインベースの溶液が、前記第２のフィルタ段を通過する前に前記第１のフィルタ段を通過する、請求項２０に記載のシステム。
22. 前記精密濾過モジュールが、前記絹フィブロインベースの溶液をフィルタ段間、処理サブステーション間に、前記精密濾過プロセスまたはそれらの任意の組み合わせを完了した後必要に応じて別のプロセスに移送するように構成された１つまたは複数のポンプをさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
23. 前記精密濾過モジュールが、１つまたは複数の保持タンクをさらに備え、前記タンクが、前記溶液の保管、前記溶液の温度制御、または濁度もしくは無菌レベルに対処するための前記溶液濃度の調整の１つまたは複数を含む追加の処理を提供するように構成され得る、請求項２１に記載のシステム。
24. 前記反応容器が、約０．５～約５．０の仕事量によって定められる高さ対直径のアスペクト比を有するサイズに作られる、請求項１７に記載のシステム。
25. 前記反応容器が、約０．８～約２．０の仕事量によって定められる高さ対直径のアスペクト比を有するサイズに作られる、請求項１７に記載のシステム。
26. 前記反応容器が、前記容器内の前記絹投入物の移動または位置の少なくとも１つを制御するための取り扱い構造をさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
27. 前記第１の処理サブステーションへの導入前または導入時に前記絹投入物を調整するように構成された前処理システムをさらに含む、請求項１７に記載のシステム。
28. 前記第２の処理サブステーションが、処理中に前記絹フィブロインベースの溶液の温度を制御するための熱交換システムをさらに備える、請求項１７に記載のシステム。
29. 前記濾過モジュールが、前記絹フィブロインベースの溶液を、約５ダイア容量から少なくとも約８ダイア容量に達するまで前記濾過モジュールを通して循環させることによって、前記絹フィブロインベースの溶液から前記第２の化合物を除去するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
30. 絹製造システムであって、
    絹投入物を受け取り、絹投入物から絹フィブロインタンパク質を抽出し、絹フィブロインベースの溶液がセリシンを実質的に含まないように、前記絹フィブロインベースの溶液を生成するように構成された容器を備える第１の処理サブステーションであって、単一の容器内でデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって前記絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された前記第１の処理サブステーション
    を備える前記絹製造システム。
31. 絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法であって、
    複数の絹投入物を反応容器に導入するステップと、
    溶媒を前記反応容器に導入するステップと、
    第１の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記絹投入物のデガミングを促進するために、熱を前記反応容器の内容物に導入するステップと、
    前記反応容器内での前記絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、
    前記デガミングされた絹の投入物を濯ぐステップと、
    あらゆる残りの絹フィブロインタンパク質を溶液に溶解させるために、第２の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記反応容器の前記内容物を攪拌するステップと、
    前記第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために、前記反応容器の前記内容物を濾過するステップと、
    前記浄化された絹フィブロインを粉末形態で得るために、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するステップと
    を含む、前記方法。
32. 前記絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、請求項３１記載の方法。
33. 前記反応容器内の前記絹投入物の充填密度が約１％と約７０％の間である、請求項３１に記載の方法。
34. 前記反応容器内の前記絹投入物の充填密度が５％より大きい、請求項３１に記載の方法。
35. 前記反応容器内の前記絹投入物の充填密度が１５％より大きい、請求項３１に記載の方法。
36. 前記反応容器内の前記絹投入物の充填密度が２５％より大きい、請求項３１に記載の方法。
37. 前記濾過ステップが、透析濾過によって前記絹フィブロインベースの溶液を浄化することを含む、請求項３１に記載の方法。
38. 前記濾過ステップが、接線流濾過によって前記絹フィブロインベースの溶液を浄化することを含む、請求項３１に記載の方法。
39. 前記方法が、前記粉末化ステップの前に、食品等級品質の絹フィブロインベースの溶液を得るために滅菌プロセスを実行する前記ステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
40. 前記滅菌プロセスが、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を精密濾過モジュールに導く前記ステップを含む、請求項３９に記載の方法。
41. 前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を精密濾過モジュールに導く前記ステップが、
    前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を、約０．７μｍと約５μｍの間の細孔径を有する第１の精密濾過段階を通して導くステップと、
    前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を、約０．０５μｍと約０．８μｍの間の細孔径を有する第２の精密濾過段階を通して導くステップと
    を含む、請求項４０に記載の方法。
42. 処理中に前記絹フィブロインベースの溶液の温度を調整する前記ステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
43. 前記絹フィブロイン粉末を凝集させることと、前記絹フィブロイン粉末を調整することと、前記絹フィブロイン粉末を試験することと、または前記絹フィブロイン粉末を、食品に使用するのに安全な容器に包装することとの少なくとも１つを含む粉末化後ステップをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
44. 絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法であって、
    複数の絹投入物を反応容器に導入するステップと、
    溶媒を前記反応容器に導入するステップと、
    第１の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記カイコのデガミングを促進するために、熱を前記反応容器の内容物に導入するステップと、
    前記反応容器内での前記絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、
    前記溶媒及びあらゆるデガミング残留物の少なくとも一部を除去するステップと、
    前記デガミングされた絹投入物を濯ぐステップと、
    溶液中に前記残りの絹フィブロインタンパク質を溶解させるために第２の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記反応容器の前記内容物を攪拌するステップと、
    前記第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために、前記反応容器の前記内容物を濾過するステップと、
    滅菌された絹フィブロインベースの溶液を得るために、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を滅菌プロセスに導くステップと、
    前記絹フィブロインを粉末形態で得るために、前記滅菌された絹フィブロインベースの溶液を粉末化するステップと
    を含む、前記方法。
45. 前記絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、請求項４４に記載の方法。
46. 前記濾過ステップが、透析濾過によって前記絹フィブロインベースの溶液を浄化することを含む、請求項４４に記載の方法。
47. 前記濾過ステップが、接線流濾過によって前記絹フィブロインベースの溶液を浄化することを含む、請求項４４に記載の方法。
48. 前記濾過ステップが、少なくとも１つの渦巻き形の膜を利用することを含む、請求項４４に記載の方法。
49. 前記滅菌プロセスが、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を精密濾過モジュールに導く前記ステップを含む、請求項４４に記載の方法。
50. 前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を精密濾過モジュールに導く前記ステップが、
    前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を、約０．７μｍと約５μｍの間の細孔径を有する第１の精密濾過段階を通して導くステップと、
    前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を、約０．０５μｍと約０．８μｍの間の細孔径を有する第２の精密濾過段階を通して導くステップと
    を含む、請求項４９に記載の方法。
51. 処理中に前記絹フィブロインベースの溶液の温度を調整する前記ステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
52. 前記絹フィブロイン粉末を凝集させることと、前記絹フィブロイン粉末を調整することと、前記絹フィブロイン粉末を試験することと、または前記絹フィブロイン粉末を、食品に使用するのに安全な容器に包装することとの少なくとも１つを含む粉末化後ステップをさらに含む、請求項４４に記載の方法。
53. 食品等級の絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法であって、
    反応容器内でのデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された前記反応容器を提供するステップであって、前記容器が、少なくとも１つの入口ポート、少なくとも１つの出口ポート、ならびに前記容器及びその内容物との熱交換を提供するように構成された液体ジャケットを含む、前記提供するステップと、
    前記少なくとも１つの入口ポートを介して複数の絹投入物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記少なくとも１つの入口ポートを介して溶媒を前記反応容器に導入するステップと、
    前記少なくとも１つの入口ポートを介して第１の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記絹投入物のデガミングを促進するために、前記液体ジャケットを介して前記反応容器の前記内容物を約５０℃～約１５０℃の温度に加熱するステップと、
    前記反応容器内での前記絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、
    前記少なくとも１つの出口ポートを介して、前記溶媒の少なくとも一部及びあらゆるデガミング残留物を除去するステップと、
    前記デガミングされた絹投入物を濯ぐステップと、
    前記残りの絹フィブロインタンパク質を溶解させて、絹フィブロインベースの溶液を形成するために、前記少なくとも１つの入口ポートを介して第２の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記反応容器の前記内容物を攪拌するステップと、
    前記少なくとも１つの出口ポートを介して、前記第２の化合物を含む前記絹フィブロインベースの溶液を濾過モジュールに出力するステップと、
    前記第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために前記第２の化合物を含む前記絹フィブロインベースの溶液を濾過するステップであって、前記濾過モジュールが、前記絹フィブロインベースの溶液を、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量に達するまで前記濾過モジュールを通して循環させることによって、前記第２の化合物を前記絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成される、前記濾過するステップと、
    前記粉末の水分活性レベルが０．９未満になるように、前記絹フィブロインを粉末形態で得るために、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を噴霧乾燥機によって粉末化するステップと
    を含む、前記方法。
54. 前記絹投入物がＢｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉカイコに由来する、請求項５３に記載のシステム。
55. 前記絹フィブロイン粉末を凝集させることと、前記絹フィブロイン粉末を調整することと、前記絹フィブロイン粉末を試験することと、または前記絹フィブロイン粉末を包装することとの少なくとも１つを含む粉末化後ステップをさらに含む、請求項５３に記載の方法。
56. 前記少なくとも１つの入口ポートが、前記絹投入物、前記第１の化合物、及び前記第２の化合物を受け取るように構成された第１の入口ポート、ならびに前記溶媒を受け取るように構成された第２の入口ポートを備え、
    前記少なくとも１つの出力ポートが、前記絹フィブロインベースの溶液を出力するように構成された第１の出力ポート、及び前記溶媒及びあらゆるデガミング残留物の少なくとも一部を出力するように構成された第２の出力ポートを備える、
    請求項５３に記載の方法。
57. 食品等級の絹フィブロインを得るために絹投入物を処理する方法であって、
    反応容器内でのデガミングプロセス、濯ぎプロセス、及び溶解プロセスによって絹フィブロインタンパク質を抽出するように構成された反応容器を提供するステップであって、前記容器が、少なくとも１つの入口ポート、少なくとも１つの出口ポート、ならびに前記容器及びその内容物との熱交換を提供するように構成された液体ジャケットを含む、前記提供するステップと、
    前記少なくとも１つの入口ポートを介して複数の絹投入物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記少なくとも１つの入口ポートを介して溶媒を前記反応容器に導入するステップと、
    前記少なくとも１つの入口ポートを介して第１の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記絹投入物のデガミングを促進するために、前記液体ジャケットを介して前記反応容器の前記内容物を約５０℃～約１５０℃の温度に加熱するステップと、
    前記反応容器内での前記絹投入物の移動または位置決めを制御するステップと、
    前記少なくとも１つの出口ポートを介して、前記溶媒の少なくとも一部及びあらゆるデガミング残留物を除去するステップと、
    前記絹投入物が実質的にセリシンを含まないように、前記デガミングされた絹投入物を濯ぐステップと、
    前記残りの絹フィブロインタンパク質を溶解させて、絹フィブロインベースの溶液を形成するために、前記少なくとも１つの入口ポートを介して第２の化合物を前記反応容器に導入するステップと、
    前記反応容器の前記内容物を攪拌するステップと、
    滅菌された絹フィブロインベースの溶液を得るために前記絹フィブロイン溶液を滅菌するステップと、
    前記少なくとも１つの出口ポートを介して、前記第２の化合物を含む前記滅菌された絹フィブロインベースの溶液を濾過モジュールに出力するステップと、
    前記第２の化合物を実質的に除去し、浄化された絹フィブロインベースの溶液を生成するために前記第２の化合物を含む前記絹フィブロインベースの溶液を濾過するステップであって、前記濾過モジュールが、前記絹フィブロインベースの溶液を、約１ダイア容量から少なくとも約１２ダイア容量に達するまで前記濾過モジュールを通して循環させることによって、前記第２の化合物を前記絹フィブロインベースの溶液から除去するように構成され、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液が、約６５０百万分の１量（ｐｐｍ）未満の１つまたは複数の塩または非有機粒子を含む、前記濾過するステップと、
    前記粉末の前記水分活性レベルが０．９未満になるように、前記絹フィブロインを粉末形態で得るために、前記浄化された絹フィブロインベースの溶液を噴霧乾燥機によって粉末化するステップと
    を含む、前記方法。

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