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96%。
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。