蛋壳裂痕检测原理.doc

聲波解謎》薄薄的蛋殼…布滿7500氣孔
2008/06/11 
【聯合報╱本報記者喻文玟】

肉眼看來密實的雞蛋殼，在電子顯微鏡下，其實是稀疏的格狀結構。 圖／取自網路

蛋殼易碎，你知道這一層薄薄的外殼，有幾公分嗎？

中興大學生物產業機電工程學系教授鄭經偉利用儀器測量雞蛋、鴨蛋蛋殼的厚度，兩者有顯著差異。雞蛋蛋殼厚度，平均約0.26～0.38mm；鴨蛋蛋殼較厚，平均約0.35mm～0.45mm。

蛋殼主要由碳酸鈣加上少許蛋白質組成，是蛋最外層的保護膜。俗話說「雞蛋再密也有縫」，鄭經偉指出，看似天衣

 無縫的蛋殼，即使沒有裂痕，表面大約分布7500個氣孔，但是分布不平均，一般來說，鈍端氣孔比銳端多。
蛋殼的氣孔有什麼作用呢？學者指出，蛋殼氣孔的結構類似哺乳類動物的羊水，一隻雞孕育雞蛋，胚胎所需的氧氣都是透過氣孔擴散進入，胚胎代謝產生的二氧化碳也是透過氣孔排出。

剛生出來的蛋，氣孔是閉鎖的，表面光滑；隨著產出時間氣孔會慢慢敞開，蛋的表面會越來越粗糙，主婦挑選雞蛋時，觸摸蛋殼就能判別新鮮度。

鴨蛋蛋殼若有裂痕，會影響皮蛋製成的品質，也會影響食品衛生。

學者指出，雞蛋蛋殼比鴨蛋脆弱，台灣屬於亞熱帶氣候，裂痕蛋易孳生細菌，空氣中的沙門氏桿菌從裂縫入侵，滋生在蛋殼、蛋殼膜之間，存放太久沒有食用，會產生惡臭味。

鄭經偉表示，國內洗選蛋業者多數仍利用傳統光照方式目視檢查，而且只能將大裂痕的雞蛋挑出，無法將全部的裂痕蛋找出來，所以洗選蛋，近五成都有小裂痕，一周內食用完畢較安全。

聲波解謎》聲波揪壞蛋 面面俱到

國內的皮蛋日產量約50萬顆，皮蛋加工過程中，要將蛋浸泡在強鹼溶液中，此時若蛋殼有裂痕，強鹼溶液便會滲透到蛋中，除了蛋黃之外，蛋白、蛋殼都會融化。因此皮蛋通常選用殼較厚的鴨蛋而不用雞蛋，但也不是每顆鴨蛋都可以加工成皮蛋，有裂痕會影響品質，若蛋殼「氣孔」太少，也無法醃製成皮蛋。

中興大學生物產業機電系教授鄭經偉指出，過去為了檢查蛋殼上是否有裂縫，皮蛋加工都靠人工敲擊蛋殼，蛋農一次會利用三顆鴨蛋，兩兩互相敲擊，沒有裂痕的蛋殼聲音清脆；有裂痕的聲音較鈍，「技術好、老經驗」的蛋農們，聽聲分辨「好蛋與壞蛋」，熟練的蛋農們平均8小時能敲完6千顆蛋。

人工敲蛋相當耗時，而且長期下來容易造成手腕受傷。因此，鄭經偉利用蛋農「聽聲辨識壞蛋」的原理，研發了一支能判別蛋殼裂痕的檢測器，外觀是像一枝筆的真空管，在真空館內裝設互斥的磁鐵、特製的微麥克風，收集瞬間敲擊蛋殼表面的聲波。

 鄭經偉分析，經過長時間實驗發現，敲擊的瞬間衝擊力控制在0.25kg才不會讓蛋殼裂傷，微麥克風裝設在檢測頭，收集瞬間聲波。

聲波頻率有固定的週期，瞬間衝擊脈波是在短時間敲擊產生的聲音振幅，蛋殼完整處聲音的頻寬較窄，振幅穩定，蛋農若用人工敲擊，聲音清脆；裂痕邊緣的衝擊脈波，波峰震幅小，頻寬拉長，聽到的聲音較鈍。

 傳統的人工敲擊方法完全「靠經驗」，鄭經偉觀察蛋農的敲擊經驗發現，人工敲擊存在許多變因，例如蛋農心情好壞，也會影響聲音判別的準確；人工敲擊不一定每次力道都一樣精準；要大量生產皮蛋，人工敲擊講究效率，不可能「面面俱到」都敲擊判定聲音。

 這套系統除了利用音波原理「揪出壞蛋」之外，還設計透過輸送帶的方式，讓鴨蛋能三百六十度旋轉，再經過56支迷你麥克風敲擊產生的衝擊脈波的檢測，增加找出壞蛋的精準度高達98％。

鄭經偉指出，熟練的蛋農們平均8小時能敲完6千顆蛋，透過機器自動化檢測蛋殼裂痕，效率增加不少，目前每8小時可檢測5萬粒鮮蛋。

郑教授的蛋壳裂痕检测分级机
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