Postopek odstranjevanja kofeina iz kavnih zrn poteka predvsem z uporaboekstrakcija superkritične tekočine (SFE), tehnika, ki običajno uporablja ogljikov dioksid kot topilo. Superkritični ogljikov dioksid (SC-CO2) ima gostoto, ki je podobna gostoti tekočine, in viskoznost plina, z dobrimi difuzijskimi lastnostmi in nizko površinsko napetostjo, kar zagotavlja vrhunske zmogljivosti ekstrakcije. V procesu odstranjevanja kofeina je SC-CO2 zelo selektiven in lahko selektivno ekstrahira kofein, ne da bi pretirano vplival na druge sestavine v kavnem zrnu, s čimer ohranja prvotni okus kave.
Posebni korakiekstrakcija superkritične tekočinekofeina so naslednji:
1. Predobdelava: Kavna zrna se najprej zmehčajo, na primer z dodajanjem vode ali segrevanjem s paro, tako da se površina zrn nabrekne in poveča kontaktna površina.
2. Ekstrakcija superkritične tekočine: V pogojih visokega tlaka (običajno več kot 72,8 atmosfere) in ustrezne temperature (superkritična temperatura ogljikovega dioksida je približno 31,1 stopinje) se tekočina superkritičnega ogljikovega dioksida pretaka skozi kavna zrna in kofein v superkritično stanje topnosti se poveča in se tako ekstrahira.
3. Ločitev:Ekstrakcija superkritične tekočineiz katerega je bil ekstrahiran kofein, vstopi v ločevalni stolp, kjer se kofein loči z razbremenitvijo tlaka ali z dodatkom drugih snovi (npr. vode).
4. Recikliranje: Ločeni ogljikov dioksid se lahko odstrani iz visokega tlaka in skoraj popolnoma izhlapi ter se lahko reciklira.
Prednostiekstrakcija superkritične tekočineso, da ne zahteva uporabe škodljivih kemičnih topil in se lahko uporablja pri nižjih temperaturah, pri čemer se izognete poškodbam toplotno občutljivih komponent kavnih zrn. Poleg tega je ta metoda zelo učinkovita pri odstranjevanju kofeina in nima težav z ostanki topil, zaradi česar je zelena tehnologija.
Treba je omeniti, da čeprav ta metoda odstrani večino kofeina, običajno ostane 2-3 % kofeina, zato kava brez kofeina ni popolnoma brez kofeina. Poleg tega je kava brez kofeina, proizvedena po tej metodi, razmeroma redka na trgu, saj tehnologija zahteva posebno visokotlačno opremo in je relativno draga.