تتم عملية إزالة الكافيين من حبوب القهوة بشكل رئيسي باستخداماستخراج السوائل فوق الحرجة (SFE)، وهي تقنية تستخدم عادة ثاني أكسيد الكربون كمذيب. يتمتع ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج (SC-CO2) بكثافة قريبة من كثافة السائل ولزوجة الغاز، مع خصائص انتشار جيدة وتوتر سطحي منخفض، وبالتالي يوفر قدرات استخلاص فائقة. في عملية إزالة الكافيين، يكون SC-CO2 انتقائيًا للغاية وقادرًا على استخلاص الكافيين بشكل انتقائي دون التأثير بشكل مفرط على المكونات الأخرى في حبة القهوة، وبالتالي الحفاظ على النكهة الأصلية للقهوة.
الخطوات المحددة لاستخراج السوائل فوق الحرجةالكافيين هي كما يلي:
1. المعالجة المسبقة: يتم أولاً تليين حبوب القهوة، على سبيل المثال، بإضافة الماء أو التسخين بالبخار، بحيث ينتفخ سطح الحبة وتزداد مساحة التلامس.
2. استخراج السوائل فوق الحرجة: في ظل ظروف الضغط العالي (عادة أكثر من 72.8 أجواء) ودرجة الحرارة المناسبة (درجة الحرارة فوق الحرجة لثاني أكسيد الكربون حوالي 31.1 درجة)، يتم تمرير سائل ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج عبر حبوب البن، والكافيين في تزداد حالة الذوبان فوق الحرجة، وبالتالي يتم استخلاصها.
3. الانفصال:استخراج السوائل فوق الحرجةيدخل الكافيين الذي تم استخلاصه منه إلى برج الفصل، حيث يتم فصل الكافيين عن طريق خفض الضغط أو بإضافة مواد أخرى (مثل الماء).
4. إعادة التدوير: يمكن إزالة ثاني أكسيد الكربون المنفصل من الضغط العالي ويتبخر بشكل شبه كامل، ويمكن إعادة تدويره.
مزايااستخراج السوائل فوق الحرجةهي أنها لا تتطلب استخدام المذيبات الكيميائية الضارة ويمكن تشغيلها في درجات حرارة منخفضة، مع تجنب تلف المكونات الحساسة للحرارة في حبوب البن. بالإضافة إلى ذلك، تتميز هذه الطريقة بكفاءة عالية في إزالة الكافيين ولا توجد بها مشاكل في بقايا المذيبات، مما يجعلها تقنية خضراء.
ومن الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن هذه الطريقة تزيل معظم الكافيين، إلا أنه عادة ما يبقى 2-3% من الكافيين، وبالتالي فإن القهوة منزوعة الكافيين ليست خالية تمامًا من الكافيين. بالإضافة إلى ذلك، فإن القهوة منزوعة الكافيين التي يتم إنتاجها بهذه الطريقة نادرة نسبيًا في السوق حيث تتطلب التكنولوجيا معدات خاصة عالية الضغط ومكلفة نسبيًا.