WO2023210675A1 - 食品加工装置、及び、触媒付き光源 - Google Patents

食品加工装置、及び、触媒付き光源 Download PDF

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WO2023210675A1
WO2023210675A1 PCT/JP2023/016401 JP2023016401W WO2023210675A1 WO 2023210675 A1 WO2023210675 A1 WO 2023210675A1 JP 2023016401 W JP2023016401 W JP 2023016401W WO 2023210675 A1 WO2023210675 A1 WO 2023210675A1
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WO
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catalyst
ultraviolet light
food processing
processing apparatus
food
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/016401
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English (en)
French (fr)
Inventor
覚 山路
大輔 猪野
泰宏 橋本
邦弘 鵜飼
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/26—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by irradiation without heating
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23P—SHAPING OR WORKING OF FOODSTUFFS, NOT FULLY COVERED BY A SINGLE OTHER SUBCLASS
    • A23P30/00—Shaping or working of foodstuffs characterised by the process or apparatus

Definitions

  • the present disclosure relates to a food processing device and a light source with a catalyst used in the food processing device.
  • Patent Document 1 describes a method for producing a brewed product using a photocatalyst.
  • this production method when sterilizing microorganisms in a brewed product, the brewed product placed in a tank is stirred by a stirring member at room temperature while exciting light is emitted to a photocatalyst supported on the surface of a predetermined member such as the stirring member. is irradiated.
  • Patent Document 1 describes a microbial sterilizer used in the production of Japanese sake, which is an example of a method for producing this brewed product.
  • the light source of excitation light is placed outside the tank.
  • a film of anatase titanium oxide is formed on the surface of the stirring blade.
  • the present disclosure provides food processing equipment and the like that are advantageous from the viewpoint of increasing reaction speed while suppressing deterioration of food when processing food using light.
  • a food processing apparatus includes a container having a space for storing food, a catalyst membrane having an active surface in contact with the space, and a catalyst membrane having a surface that is larger than the active surface in the thickness direction of the catalyst membrane.
  • a light source disposed close to the main surface of the catalyst membrane located on the opposite side of the catalyst membrane and emitting ultraviolet light toward the catalyst membrane, the catalyst membrane comprising a surface layer including an active surface and a main surface. and an absorption layer, the absorption layer containing ultraviolet light absorption particles that absorb a part of ultraviolet light.
  • a light source with a catalyst includes a catalyst film having an active surface, and a catalyst film that is closer to the main surface of the catalyst film located on the opposite side of the active surface than the active surface in the thickness direction of the catalyst film.
  • a light source disposed at a position to emit ultraviolet light toward the catalyst membrane, the catalyst membrane comprising a surface layer including an active surface and an absorbing layer including a main surface, the absorbing layer emitting ultraviolet light toward the catalyst membrane; Contains ultraviolet light absorbing particles that absorb some of the ultraviolet light.
  • the food processing apparatus and the like of the present disclosure are advantageous from the viewpoint of increasing the reaction rate while suppressing deterioration of food.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a food processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a graph showing the dependence of the reaction rate constant on the thickness of the catalyst membrane in formic acid decomposition.
  • FIG. 3 is a graph showing the dependence of the reaction rate constant in formic acid decomposition on the amount of ultraviolet light absorbing particles blended.
  • a food processing apparatus includes a container having a space for storing food, a catalyst membrane having an active surface in contact with the space, and a catalyst membrane having an active surface that is more active than the active surface in the thickness direction of the catalyst membrane.
  • a light source disposed close to the main surface of the catalyst membrane located on the opposite side of the surface and emitting ultraviolet light toward the catalyst membrane; the catalyst membrane has a surface layer including an active surface; and an absorbing layer containing ultraviolet light absorbing particles that absorb a portion of ultraviolet light.
  • the amount of ultraviolet light that reaches the active surface, out of the ultraviolet light emitted from the light source, can be reduced by the ultraviolet light-absorbing particles contained in the absorption layer.
  • the active surface it is possible to reduce the possibility that ultraviolet light causes deterioration of ingredients contained in the food, which should not occur in the first place.
  • the other part of the ultraviolet light that is not absorbed is used to cause the desired catalytic reaction on active surfaces, etc., so food processing equipment increases the reaction rate while suppressing food deterioration. It is advantageous from this point of view.
  • the food processing apparatus according to the second aspect of the present disclosure is the food processing apparatus according to the first aspect, in which the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst membrane is 50% or more.
  • 50% or more of the ultraviolet light emitted from the light source can be absorbed by the catalyst film and prevented from reaching the active surface.
  • a food processing apparatus is the food processing apparatus according to the first or second aspect, in which the absorbent layer contains an oxide binder.
  • the absorption layer can be maintained so as not to collapse, and ultraviolet light can be stably absorbed.
  • the oxide binder is Si m O n , Tim O n or Al m O n (where m is 1 or 2, and n is 2 or 3).
  • the food processing apparatus according to the third aspect having a composition as follows.
  • an oxide binder having a composition of Si m O n , Ti m O n or Al m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3),
  • the absorption layer can be maintained without collapsing, and ultraviolet light can be stably absorbed.
  • a food processing apparatus is the food processing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the surface layer includes a metal oxide.
  • an active surface can be formed in the surface layer containing the metal oxide.
  • the food processing apparatus is provided with a fifth metal oxide, in which the metal oxide has a composition of Ti m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3).
  • the food processing apparatus according to the embodiment.
  • an active surface can be formed in a surface layer containing a metal oxide having a composition of Ti m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3).
  • the food processing apparatus further includes a support that contacts the catalyst membrane on its main surface and supports the catalyst membrane, the food processing apparatus according to any one of the first to sixth aspects. It is a processing device.
  • the support can come into contact with the catalyst membrane on the main surface.
  • the shape of the catalyst membrane can be made to follow the support. If the support is made of a rigid material, the catalyst membrane can be maintained in the same shape as the support.
  • the food processing apparatus is the food processing apparatus according to the seventh aspect, wherein the support has a cavity inside and is in contact with the catalyst membrane on the outside, and the light source is disposed in the cavity. This is the food processing equipment described.
  • the light source can be placed in the cavity that the support has inside, and ultraviolet light can be emitted from inside the cavity toward the catalyst membrane through the support.
  • a food processing apparatus is the food processing apparatus according to the eighth aspect, wherein the support is made of glass.
  • the light source is placed in the cavity that the support made of glass has inside, and ultraviolet light can be emitted from inside the cavity toward the catalyst membrane through the support.
  • the food processing apparatus is the food processing apparatus according to any one of the first to ninth aspects, wherein the catalyst membrane has a thickness of 2.6 ⁇ m or more and 18.2 ⁇ m or less. It is.
  • the light source with a catalyst includes a catalyst film having an active surface, and a main surface of the catalyst film located on the opposite side of the active surface from the active surface in the thickness direction of the catalyst film.
  • a light source disposed close to the catalyst membrane that emits ultraviolet light toward the catalyst membrane; the catalyst membrane includes a surface layer including an active surface; and an absorbing layer including a main surface; Contains ultraviolet light-absorbing particles that absorb a portion of the UV light.
  • the food processing apparatus includes a container having a space for accommodating food, a catalyst membrane having an active surface in contact with the space, and a thickness of the catalyst membrane that is lower than the active surface in the thickness direction of the catalyst membrane.
  • a light source disposed near the main surface of the catalyst membrane opposite to the active surface and emitting ultraviolet light toward the catalyst membrane, the catalyst membrane absorbs a portion of the ultraviolet light and The absorption rate of ultraviolet light in the film is 50% or more, and the thickness of the catalyst film is 2.6 ⁇ m or more and 18.2 ⁇ m or less.
  • the catalyst film absorbs 50% or more of the ultraviolet light emitted from the light source by the catalyst film having a thickness of 2.6 ⁇ m or more and 18.2 ⁇ m or less, and activates the catalyst film.
  • the amount of ultraviolet light reaching the active surface can be reduced, while another part of the ultraviolet light can be used to generate the desired catalytic reaction, such as on the active surface. This is advantageous from the viewpoint of increasing the reaction rate while suppressing food deterioration.
  • the catalyst film includes a surface layer including an active surface and an absorption layer including a main surface, and the absorption layer absorbs a portion of ultraviolet light.
  • the food processing device according to the twelfth aspect comprising light-absorbing particles.
  • the amount of ultraviolet light that reaches the active surface out of the ultraviolet light emitted from the light source can be reduced by the ultraviolet light-absorbing particles contained in the absorption layer.
  • a food processing apparatus is the food processing apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the absorbent layer includes an oxide binder.
  • the absorption layer can be maintained so as not to collapse, and ultraviolet light can be stably absorbed.
  • the oxide binder is Si m O n , Tim O n or Al m O n (where m is 1 or 2, and n is 2 or 3).
  • the food processing apparatus according to the fourteenth aspect having a composition of:
  • an oxide binder having a composition of Si m O n , Ti m O n or Al m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3),
  • the absorption layer can be maintained without collapsing, and ultraviolet light can be stably absorbed.
  • the food processing apparatus according to the sixteenth aspect of the present disclosure is the food processing apparatus according to any one of the thirteenth to fifteenth aspects, wherein the surface layer contains a metal oxide.
  • an active surface can be formed in the surface layer containing the metal oxide.
  • the food processing apparatus according to the seventeenth aspect of the present disclosure is provided in the food processing apparatus according to the seventeenth aspect of the present disclosure, wherein the metal oxide has a composition of Ti m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3).
  • the metal oxide has a composition of Ti m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3).
  • an active surface can be formed in a surface layer containing a metal oxide having a composition of Ti m O n (where m is 1 or 2 and n is 2 or 3).
  • the food processing apparatus further includes a support that contacts the catalyst membrane on its main surface and supports the catalyst membrane, the food processing apparatus according to any one of the twelfth to seventeenth aspects. It is a processing device.
  • the support can come into contact with the catalyst membrane on the main surface.
  • the shape of the catalyst membrane can be made to follow the support. If the support is made of a rigid material, the catalyst membrane can be maintained in the same shape as the support.
  • the food processing apparatus is the food processing apparatus according to the eighteenth aspect, wherein the support has a cavity inside and is in contact with the catalyst membrane on the outside, and the light source is disposed in the cavity. This is the food processing equipment described.
  • the light source can be placed in the cavity that the support has inside, and ultraviolet light can be emitted from inside the cavity toward the catalyst membrane through the support.
  • the food processing apparatus according to the 20th aspect of the present disclosure is the food processing apparatus according to the 18th or 19th aspect, in which the support is made of glass.
  • the light source is placed in the cavity that the support made of glass has inside, and ultraviolet light can be emitted from inside the cavity toward the catalyst membrane through the support.
  • the light source with a catalyst includes a catalyst film having an active surface, and a main surface of the catalyst film located on the opposite side of the active surface from the active surface in the thickness direction of the catalyst film.
  • a light source that is placed in a close position and emits ultraviolet light toward the catalyst membrane, the catalyst membrane absorbs a part of the ultraviolet light, and the absorption rate of the ultraviolet light in the catalyst membrane is 50% or more,
  • the thickness of the catalyst film is 2.6 ⁇ m or more and 18.2 ⁇ m or less.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a food processing apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 1 also shows an enlarged view of a part of the cross section (the part surrounded by a chain line).
  • the food processing apparatus 1a includes a container 10 and a light source 2 with a catalyst.
  • a plurality of (for example, three) light sources 2 with catalysts are provided for one container 10.
  • the food processing apparatus 1a may have a configuration in which only one catalytic light source 2 is provided for one container 10.
  • the container 10 has a space 15 for accommodating the food F.
  • Food F may be a food raw material.
  • the food raw material is a raw material that is processed into food through the process by the food processing apparatus 1a or other processes.
  • the light source 2 with a catalyst is composed of a light source 30, a catalyst film 20 exhibiting a catalytic action, and a support body 25 for supporting the catalyst film 20.
  • the light source 30 includes a hard member that can be used in place of the support 25, it is also possible to realize a light source with a catalyst composed of the light source 30 and the catalyst film 20 without the support 25.
  • the catalyst membrane 20 has an active surface 21a in contact with the space 15.
  • the light source 30 is disposed closer to the main surface 22a of the catalyst film 20, which is located on the opposite side of the active surface 21a, than the active surface 21a in the thickness direction of the catalyst film 20.
  • the catalyst membrane 20 is a sheet-like member in which the active surface 21a and the main surface 22a face each other.
  • the catalyst film 20 has a two-layer structure consisting of an absorption layer 22 that mainly absorbs ultraviolet light and does not exhibit catalytic action, and a surface layer 21 that plays the core of catalytic action.
  • the absorption layer 22 is arranged on the main surface 22a side of the catalyst membrane 20 in the thickness direction.
  • the surface layer 21 is arranged on the active surface 21a side in the thickness direction of the catalyst membrane 20.
  • the catalyst membrane 20 is not limited to such a two-layer structure.
  • the catalyst film 20 may have a three or more layer structure in which another layer such as a diffusion layer is further formed on the main surface 22a. In this configuration, the main surface of the other layer is the exposed surface of the catalyst membrane 20, and the main surface 22a of the absorption layer 22 is not exposed as an interface between the absorption layer 22 and the other layer. .
  • ultraviolet light absorption particles 22b are dispersed and fixed in an oxide binder in order to realize absorption of ultraviolet light.
  • the ultraviolet light absorbing particles 22b may be, for example, particles such as TiO 2 that have the property of absorbing ultraviolet light.
  • the wavelength of the ultraviolet light that should be absorbed is determined by the food F to be processed, it is sufficient to select and use the ultraviolet light absorbing particles 22b according to the food F.
  • the oxide binder a material having a composition such as SiO 2 , TiO 2 or Al 2 O 3 can be selected and used.
  • the surface layer 21 includes a metal oxide such as TiO 2 as a catalyst.
  • the metal oxide may be any substance as long as its catalytic activity is excited by ultraviolet light.
  • a metal oxide suitable for the food F may be selected and used. The detailed structure of the catalyst membrane 20 will be described further later.
  • the light source 30 emits ultraviolet light toward the catalyst film 20, which is indicated by the arrow labeled "UV" in the figure. More specifically, the light source 30 is disposed on the main surface 22a side, and emits ultraviolet light from the main surface 22a side toward the catalyst film 20 via the support 25.
  • the catalyst film 20 is configured to absorb a portion of the ultraviolet light.
  • the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst membrane 20, that is, the ratio of ultraviolet light emitted from the catalyst membrane 20 to the food F with respect to the ultraviolet light incident on the catalyst membrane 20, is 50% or more.
  • Foods containing food ingredients are sensitive to ultraviolet light irradiation.
  • ultraviolet light When food is irradiated with ultraviolet light, the food undergoes deterioration or deterioration, and may give off an unpleasant odor, such as a putrid odor, a bad odor, or an artificial odor, which is different from the original flavor of the food.
  • Flavor, taste, and texture are the three major elements of food. Among these, flavor is an important element. Therefore, the occurrence of such an off-flavor can be a factor that greatly reduces the value of food.
  • the food processing apparatus 1a most of the amount of ultraviolet light is absorbed in the catalyst film 20 before the ultraviolet light reaches the food F, so that the food F is hardly irradiated with high-intensity ultraviolet light.
  • the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst film 20 can be changed depending on the wavelength of the ultraviolet light emitted from the light source 30. Therefore, various types of light sources can be used as the light source 30. In this way, according to the food processing apparatus 1a, deterioration or deterioration of food caused by ultraviolet light can be suppressed, and reactions aimed at food processing can be dominantly promoted.
  • a photocatalytic reaction that occurs as a result of the interaction of a solid catalyst or the like with light is also a photochemical reaction.
  • an organic photochemical reaction In order to distinguish between a photocatalytic reaction that occurs as a result of the interaction between a solid catalyst and light and a photochemical reaction that occurs as a result of the direct interaction between an organic molecule and light, the latter will be referred to herein as an "organic photochemical reaction.”
  • the processing of the food F that is performed using the food processing apparatus 1a may be, for example, processing that changes a component contained in the food F into another component.
  • the food processing apparatus 1a may be used for brewing and aging, or may be used for food manufacturing and food processing other than brewing and aging.
  • the thickness of the catalyst film 20 is adjusted so that the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst film 20 is 50% or more. Furthermore, by adjusting the thickness of the catalyst film 20, it is possible to form a catalyst film 20 with an ultraviolet light absorption rate greater than 50%.
  • the thickness of the catalyst film 20 can be determined, for example, based on the interference pattern appearing in the transmission spectrum of the catalyst film 20.
  • the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst film 20 can be determined, for example, by the following method.
  • the emission spectrum of the light source 30 is acquired, and the wavelength range ⁇ corresponding to the full width at half maximum with respect to the maximum light intensity in the emission spectrum is specified.
  • the absorption spectrum of the catalyst film 20 is measured using a spectrophotometer.
  • the integral value II of the light intensity of the emission spectrum in the wavelength range ⁇ is determined.
  • the integrated value IA of the light intensity absorbed by the catalyst film 20 in that wavelength range is determined.
  • the absorption rate A is determined from the following equation (1) based on the integral value I I and the integral value I A.
  • the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst film 20 may be 55% or more, 60% or more, or 70% or more.
  • the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst film 20 may be 100%, 98% or less, or 95% or less.
  • I0 is the incident light intensity when light propagates through the material
  • I is the transmitted light intensity
  • ⁇ is the absorption coefficient specific to the material
  • d is the thickness of the material.
  • the absorption coefficient ⁇ is related to the response characteristics of a material to ultraviolet light and is a function of wavelength. In the catalyst film 20, the shorter the wavelength of light, the larger the value of the absorption coefficient ⁇ tends to be.
  • the ultraviolet light incident on the catalyst film 20 will be absorbed by the ultraviolet light after propagating through a part of the catalyst film 20. Light intensity is greatly attenuated. Therefore, it is difficult for the ultraviolet light to propagate to the main surface of the catalyst film 20 on the opposite side of the incident surface of the catalyst film 20 on which the ultraviolet light is incident.
  • the interaction between the ultraviolet light and the catalyst film 20 is weak and the absorption coefficient ⁇ of the substance forming the catalyst film 20 is small, the ultraviolet light incident on the catalyst film 20 is It propagates to the main surface of the catalyst membrane 20 on the opposite side.
  • the light intensity of the ultraviolet light is not significantly attenuated, and the ultraviolet light leaks to the outside of the catalyst film 20.
  • the catalyst film 20 desirably has an absorption coefficient ⁇ [cm ⁇ 1 ] within a predetermined range for the wavelength ⁇ of ultraviolet light.
  • the absorption coefficient ⁇ of ultraviolet light at wavelength ⁇ is, for example, 1971.8 cm -1 when wavelength ⁇ is 365 nm, 7347.3 cm -1 when wavelength ⁇ is 350 nm, and 7347.3 cm -1 when wavelength ⁇ is 330 nm. At some point, it is 18039.7 cm -1 . In other words, the absorption coefficient ⁇ is, for example, from 1971.8 cm ⁇ 1 to 18039.7 cm ⁇ 1 . Thereby, the attenuation of the intensity of ultraviolet light in the catalyst film 20 can be easily adjusted to a desired degree.
  • the wavelength of the ultraviolet light emitted from the light source 30 is not limited to a specific value, and is, for example, from 320 nm to 375 nm. Thereby, ultraviolet light is appropriately absorbed in the catalyst film 20.
  • the absorption rate A of ultraviolet light in the catalyst film 20 can also be defined as in the following equation (3).
  • Absorption rate A (%) (1 - exp ( ⁇ x amount of absorber + absorbance of surface layer)) x 100 Formula (3)
  • ⁇ is the absorption coefficient which is the characteristic value of the ultraviolet light absorbing particles 22b
  • the amount of absorbing material is the weight of the ultraviolet light absorbing particles 22b per unit area
  • the film thickness is the thickness of the absorbing layer.
  • the light source 30 is not limited to a specific light source, and may be, for example, a high-pressure mercury lamp, a low-pressure mercury lamp, a fluorescent light source containing a fluorescent agent, or a light emitting diode (LED).
  • Light source 30 is preferably a monochromatic light source. In this case, since the wavelength range of the ultraviolet light is narrow, the thickness of the catalyst film 20 can be easily adjusted.
  • the thickness of the catalyst membrane 20 has an upper limit and a lower limit. This is because the emission spectrum of the light source 30 is not expressed as a delta function but has a finite spectral width, and the ultraviolet light absorption spectrum, which is the ultraviolet light response characteristic of the catalyst film 20, is a continuous function.
  • the catalyst membrane 20 is a membrane having multiple layers as described above. As shown in FIG. 1, the catalyst membrane 20 includes, for example, a surface layer 21 and an absorption layer 22.
  • Surface layer 21 has an active surface 21a.
  • Absorbent layer 22 has a main surface 22a.
  • the absorption layer 22 absorbs ultraviolet light to generate excitons, and plays the role of moving (diffusing) the generated excitons toward the active surface 21a.
  • the surface layer 21 plays a role in causing a charge transfer reaction at the interface between the active surface 21a and the food F.
  • the absorption layer 22 can function as an ultraviolet light absorption medium.
  • the number of charge transfer reactions that occur at the interface between the active surface 21a and the food product F will never be greater than the number of photons absorbed by the catalyst film 20. Therefore, in order to increase the reaction rate of the reaction for processing the food F, it is desirable that the ultraviolet light incident on the catalyst film 20 be sufficiently absorbed inside the absorption layer 22.
  • the thickness of the absorption layer 22 is adjusted so that the thickness of the catalyst film 20 is greater than or equal to F( ⁇ ).
  • the absorption layer 22 can also function as a conduction medium for excitons.
  • the excitons generated inside the absorption layer 22 can diffuse inside the absorption layer 22 and reach the interface between the active surface 21a and the food F within a finite lifetime ⁇ (seconds) of several nanoseconds to several tens of nanoseconds. .
  • Excitons that cannot reach this interface are deactivated by recombination with excited electrons and holes. In this case, the light energy used to generate excitons is converted into thermal energy without causing any chemical reaction and is wasted. Therefore, for example, the thickness of the absorption layer 22 is adjusted so that the thickness of the catalyst film 20 is equal to or less than G( ⁇ ). Therefore, the thickness of the catalyst film 20 is greater than or equal to F( ⁇ ) and less than or equal to G( ⁇ ).
  • the maximum exciton diffusion distance in the catalyst membrane 20 is expressed as v [ ⁇ m/sec], the maximum exciton diffusion distance can be approximated as ⁇ v ( ⁇ m).
  • ⁇ reflects the excited state dynamics of excitons and is influenced by factors such as the electronic state and defect density of the material.
  • the crystalline phase in the catalyst film 20 can also affect ⁇ .
  • the surface layer 21 has an active surface 21a and promotes catalytic reaction.
  • the elementary process of a catalytic reaction is a chemical reaction that occurs on the surface of a solid. Therefore, the performance as a catalyst is likely to be determined not by the bulk structure but by the fine structure of the active surface 21a.
  • the active surface 21a has a predetermined fine structure such as surface irregularities, for example. This tends to increase the surface area of the active surface 21a. As a result, by sufficiently increasing the mass transport rate of the components to be reacted by the catalytic reaction contained in the food F to the active surface 21a, it is possible to more reliably increase the reaction rate of the reaction necessary for processing the food F. can.
  • the thickness of the surface layer 21 and the thickness of the absorption layer 22 are not limited to specific values as long as the absorption rate of ultraviolet light in the catalyst film 20 is 50% or more.
  • the thickness of the absorption layer 22 is, for example, greater than the thickness of the surface layer 21. This allows the absorption layer 22 to absorb ultraviolet light well.
  • the thickness of the surface layer 21 may be, for example, from several nm to several tens of ⁇ m.
  • FIG. 2 is a graph showing the dependence of the reaction rate constant on the thickness of the catalyst membrane in formic acid decomposition.
  • the horizontal axis shows the thickness of the catalyst film 20, which is the sum of the thickness of the surface layer 21 and the thickness of the absorption layer 22, and the vertical axis shows the thickness of the catalyst film 20 when formic acid decomposition is catalyzed as an example of a catalytic reaction.
  • Reaction rate constants are shown.
  • the thickness of the catalyst film 20 that satisfies the reaction rate constant of 2.5 (h -1 ), which is considered to indicate that the catalytic reaction is progressing effectively is in the range of 2.6 ⁇ m or more and 18.2 ⁇ m or less. It is.
  • the thickness of the catalyst film 20 is less than 2.6 ⁇ m, the absorption layer 22 will not absorb enough ultraviolet light, resulting in a low reaction rate constant. Moreover, if the thickness of the catalyst film 20 is thicker than 18.2 ⁇ m, excitons generated by absorption of ultraviolet light do not sufficiently reach the active surface 21a, and the reaction rate constant becomes a low value. Thus, the thickness of the catalyst membrane 20 is preferably 2.6 ⁇ m or more and 18.2 ⁇ m or less.
  • the thickness of the catalyst film 20 can be adjusted by the number of times the material of the catalyst film 20 is applied to the surface of the support 25 (the surface in contact with the main surface 22a.
  • the surface layer 21 can be formed, for example, as a single layer.
  • the thickness of the surface layer 21 is several tens of nanometers
  • the surface layer 21 can be formed, for example, as a plurality of layers.
  • Each of the thicknesses of 22 can be determined, for example, based on an electron microscope image of a cross section of the catalyst membrane 20. In this case, the thickness of the surface layer 21 and the thickness of the absorption layer 22 are each 10 randomly selected.
  • the film thickness of the catalyst membrane 20 can also be determined using a step meter.In this case, it can be determined as the average value between measurements in a plurality of measurements.
  • the catalyst film 20 contains, for example, a metal oxide. Thereby, ultraviolet light is well absorbed in the catalyst film 20, and the reaction rate of the reaction for processing the food F can be increased more reliably.
  • the metal oxide contained in the catalyst membrane 20 is not limited to a specific metal oxide, and may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, aluminum oxide, or zeolite. Note that in this specification, oxides containing silicon are included in "metal oxides.”
  • the metal oxide contained in the catalyst film 20 may have a composition of Ti m On . This composition satisfies the conditions of 1 ⁇ m ⁇ 2 and 2 ⁇ n ⁇ 3. In this case, the reaction rate of the reaction for processing food F can be increased more reliably.
  • the material forming the surface layer 21 and the material forming the absorption layer 22 may be the same type of material or may be different types of materials.
  • the material forming the surface layer 21 and the material forming the absorption layer 22 are different materials, it is easier to enhance the function of the surface layer 21 and the function of the absorption layer 22.
  • the absorption layer 22 may include ultraviolet light absorption particles 22b.
  • the ultraviolet light absorbing particles 22b are not limited to specific materials, and may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, aluminum oxide, zeolite, or organic pigments. For example, TiO2 particles are used.
  • the blending amount of the ultraviolet light absorbing particles 22b is desirably 60% by weight or less based on the entire absorbing layer.
  • FIG. 3 is a graph showing the dependence of the reaction rate constant in formic acid decomposition on the amount of ultraviolet light absorbing particles blended. In FIG.
  • the horizontal axis shows the weight ratio of the ultraviolet light absorbing particles 22b/oxide binder corresponding to the blending amount of the ultraviolet light absorbing particles 22b
  • the vertical axis shows the thickness of the catalyst film 20 of 13 ⁇ m as an example of the catalytic reaction.
  • the reaction rate constant when formic acid decomposition is catalyzed is shown.
  • the weight ratio of the ultraviolet light absorbing particles 22b/oxide binder that satisfies the reaction rate constant of 2.5 (h -1 ), which is considered to indicate that the catalytic reaction is effectively progressing, is 20% or more. % or less.
  • the absorbent layer 22 may contain a binder.
  • the binder is not limited to a particular material, and may include oxide binders such as titanium oxide, zinc oxide, silicon oxide, aluminum oxide, zeolite, or organic polymers.
  • the food processing apparatus 1a further includes a support 25, for example.
  • the support body 25 has a cavity 25h inside, and a light source 30 is disposed within the cavity 25h.
  • the outside of the support body 25 has an outer surface, and the outer surface is in contact with the main surface 22a.
  • the support body 25 is disposed at a position closer to the main surface 22a than the active surface 21a in the thickness direction of the catalyst membrane 20, and supports the catalyst membrane 20. Thereby, the catalyst membrane 20 can stably exist in the food processing apparatus 1a.
  • the material of the support body 25 is not limited to a specific material, and is, for example, glass.
  • the support 25 typically has low photoresponse characteristics to ultraviolet light and high transmittance to ultraviolet light.
  • Examples of materials for the support 25 are quartz glass and borosilicate glass.
  • the shape of the support body 25 is not limited to a specific shape as long as it can support the catalyst membrane 20.
  • the support body 25 does not need to have the cavity 25h, for example.
  • the support body 25 is, for example, cylindrical.
  • the support body 25 may have a hollow spherical shape or a hollow polyhedral shape.
  • the food processing apparatus 1a may further include a stirrer 40.
  • the stirrer 40 includes, for example, a rotating shaft and stirring blades attached to the rotating shaft.
  • the food F can be transported to the active surface 21a of the catalyst membrane 20 at high speed, which is advantageous in terms of increasing the reaction rate.
  • Mass transfer includes diffusion transfer that accompanies a concentration gradient and convective transfer that moves along with the flow of the field. The actuation of the stirrer 40 increases the mass transport rate in the food F.
  • the concentration of the component to be reacted by the catalytic reaction which is contained in the food F at the interface between the catalyst membrane 20 and the food F, is likely to be maintained at a high concentration.
  • the operation of the stirrer 40 can promote the development of a field flow of the food F in the space 15 of the container 10.
  • the rotating shaft of the stirrer 40 can be inserted from above or below the container 10.
  • Example The food processing apparatus of the present disclosure will be explained in more detail using Examples. Note that the food processing apparatus of the present disclosure is not limited to the following examples.
  • Sol A was applied by spin coating onto a quartz glass support plate (corresponding to the support 25) in the food processing apparatus 1a to form a coating film.
  • Sol A was obtained by stirring 4.53 mL of tetraethoxysilane, 24 mL of 1 mol/L hydrochloric acid, and 5 g of metal oxide (TiO 2 powder) for 30 minutes.
  • This coating film was fired in an electric furnace at 500°C for 3 hours. Formation of the coating film and firing of the coating film were repeated five times to form an absorbent layer.
  • Sol B was applied onto the absorption layer by spin coating to form a coating film. Sol B was obtained by stirring titanium ethoxide: 0.092 mol (21 g), 20 wt% hydrochloric acid: 14.6 cm 3 , Pluronic P123 (surfactant): 6 g, and 1-butanol: 74 cm 3 for 3 hours. be. This coating film was baked in an electric furnace at 500° C. for 3 hours to form a surface layer. In this way, Sample J was produced. Note that the support plate had a square shape of 30 mm square in plan view.
  • Sample K was produced in the same manner as Sample J except that a layer corresponding to the absorption layer 22 in Sample J was not formed.
  • Sample L was prepared without forming a coating film on the support plate.
  • the food processing apparatus of the present disclosure is useful in processing various foods including food raw materials.

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Abstract

食品加工装置（１ａ）は、食品（Ｆ）を収容するための空間（１５）を有する容器（１０）と、空間（１５）に接する活性表面（２１ａ）を有する触媒膜（２０）と、触媒膜（２０）の厚さ方向において、活性表面（２１ａ）よりも、活性表面（２１ａ）の反対側に位置する触媒膜（２０）の主面（２２ａ）に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜（２０）に向かって出射する光源（３０）と、を備え、触媒膜（２０）は、活性表面（２１ａ）を含む表面層（２１）と、主面（２２ａ）を含む吸収層（２２）とを備え、吸収層（２２）は、紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子（２２ｂ）を含有する。

Description

食品加工装置、及び、触媒付き光源
　本開示は、食品加工装置、及び、当該食品加工装置において用いられる触媒付き光源に関する。
　従来、食品の加工のために光触媒を用いることが知られている。例えば、特許文献１には、光触媒を用いた醸造物の製造方法が記載されている。この製造方法において、醸造物の中の微生物を殺菌する際に、槽に入れた醸造物を常温下で撹拌部材によって撹拌しながら撹拌部材等の所定の部材の表面に担持された光触媒に励起光が照射される。特許文献１には、この醸造物の製造方法の一例である日本酒の製造に用いられる微生物殺菌装置が記載されている。微生物殺菌装置において、励起光の光源は、槽の外部に配置されている。加えて、撹拌羽根の表面にアナターゼ型の酸化チタンの皮膜が形成されている。
特開２００３－２５０５１４号公報
　本開示は、光を用いて食品を加工するときに、食品の変質を抑制しつつ反応速度を高める観点から有利な食品加工装置等を提供する。
　本開示の一態様に係る食品加工装置は、食品を収容するための空間を有する容器と、空間に接する活性表面を有する触媒膜と、触媒膜の厚さ方向において、活性表面よりも、活性表面の反対側に位置する触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、触媒膜は、活性表面を含む表面層と、主面を含む吸収層とを備え、吸収層は、紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する。
　また、本開示の一態様に係る触媒付き光源は、活性表面を有する触媒膜と、触媒膜の厚さ方向において、活性表面よりも、活性表面の反対側に位置する触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、触媒膜は、活性表面を含む表面層と、主面を含む吸収層とを備え、吸収層は、紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する。
　本開示の食品加工装置等は、食品の変質を抑制しつつ反応速度を高める観点から有利である。
図１は、実施の形態に係る食品加工装置を模式的に示す断面図である。 図２は、ギ酸分解における反応速度定数の触媒膜の厚さ依存性を示すグラフである。 図３は、ギ酸分解における反応速度定数の紫外光吸収粒子の配合量依存性を示すグラフである。
　（本開示の基礎となった知見）
　光触媒を用いて食品を加工するときに、食品が収容された容器の外側から容器の内部に配置された光触媒に励起光を照射することが考えられる。
　一方、本発明者らの検討によれば、紫外光を含む励起光が光触媒に入射する前に容器に収容された食品を透過すると、本来起こるべきではない、食品に含まれる成分の紫外光による変質又は劣化が生じうることが分かった。そこで、本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、光源から出射された紫外光を触媒膜の活性表面とは反対側の主面から触媒膜に入射させることが食品に含まれる成分の変質又は劣化を防止する観点から有利であることを新たに見出した。本発明者らは、さらに検討を進め、触媒膜が所定の条件を満たすことにより、食品の加工のための反応の反応速度を高めることができることを新たに見出した。このような新たな知見に基づき、本発明者らは、本開示の食品加工装置を完成させた。
　（本開示の概要）
　本開示の概要は、以下の通りである。
　本開示の第１態様に係る食品加工装置は、食品を収容するための空間を有する容器と、空間に接する活性表面を有する触媒膜と、触媒膜の厚さ方向において、活性表面よりも、活性表面の反対側に位置する触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、触媒膜は、活性表面を含む表面層と、主面を含む吸収層とを備え、吸収層は、紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する。
　このような食品加工装置によれば、吸収層に含有された紫外光吸収粒子によって、光源から出射された紫外光のうち、活性表面に到達する紫外光の量を低減することができる。その結果、活性表面において、紫外光が本来起こるべきではない、食品に含まれる成分の変質を生じる可能性を低減することができる。一方で吸収されなかった紫外光の他の一部は、活性表面等で、目的の触媒反応を生じさせるために活用されるので、食品加工装置は、食品の変質を抑制しつつ反応速度を高める観点から有利である。
　また、本開示の第２態様に係る食品加工装置は、触媒膜における紫外光の吸収率が、５０％以上である、第１態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、光源から出射された紫外光のうち、触媒膜において５０％以上の紫外光を吸収して、活性表面に到達しないようにすることができる。
　また、本開示の第３態様に係る食品加工装置は、吸収層が、酸化物バインダーを含む、第１又は第２態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、酸化物バインダーを含むことによって、吸収層を崩壊しないように維持でき、安定して紫外光を吸収することができる。
　また、本開示の第４態様に係る食品加工装置は、酸化物バインダーが、ＳｉｍＯｎ、ＴｉｍＯｎまたはＡｌｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する、第３態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、ＳｉｍＯｎ、ＴｉｍＯｎまたはＡｌｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する酸化物バインダーを含むことによって、吸収層を崩壊しないように維持でき、安定して紫外光を吸収することができる。
　また、本開示の第５態様に係る食品加工装置は、表面層が、金属酸化物を含む、第１～第４態様のいずれか１態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、金属酸化物を含む表面層において、活性表面を形成することができる。
　また、本開示の第６態様に係る食品加工装置は、金属酸化物が、ＴｉｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する、第５態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、ＴｉｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する金属酸化物を含む表面層において、活性表面を形成することができる。
　また、本開示の第７態様に係る食品加工装置は、主面において触媒膜に接触し、触媒膜を支持する支持体をさらに備える、第１～第６態様のいずれか１態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、主面において触媒膜に支持体が接触することができる。言い換えると、支持体に主面が接触することで、触媒膜の形状を支持体に沿う形状とすることができる。支持体を剛性のある素材で形成すれば、触媒膜を支持体の形状のまま一定に維持することができる。
　また、本開示の第８態様に係る食品加工装置は、支持体が、内部に空洞を有し、外部において触媒膜に接触しており、光源が、空洞に配置されている、第７態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、支持体が内部に有する空洞内に光源を配置して、この空洞の内部から支持体越しに触媒膜に向けて紫外光を出射することができる。
　また、本開示の第９態様に係る食品加工装置は、支持体が、ガラスで構成される、第８態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、ガラスで構成された支持体が内部に有する空洞内に光源を配置して、この空洞の内部から支持体越しに触媒膜に向けて紫外光を出射することができる。
　また、本開示の第１０態様に係る食品加工装置は、触媒膜の厚さが、２．６μｍ以上１８．２μｍ以下である、第１～第９態様のいずれか１態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、２．６μｍ以上１８．２μｍ以下の厚みを有する触媒膜によって活性表面に到達する紫外光の量を低減しつつ、紫外光の他の一部を、活性表面等で、目的の触媒反応を生じさせるために活用できるので、食品の変質を抑制しつつ反応速度を高める観点から有利である。
　また、本開示の第１１態様に係る触媒付き光源は、活性表面を有する触媒膜と、触媒膜の厚さ方向において、活性表面よりも、活性表面の反対側に位置する触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、触媒膜は、活性表面を含む表面層と、主面を含む吸収層とを備え、吸収層は、紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する。
　これによれば、第１２態様に係る食品加工装置と同様の効果を奏することができる。
　また、本開示の第１２態様に係る食品加工装置は、食品を収容するための空間を有する容器と、空間に接する活性表面を有する触媒膜と、触媒膜の厚さ方向において、活性表面よりも、活性表面の反対側に位置する触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、触媒膜は紫外光の一部を吸収し、触媒膜における紫外光の吸収率は、５０％以上であり、触媒膜の厚さは、２．６μｍ以上１８．２μm以下である。
　このような食品加工装置によれば、２．６μｍ以上１８．２μｍ以下の厚みを有する触媒膜によって光源から出射された紫外光のうち、触媒膜において５０％以上の紫外光を吸収して、活性表面に到達しないようにすることで、活性表面に到達する紫外光の量を低減しつつ、紫外光の他の一部を、活性表面等で、目的の触媒反応を生じさせるために活用できるので、食品の変質を抑制しつつ反応速度を高める観点から有利である。
　また、本開示の第１３態様に係る食品加工装置は、触媒膜が、活性表面を含む表面層と、主面を含む吸収層とを備え、吸収層が、紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する、第１２態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、吸収層に含有された紫外光吸収粒子によって、光源から出射された紫外光のうち、活性表面に到達する紫外光の量を低減することができる。
　また、本開示の第１４態様に係る食品加工装置は、吸収層が、酸化物バインダーを含む、第１３態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、酸化物バインダーを含むことによって、吸収層を崩壊しないように維持でき、安定して紫外光を吸収することができる。
　また、本開示の第１５態様に係る食品加工装置は、酸化物バインダーが、ＳｉｍＯｎ、ＴｉｍＯｎまたはＡｌｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する、第１４態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、ＳｉｍＯｎ、ＴｉｍＯｎまたはＡｌｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する酸化物バインダーを含むことによって、吸収層を崩壊しないように維持でき、安定して紫外光を吸収することができる。
　また、本開示の第１６態様に係る食品加工装置は、表面層が、金属酸化物を含む、第１３～第１５態様のいずれか１態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、金属酸化物を含む表面層において、活性表面を形成することができる。
　また、本開示の第１７態様に係る食品加工装置は、金属酸化物が、ＴｉｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する、第１６態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、ＴｉｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する金属酸化物を含む表面層において、活性表面を形成することができる。
　また、本開示の第１８態様に係る食品加工装置は、主面において触媒膜に接触し、触媒膜を支持する支持体をさらに備える、第１２～第１７態様のいずれか１態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、主面において触媒膜に支持体が接触することができる。言い換えると、支持体に主面が接触することで、触媒膜の形状を支持体に沿う形状とすることができる。支持体を剛性のある素材で形成すれば、触媒膜を支持体の形状のまま一定に維持することができる。
　また、本開示の第１９態様に係る食品加工装置は、支持体が、内部に空洞を有し、外部において触媒膜に接触しており、光源は、空洞に配置されている、第１８態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、支持体が内部に有する空洞内に光源を配置して、この空洞の内部から支持体越しに触媒膜に向けて紫外光を出射することができる。
　また、本開示の第２０態様に係る食品加工装置は、支持体が、ガラスで構成される、第１８又は第１９態様に記載の食品加工装置である。
　これによれば、ガラスで構成された支持体が内部に有する空洞内に光源を配置して、この空洞の内部から支持体越しに触媒膜に向けて紫外光を出射することができる。
　また、本開示の第２１態様に係る触媒付き光源は、活性表面を有する触媒膜と、触媒膜の厚さ方向において、活性表面よりも、活性表面の反対側に位置する触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、触媒膜は紫外光の一部を吸収し、触媒膜における紫外光の吸収率は、５０％以上であり、触媒膜の厚さは、２．６μｍ以上１８．２μm以下である。
　これによれば、第１２態様に係る食品加工装置と同様の効果を奏することができる。
　なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、方法、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　（本開示の実施形態）
　以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明する実施形態は、いずれも包括的、又は具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、プロセス条件、ステップ、ステップの順序等は一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
　また、本開示において、平行及び垂直などの要素間の関係性を示す用語、及び、矩形などの要素の形状を示す用語、並びに、数値は、厳格な意味のみを表すのではなく、実質的に同等な範囲、例えば数％程度の差異をも含むことを意味する。
　（実施の形態）
　図１は、実施の形態に係る食品加工装置を模式的に示す断面図である。図１では、断面の一部（一点鎖線で囲まれた一部）を拡大した拡大図が併せて示されている。食品加工装置１ａは、容器１０と、触媒付き光源２とを備える。食品加工装置１ａでは、１つの容器１０に対して、触媒付き光源２が複数（例えば３つ）設けられている。なお、食品加工装置１ａでは、１つの容器１０に対して、触媒付き光源２が１つだけ設けられる構成であってもよい。容器１０は、食品Ｆを収容するための空間１５を有する。食品Ｆは、食品原料であってもよい。食品原料とは、食品加工装置１ａによる工程又はその他の工程によって食品へと加工される原料である。
　触媒付き光源２は、光源３０と、触媒作用を示す触媒膜２０と、触媒膜２０を支持するための支持体２５とから構成される。なお、光源３０に支持体２５の代わりとして利用できる硬い部材が含まれる場合、支持体２５を備えずに、光源３０と触媒膜２０とから構成される触媒付き光源を実現することもできる。
　触媒膜２０は、空間１５に接する活性表面２１ａを有する。光源３０は、触媒膜２０の厚さ方向において、活性表面２１ａよりも、活性表面２１ａの反対側に位置する触媒膜２０の主面２２ａに近い位置に配置されている。このように、触媒膜２０は、活性表面２１ａと主面２２ａとが互いに背向したシート状の部材である。
　触媒膜２０は、拡大断面図に示すように、主に紫外光を吸収し、触媒作用を示さない吸収層２２と、触媒作用の中核を担う表面層２１との２層構造で形成されている。吸収層２２は、触媒膜２０の厚み方向における主面２２ａ側に配置されている。表面層２１は、触媒膜２０の厚み方向における活性表面２１ａ側に配置されている。なお、触媒膜２０はこのような２層構造に限られない。触媒膜２０は、主面２２ａ上にさらに拡散層などの他の層が形成された３層以上の構造であってもよい。この構成では、他の層の主面が触媒膜２０の露出表面となっており、吸収層２２の主面２２ａは、吸収層２２と他の層との界面として、露出しない構成となっている。
　吸収層２２は、紫外光の吸収を実現するために、紫外光吸収粒子２２ｂが酸化物バインダーに分散されて固定されている。紫外光吸収粒子２２ｂは、例えば、ＴｉＯ２等の紫外光を吸収する特性を有する粒子であればよい。特に、加工対象の食品Ｆによって、吸収すべき（言い換えると、食品Ｆに到達すべきでない）紫外光の波長が決まるため、食品Ｆに応じた紫外光吸収粒子２２ｂを選択して用いればよい。酸化物バインダーとしては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２またはＡｌ２Ｏ３等の組成を有する物質を選択して利用することができる。
　表面層２１は、ＴｉＯ２等の触媒としての金属酸化物を含んで構成される。金属酸化物は、紫外光によって触媒活性が励起される物質であればよい。特に、加工対象の食品Ｆによって必要な触媒活性が決まるため、食品Ｆに応じた金属酸化物を選択して用いればよい。触媒膜２０の詳細な構成についてはさらに後述する。
　光源３０は、図中に「ＵＶ」と記載された矢印が示す、紫外光を触媒膜２０に向かって出射する。より具体的には、光源３０は、主面２２ａ側に配置されており、支持体２５を介して、紫外光を主面２２ａ側から触媒膜２０に向かって出射する。触媒膜２０は、紫外光の一部を吸収するように構成されている。触媒膜２０における紫外光の吸収率、すなわち、触媒膜２０に入射した紫外光に対する、触媒膜２０から食品Ｆへと出射される紫外光の割合は、５０％以上である。
　逆に言えば、触媒膜２０の主面２２ａに入射した紫外光の光量の大部分（最大で５０％）が触媒膜２０において吸収される。触媒膜２０における紫外光の吸収により、触媒膜２０において多数の励起子が生成される。例えば、触媒膜２０と紫外光との相互作用により、触媒膜２０の広い範囲で電子と正孔との対として励起子が生成される。励起子は、数ナノ秒から数十ナノ秒の有限の寿命を有し、その寿命の期間に触媒膜２０を拡散する。例えば、触媒膜２０における励起子の濃度は、主面２２ａから活性表面２１ａに向かって指数関数的に減少する。励起子の多くは、このような濃度勾配による拡散により、活性表面２１ａと活性表面２１ａに接触する食品Ｆとの界面に到達する。この界面に到達した励起子は、食品Ｆに含まれる酸素分子、水分子、及び反応基質と、触媒膜２０との間で、電荷移動反応を生じさせ、活性種を生成する。その結果、食品Ｆの加工に必要な光化学反応が選択的に進行する。表面層２１及び吸収層２２の金属酸化物、紫外光吸収粒子２２ｂ、及び、酸化物バインダーは、励起子の生成及び拡散が有効に行われるように、物質の選択の際にこれらの観点も考慮されるべきである。なお、触媒膜２０と紫外光との相互作用により生成される励起子が電荷分離し、電子及び正孔等のキャリアとして振る舞ってもよい。
　食品原料を含む食品は、紫外光の照射に対して敏感である。紫外光が食品に照射されると、食品の変質又は劣化が生じ、食品が本来有するフレーバーとは異なる、腐敗臭、悪臭、及び人工臭等の異臭が感じられることがある。フレーバー、味覚、及び食感は、食品の三大要素である。その中でもフレーバーは、重要な要素である。このため、そのような異臭の発生は、食品の価値を大きく下げる要因となりうる。一方、食品加工装置１ａによれば、食品Ｆに紫外光が到達する前に触媒膜２０において紫外光の光量の大部分が吸収されるので、高強度の紫外光が食品Ｆに照射されにくい。触媒膜２０における紫外光の吸収率は、光源３０から出射される紫外光の波長に応じて変化させることができる。このため、光源３０として、様々な種類の光源を利用できる。このように、食品加工装置１ａによれば、紫外光による食品の変質又は劣化を抑制でき、食品加工のための目的の反応を支配的に促進させることができる。
　食品に含まれる有機物が関与する様々な化学反応のうち、光が重要な働きをする光化学反応がある。固体触媒等と光とが相互作用した結果起こる光触媒反応も光化学反応である。固体触媒と光とが相互作用した結果起こる光触媒反応と、有機分子と光とが直接相互作用した結果起こる光化学反応とを区別するため、ここでは、後者を「有機光化学反応」と呼ぶ。
　有機光化学反応が起こるには、反応する分子による光吸収が必要である。光吸収は分子を構成する官能基又は分子骨格により起こる。様々な有機分子のうち、波長２５０ｎｍから４５０ｎｍの波長域に光吸収をもつものは、ベンゼン類、ピリジン類、チオフェン類、フラン類、及びカルボニル基等の炭素－酸素二重結合を有する化合物である。これらは、人間の嗅覚に対して相互作用を起こす芳香族化合物に含まれうる。食品は多種多様な高分子及び低分子の混成であるので、上記の化合物の個々の有機光化学反応を分子レベルで追跡することは極めて困難である。一方、人間の嗅覚を用いた官能評価で有機光化学反応の起きた食品を調べると、本来食品が有する香りとは異なる異臭の発生の有無を調べることができる。
　食品加工装置１ａを用いてなされる食品Ｆの加工は、例えば、食品Ｆに含まれる成分を別の成分に変化させる加工であってもよい。食品加工装置１ａは、醸造や熟成に用いられてもよく、醸造や熟成以外の食品製造及び食品加工に用いられてもよい。
　例えば、触媒膜２０における紫外光の吸収率が５０％以上であるように触媒膜２０の厚さが調整されている。さらに、触媒膜２０の厚さを調整することにより、紫外光の吸収率が５０％より大きい触媒膜２０を形成することもできる。触媒膜２０の厚さは、例えば、触媒膜２０の透過スペクトルに現れる干渉パターンに基づいて決定できる。
　触媒膜２０における紫外光の吸収率は、例えば、以下の方法によって求めることができる。光源３０における発光スペクトルを取得し、発光スペクトルにおいて最大の光強度に対する半値全幅に対応する波長範囲Δλを特定する。分光光度計を用いて、触媒膜２０の吸収スペクトルを測定する。波長範囲Δλにおける発光スペクトルの光強度の積分値ＩＩを求める。触媒膜２０の吸収スペクトルに基づき、その波長範囲において触媒膜２０によって吸収される光強度の積分値ＩＡを求める。積分値ＩＩ及び積分値ＩＡに基づき以下の式（１）から吸収率Ａを決定する。
　吸収率Ａ（％）＝１００×ＩＡ／ＩＩ　式（１）
　触媒膜２０における紫外光の吸収率は、５５％以上であってもよく、６０％以上であってもよく、７０％以上であってもよい。触媒膜２０における紫外光の吸収率は、１００％であってもよく、９８％以下であってもよく、９５％以下であってもよい。
　物質における光吸収に関し、以下の式（２）に示すLambertの法則が知られている。
　ｌｏｇ（Ｉ０／Ｉ）=αｄ　式（２）
　式（２）において、Ｉ０は物質中を光が伝搬するときの入射光強度であり、Ｉは透過光強度であり、αは物質固有の吸収係数であり、ｄは物質の厚さである。吸収係数αは、物質の紫外光に対する応答特性に関連しており、波長の関数である。触媒膜２０において、光の波長が短いほど吸収係数αの値が大きくなりやすい。
　紫外光と触媒膜２０との相互作用が強く、触媒膜２０をなす物質の吸収係数αが大きい場合、触媒膜２０に入射された紫外光は、触媒膜２０の一部を伝搬した段階でその光強度が大きく減衰する。このため、紫外光が入射した触媒膜２０の入射面の反対側の触媒膜２０の主面まで紫外光が伝播することは難しい。一方、紫外光と触媒膜２０との相互作用が弱く、触媒膜２０をなす物質の吸収係数αが小さい場合、触媒膜２０に入射された紫外光は、紫外光が入射した触媒膜２０の入射面の反対側の触媒膜２０の主面まで伝播する。紫外光の光強度はそれほど減衰せず、触媒膜２０の外部に紫外光が漏れる。触媒膜２０は、望ましくは、紫外光の波長λに対して所定の範囲の吸収係数α［ｃｍ-1］を有する。紫外光の波長λにおける吸収係数αは、例えば、波長λが３６５ｎｍであるときに１９７１．８ｃｍ-1であり、波長λが３５０ｎｍであるときに７３４７．３ｃｍ-1であり、波長λが３３０ｎｍであるときに１８０３９．７ｃｍ-1である。換言すると、吸収係数αは、例えば、１９７１．８ｃｍ-1から１８０３９．７ｃｍ-1である。これにより、触媒膜２０における紫外光の光強度の減衰が所望の程度に調整されやすい。
　光源３０から出射される紫外光の波長は特定の値に限定されず、例えば３２０ｎｍから３７５ｎｍである。これにより、触媒膜２０において紫外光が適切に吸収される。
　また、触媒膜２０における紫外光の吸収率Ａは以下の式（３）のように定義することもできる。
　吸収率Ａ（％）＝（１－exp（β×吸収材の量＋表面層の吸光度))×１００　式（３）
　ただし、式（３）において、βは紫外光吸収粒子２２ｂの固有値である吸収係数を、吸収材の量は単位面積当たりの紫外光吸収粒子２２ｂの重量を、膜厚は吸収層の膜厚を表す。
　光源３０は、特定の光源に限定されず、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、蛍光剤を含む蛍光灯型光源、又は発光ダイオード（ＬＥＤ）でありうる。光源３０は、望ましくは単色光源である。この場合、紫外光の波長範囲が狭いので触媒膜２０の厚さの調整がしやすい。
　典型的には、触媒膜２０の厚さには、上限及び下限が存在する。なぜなら、光源３０の発光スペクトルは、デルタ関数として表現されるのではなく、有限のスペクトル幅を有しており、触媒膜２０の紫外光応答特性である紫外光吸収スペクトルは連続関数だからである。
　触媒膜２０は、上記のように複数層を有する膜である。図１に示す通り、触媒膜２０は、例えば、表面層２１と、吸収層２２とを有する。表面層２１は、活性表面２１ａを有する。吸収層２２は、主面２２ａを有する。吸収層２２は、紫外光を吸収して励起子を生成し、生成された励起子を活性表面２１ａに向かって移動させる（拡散させる）役割を担う。表面層２１は、活性表面２１ａと食品Ｆとの界面で電荷移動反応を生じさせる役割を担う。
　吸収層２２は、紫外光の吸収媒体として機能しうる。活性表面２１ａと食品Ｆとの界面で起こる電荷移動反応の回数は、触媒膜２０で吸収された光子の数より大きくなることはない。このため、食品Ｆの加工のための反応の反応速度を高めるために、触媒膜２０に入射された紫外光は、吸収層２２の内部で十分に吸収されることが望ましい。例えば、触媒膜２０の厚さがＦ（λ）以上であるように吸収層２２の厚さが調整される。吸収層２２は、励起子の伝導媒体としても機能しうる。吸収層２２の内部で生成した励起子は、数ナノ秒から数十ナノ秒の有限寿命τ（秒）において吸収層２２の内部を拡散して活性表面２１ａと食品Ｆとの界面に到達しうる。この界面に到達できなかった励起子は、励起した電子と正孔との再結合により失活する。この場合、励起子の生成に使用された光エネルギーは、化学反応を生じさせることなく熱エネルギーに変換され、無駄になる。このため、例えば、触媒膜２０の厚さがＧ（λ）以下であるように吸収層２２の厚さが調整される。したがって、触媒膜２０の厚さは、Ｆ（λ）以上Ｇ（λ）以下である。
　触媒膜２０における励起子の拡散速度をｖ［μｍ／秒］と表すと、励起子の最大拡散距離はτ×ｖ（μｍ）と近似できる。τは、励起子の励起状態ダイナミクスを反映しており、材料の電子状態及び欠陥密度等の要因の影響を受ける。加えて、触媒膜２０における結晶相もτに影響を与えうる。これらを踏まえて吸収層２２の材料を調整することにより、食品加工装置１ａを用いて食品Ｆの加工に必要な反応の反応速度をより確実に高めることができる。
　表面層２１は、活性表面２１ａを有し、触媒反応を促す。触媒反応の素過程は、固体表面で起こる化学反応である。このため、触媒としての性能は、バルクとしての構造ではなく、活性表面２１ａにおける微細構造によって決まりやすい。活性表面２１ａは、例えば、表面凹凸等の所定の微細な構造を有する。これにより、活性表面２１ａの表面積が大きくなりやすい。その結果、活性表面２１ａへの食品Ｆに含まれる、触媒反応による反応対象の成分の物質輸送速度を十分に高めることにより、食品Ｆの加工に必要な反応の反応速度をより確実に高めることができる。
　表面層２１の厚さ及び吸収層２２の厚さのそれぞれは、触媒膜２０における紫外光の吸収率が５０％以上である限り、特定の値に限定されない。吸収層２２の厚さは、例えば表面層２１の厚さより大きい。これにより、吸収層２２において紫外光を良好に吸収できる。表面層２１の厚さは、例えば、数ｎｍから数十μｍであってもよい。
　例えば、図２は、ギ酸分解における反応速度定数の触媒膜の厚さ依存性を示すグラフである。図２では、横軸に表面層２１の厚さ及び吸収層２２の厚さを合計した触媒膜２０の厚さを示し、縦軸に、触媒反応の一例として、ギ酸分解を触媒させたときの反応速度定数を示している。図２に示すように、触媒反応が効果的に進行しているとみなす反応速度定数２．５（ｈ－１）を満たす触媒膜２０の厚さは、２．６μｍ以上１８．２μｍ以下の範囲である。触媒膜２０の厚さが２．６μｍ未満では、吸収層２２による紫外光の吸収が十分に生じず、反応速度定数が低値となる。また、触媒膜２０の厚さが１８．２μｍより厚ければ、紫外光の吸収によって発生した励起子が、十分に活性表面２１ａに到達せず、反応速度定数が低値となる。このように、触媒膜２０の厚さは、２．６μｍ以上１８．２μｍ以下が好ましい。
　触媒膜２０の厚さは、触媒膜２０の材料を支持体２５の表面（主面２２ａと接触する表面に塗布する回数によって調整することができる。表面層２１の厚さが数ｎｍである場合、表面層２１は、例えば単一層として形成されうる。表面層２１の厚さが数十ｎｍである場合、表面層２１は、例えば複数層として形成されうる。表面層２１の厚さ及び吸収層２２の厚さのそれぞれは、例えば、触媒膜２０の断面の電子顕微鏡像に基づき決定できる。この場合、表面層２１の厚さ及び吸収層２２の厚さのそれぞれは、無作為に選んだ１０箇所以上の厚さの算術平均値として決定できる。また、触媒膜２０の膜厚は段差計を用いても決定できる。この場合は、複数回の測定における測定間の平均値として決定できる。
　触媒膜２０は、例えば、金属酸化物を含んでいる。これにより、触媒膜２０において紫外光が良好に吸収され、食品Ｆの加工のための反応の反応速度をより確実に高めることができる。
　触媒膜２０に含まれる金属酸化物は、特定の金属酸化物に限定されず、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化アルミニウム、又はゼオライトであってもよい。なお、本明細書において、シリコンを含む酸化物は「金属酸化物」に含まれる。
　触媒膜２０に含まれる金属酸化物は、ＴｉmＯnの組成を有していてもよい。この組成は、１≦ｍ≦２及び２≦ｎ≦３の条件を満たす。この場合、食品Ｆの加工のための反応の反応速度をより確実に高めることができる。
　触媒膜２０において、表面層２１をなす材料と、吸収層２２をなす材料とは、同一種類の材料であってもよいし、異なる種類の材料であってもよい。例えば、触媒膜２０において、表面層２１をなす材料と、吸収層２２をなす材料とが異なる材料であると、表面層２１の機能をより高めつつ吸収層２２の機能をより高めやすい。
　吸収層２２には、紫外光吸収粒子２２ｂが含まれていてもよい。紫外光吸収粒子２２ｂとしては、特定の材料に限定されず、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化アルミニウム、ゼオライト、又は有機顔料であってもよい。例えば、ＴｉＯ２粒子が用いられる。紫外光吸収粒子２２ｂの配合量は、吸収層全体に対して６０重量％以下が望ましい。図３は、ギ酸分解における反応速度定数の紫外光吸収粒子の配合量依存性を示すグラフである。図３では、横軸に紫外光吸収粒子２２ｂの配合量に対応する紫外光吸収粒子２２ｂ／酸化物バインダーの重量比を示し、縦軸に、触媒反応の一例として、１３μｍの触媒膜２０の厚さにおいて、ギ酸分解を触媒させたときの反応速度定数を示している。図３に示すように、触媒反応が効果的に進行しているとみなす反応速度定数２．５（ｈ－１）を満たす紫外光吸収粒子２２ｂ／酸化物バインダーの重量比は、２０％以上６０％以下の範囲である。
　ＴｉＯ２粒子としては、例えば、日本アエロジル社製、商品名Ｐ２５、１次粒子径２１ｎｍ等を用いることができる。吸収層２２には、バインダーが含まれていても良い。バインダーとしては、特定の材料に限定されず、酸化物バインダー、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化シリコン、酸化アルミニウム、ゼオライト又は有機高分子が含まれてもよい。
　図１に示す通り、食品加工装置１ａは、例えば、支持体２５をさらに備えている。支持体２５は、内部に空洞２５ｈを有しており、空洞２５ｈ内に光源３０が配置されるようになっている。そして、支持体２５の外部は、外表面を有しており、当該外表面において主面２２ａに接触している。この結果、支持体２５は、触媒膜２０の厚さ方向において、活性表面２１ａよりも主面２２ａに近い位置に配置されており、触媒膜２０を支持している。これにより、食品加工装置１ａにおいて、触媒膜２０が安定的に存在しうる。
　支持体２５の材料は、特定の材料に限定されず、例えばガラスである。支持体２５は、典型的には、紫外光に対する光応答特性が低く、紫外光に対し高い透過率を有する。支持体２５の材料の例は、石英ガラス及びホウケイ酸ガラスである。
　支持体２５の形状は、触媒膜２０を支持できる限り、特定の形状に限定されない。支持体２５は、例えば空洞２５ｈを有していなくてもよい。支持体２５は、例えば筒状である。支持体２５は、中空の球状であってもよく、中空の多面体状であってもよい。
　図１に示す通り、食品加工装置１ａは、撹拌器４０をさらに備えていてもよい。撹拌器４０は、例えば、回転軸と、回転軸に取り付けられた撹拌翼とを備えている。食品Ｆの加工のための反応の反応速度を高めるために、食品Ｆを触媒膜２０の活性表面２１ａに高速で輸送することができ、反応速度を高めるという観点で有利である。物質移動としては、濃度勾配に伴う拡散移動と、場の流れに乗って移動する対流移動とがある。撹拌器４０の作動により、食品Ｆにおいて物質輸送速度が高くなる。撹拌器４０の作動により、触媒膜２０と食品Ｆとの界面で食品Ｆに含まれる、触媒反応による反応対象の成分の濃度が高く保たれやすい。加えて、撹拌器４０の作動により、容器１０の空間１５における食品Ｆの場の流れの発達を促すことができる。撹拌器４０の回転軸は容器１０の上方又は下方から挿入されうる。
　（実施例）
　実施例により本開示の食品加工装置をより詳細に説明する。なお、本開示の食品加工装置は、以下の実施例に限定されない。
　＜異臭の発生有無の評価＞
　食品加工装置１ａにおける石英ガラス製の支持板（支持体２５に相当）の上に、ゾルＡをスピンコーティングにより塗布し、塗膜を形成した。ゾルＡは、テトラエトキシシラン：４．５３ｍＬ、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸：２４ｍＬ、及び、金属酸化物（ＴｉＯ２粉末）：５ｇを３０分間撹拌したものである。
　この塗膜を５００℃の電気炉中で３時間焼成した。塗膜の形成及び塗膜の焼成を５回繰り返して吸収層を形成した。吸収層の上に、ゾルＢをスピンコーティングにより塗布し、塗膜を形成した。ゾルＢは、チタニウムエトキシド：０．０９２ｍｏｌ（２１ｇ）、２０重量％塩酸：１４．６ｃｍ３、プルーロニクＰ１２３（界面活性剤）：６ｇ、及び、１－ブタノール：７４ｃｍ３を３時間撹拌したものである。この塗膜を５００℃の電気炉中で３時間焼成し、表面層を形成した。このようにして、サンプルＪを作製した。なお、支持板は、平面視で３０ｍｍ平方の正方形状とした。
　サンプルＪにおける吸収層２２に相当する層を形成しなかったこと以外は、サンプルＪと同様にしてサンプルＫを作製した。
　また、支持板に塗膜を形成せずにそのままサンプルＬとした。
　サンプルＪ、Ｋ、Ｌのそれぞれを用い、酵母水溶液を食品Ｆに代えて導入して触媒反応を行わせた。反応後の液体サンプルにおける異臭の有無をそれぞれ、３名の評価者によって２点式別試験法に従った官能評価を実施した。その結果、サンプルＪを用いた場合には、３名の評価者の全員が反応後の液体サンプルにつき異臭を感じなかった。一方、サンプルＫ及びＬを用いた場合には、３名の評価者の全員が反応後の液体サンプルにつき異臭を感じた。このように、サンプルＪを用いた場合、酵母水溶液に含まれる成分の紫外光による劣化は起こっておらず、サンプルＫ及びＬを用いた場合には、酵母水溶液に含まれる成分の紫外光による劣化が起こっていることが示唆された。
　以上、本開示に係る食品加工装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。
　本開示の食品加工装置は、食品原料を含む様々な食品の加工において有用である。
　　１ａ　食品加工装置
　　２　触媒付き光源
　　１０　容器
　　１５　空間
　　２０　触媒膜
　　２１　表面層
　　２１ａ　活性表面
　　２２　吸収層
　　２２ａ　主面
　　２２ｂ　紫外光吸収粒子
　　２５　支持体
　　２５ｈ　空洞
　　３０　光源
　　４０　撹拌器
　　Ｆ　食品

Claims (11)

  1. 　食品を収容するための空間を有する容器と、
    　前記空間に接する活性表面を有する触媒膜と、
    　前記触媒膜の厚さ方向において、前記活性表面よりも、前記活性表面の反対側に位置する前記触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を前記触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、
    　前記触媒膜は、前記活性表面を含む表面層と、前記主面を含む吸収層とを備え、
    　前記吸収層は、前記紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する、
    　食品加工装置。
  2. 　前記触媒膜における前記紫外光の吸収率は、５０％以上である、
    　請求項１に記載の食品加工装置。
  3. 　前記吸収層は、酸化物バインダーを含む、
    　請求項１に記載の食品加工装置。
  4. 　前記酸化物バインダーは、ＳｉｍＯｎ、ＴｉｍＯｎまたはＡｌｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する、
    　請求項３に記載の食品加工装置。
  5. 　前記表面層は、金属酸化物を含む、
    　請求項１に記載の食品加工装置。
  6. 　前記金属酸化物は、ＴｉｍＯｎ（ただし、ｍは１又は２であり、ｎは２又は３である）の組成を有する、
    　請求項５に記載の食品加工装置。
  7. 　前記主面において前記触媒膜に接触し、前記触媒膜を支持する支持体をさらに備える、
    　請求項１に記載の食品加工装置。
  8. 　前記支持体は、内部に空洞を有し、外部において前記触媒膜に接触しており、
    　前記光源は、前記空洞に配置されている、
    　請求項７に記載の食品加工装置。
  9. 　前記支持体は、ガラスで構成される、
    　請求項８に記載の食品加工装置。
  10. 　前記触媒膜の厚さは、２．６μｍ以上１８．２μｍ以下である、
    　請求項１～９のいずれか１項に記載の食品加工装置。
  11. 　活性表面を有する触媒膜と、
    　前記触媒膜の厚さ方向において、前記活性表面よりも、前記活性表面の反対側に位置する前記触媒膜の主面に近い位置に配置され、紫外光を前記触媒膜に向かって出射する光源と、を備え、
    　前記触媒膜は、前記活性表面を含む表面層と、前記主面を含む吸収層とを備え、
    　前記吸収層は、前記紫外光の一部を吸収する紫外光吸収粒子を含有する、
    　触媒付き光源。
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